[發明專利]超導磁屏蔽熱電流消除方法

在審

• 申請號: 202210870448.3
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115206626A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 賴凌峰;趙凱;高琦;李紫晗
• 申請（專利權）人: 成都原力辰教育科技有限公司
• 主分類號: H01F6/06
• 分類號: H01F6/06;H01F27/36
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種超導磁屏蔽熱電流消除方法，其特征在于，包括：

步驟1、先關閉主動控制線圈組，再開啟加熱器；將主動控制線圈組通電流I_a0，使得目標區域磁場與目標值接近；之后關閉加熱器電源，使得超導線圈降溫；觀測磁探頭磁場的變化，并收集數據；

步驟2、根據對收集到的數據進行擬合，獲得超導線圈中電流引入的磁場B_h、τ和B₀(t₀)；其中B_h為超導線圈中電流引入的磁場，t₀為線圈進入超導態時刻，t為磁探頭收集數據的時刻，τ為由超導線圈的電感和接頭電阻決定的常數；

步驟3、計算在擬合穩態磁場B_s，符合t₀為線圈進入超導態時刻，t為磁探頭收集數據的時刻，為測量值；B_c(t)為t時刻的磁探頭中磁場自然變化，為測量值；

同時獲得B₀(t₀)，并將計算完成的時刻記錄為t₁時刻；符合B_s＝B₀(t₀)+B_a(t₀)，B₀(t₀)為線圈進入超導態時刻的背景磁場，B_a(t₀)為線圈進入超導態時刻的主動線圈磁場，由主動控制線圈組電流決定，為設定值；

然后進入選擇步驟、根據進入需求進行單次控制操作或兩次控制操作：

當需要進行單次控制操作時，進入步驟A4；當需要進行兩次控制操作時，進入步驟B4；

所述步驟A4、計算出線圈中磁場穩定的條件，包括當在t₁時刻之后的第二時刻t₂、以及最終磁場與目標值一致需施加的電流；

若在t₂時刻主動控制線圈組磁場改變ΔB_a＝k(I_a(t₂)-I_a(t₀))，其中k為線圈電流與產生磁場的系數，I_a(t₂)是t₂時刻施加的電流，I_a(t₀)是已知項是t₀時刻施加的電流；磁探頭中磁場自然變化為

因此，在t₂時刻改變主動控制線圈組電流，使得t₂時刻需要對主動控制線圈組施加的電流即可使得線圈中磁場穩定在B_s+ΔB_a；為了使最終磁場與目標值B_t一致，計算隨后進入步驟A5；

步驟A5、在t₂時刻改變主動控制線圈組電流I_a(t₂)；操作結束；

所述步驟B4、在t₁時刻對主動控制線圈組施加電流

在計算得出B_h、τ、B₀(t₀)時，同時也收集到了t₁時刻磁探頭中磁場自然變化B_c(t₁)；t₁時刻為完成計算，進行第一次對主動控制線圈組進行操作的時刻；

若B_c(t₁)B_t,則在t₁時刻施加一個較大的ΔBS_a，使得B_c(t)快速增加；若B_c(t₁)B_t,則在t₁時刻施加一個較大的-ΔBS_a，使得B_c(t)快速減小，電場施加值ΔBS_a為設定值；隨后進入步驟B5；

步驟B5、計算出在t₃時刻，有BC_s(t₃)＝B_t，B_t為目標值；在t₃時刻調整磁場，使得在t₃時刻的再次操作的穩態磁場BC_s(t₃)＝B_t，則目標磁場B_t穩定在設定值；

t₃時刻的計算方法為：

其中，B_h為超導線圈中電流引入的磁場，B_s為穩態磁場；

在時得到：調整后的再次電場實際施加值ΔBS′_a＝B_t-B_s-ΔBS_a；進入步驟B6；

步驟B6、在t₃時刻對磁場施加ΔBS′_a；操作結束。