一种闭环超导磁体的绕制方法及闭环超导磁体技术

本发明专利技术涉及一种闭环超导磁体的绕制方法及闭环超导磁体。所述方法包括：将主带盘中的超导带材缠绕在过渡带盘上；将过渡带盘上的超导带材缠绕在第1个双饼线圈骨架的一侧形成第1个双饼线圈中的第1个单饼；将主带盘上的超导带缠绕在第n个双饼线圈骨架的另一侧形成第n个双饼线圈中的第2个单饼；将第n个双饼线圈中的第2个单饼上的超导带材缠绕在第n+1个双饼线圈骨架的一侧形成第n+1个双饼线圈中的第1个单饼，至此完成第n个双饼线圈的绕制；将最后一个双饼线圈的超导带材抽头的端部与第一个双饼线圈的超导带材抽头的端部连接形成闭环超导磁体。本发明专利技术可以解决超导接头制备困难，机械性能差的缺点。机械性能差的缺点。机械性能差的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种闭环超导磁体的绕制方法及闭环超导磁体


[0001]本专利技术涉及超导磁体绕制
，特别是涉及一种闭环超导磁体的绕制方法及闭环超导磁体。

技术介绍

[0002]核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，简称MRI)技术是利用核磁共振原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像，是一种安全高效的生物医学检测技术。MRI作为重要的医学诊断手段和揭开人类生命之谜的重要工具在提高磁场对人类疾病的早期诊断方面起着越来越重要的作用。MRI的清晰度依赖于磁体产生的磁场强度、磁场均匀度、磁场稳定性，磁场强度越高、磁场均匀度越好、磁场稳定性越好，MRI的清晰度就越高。目前，世界上绝大多数的MRI装置使用的都是NbTi超导合金。NbTi超导合金属于低温超导材料(LTS)，其超导临界温度Tc为9.7K，4.2K下的上临界磁场约为11T。它只能在液氦环境下使用，使用成本非常昂贵，并且它的上临界场也限制了研制的磁体的磁场强度。
[0003]基于稀土钡铜氧(REBCO，RE为稀土元素)材料的第二代高温超导带材因为具有高临界温度、强载流能力、低运行成本等优点，因此在MRI用超导磁体方面有着巨大的应用潜力。超导带材一般采用双饼绕制方法形成模块化的双饼线圈，然后再以接头来连接双饼线圈组装形成超导磁体。当超导线圈以零电阻的超导接头连接形成超导磁体并以持续电流模式闭环运行时将使产生的磁场具有极高的稳定性。低温超导合金NbTi可以直接熔融焊接为超导接头，并且具有高的机械强度。而第二代高温超导带材的超导层是陶瓷材料，厚度在微米量级，并且只有在双轴织构情况下才具有高的载流能力，因此制备超导接头十分困难，工艺不稳定；其次，超导接头的超导层连接界面极其脆弱，导致其难以运行于强磁场环境中，所以现在需要一种可以克服现有技术中第二代高温超导带材的超导接头制备困难，机械性能差的超导接头的绕制方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种闭环超导磁体的绕制方法及闭环超导磁体，可以解决超导接头制备困难，机械性能差的缺点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种闭环超导磁体的绕制方法，包括：
[0007]以主带盘中超导带材的端点为起点，将所述主带盘中的超导带材按照绕带长度为第一设定长度且缠绕方向为第一缠绕方向在过渡带盘上缠绕；所述第一设定长度为预设的缠绕一个单饼线圈的超导带材的长度；
[0008]将所述过渡带盘上的超导带材按照第二缠绕方向全部绕在第1个双饼线圈骨架的一侧形成第1个双饼线圈中的第1个单饼；当所述第一缠绕方向为顺时针时所述第二缠绕方
向为逆时针，当所述第一缠绕方向为逆时针时所述第二缠绕方向为顺时针；
[0009]将所述主带盘上的超导带材按照绕带长度为所述第一设定长度的2倍且缠绕方向为所述第一缠绕方向在第n个双饼线圈骨架的另一侧缠绕形成第n个双饼线圈中的第2个单饼；n大于或等于1；
[0010]将所述第n个双饼线圈中的第2个单饼上的超导带材按照绕带长度为所述第一设定长度且缠绕方向为所述第二缠绕方向在第n+1个双饼线圈骨架的一侧缠绕形成第n+1个双饼线圈中的第1个单饼，至此完成第n个双饼线圈的绕制；
[0011]将所有双饼线圈按照序号同轴依次排列并将最后一个双饼线圈的超导带材抽头的端部与所述第一个双饼线圈的超导带材抽头的端部连接形成超导接头，最终得到闭环超导磁体。
[0012]可选的，当n为设定双饼线圈数量时，将所述主带盘上的超导带材按照绕带长度为所述第一设定长度且缠绕方向为所述第一缠绕方向在所述第n个双饼线圈骨架的另一侧缠绕形成第n个双饼线圈中的第2个单饼，至此完成设定双饼线圈数量双饼线圈的绕制。
[0013]可选的，所述将最后一个双饼线圈的超导带材抽头的端部与所述第一个双饼线圈的超导带材抽头的端部连接形成超导接头，具体包括：
[0014]将最后一个双饼线圈中的第2个单饼的超导带材抽头以螺旋层绕方式绕至所述第1个双饼线圈；
[0015]将所述最后一个双饼线圈中的第2个单饼的超导带材抽头的端部与所述第1个双饼线圈的超导带材抽头的端部连接形成闭环超导磁体。
[0016]一种闭环超导磁体，根据上述所述的闭环超导磁体的绕制方法得到。
[0017]可选的，所述闭环超导磁体还包括：绝缘垫片、螺栓、圆管、第一盖板和第二盖板；所述第一盖板套设在所述圆管的一端，所述第二盖板套设在所述圆管的另一端，各所述双饼线圈均套设在所述圆管上且所有所述双饼线圈均位于所述第一盖板和所述第二盖板之间，所述绝缘垫片设置在各相邻单饼线圈之间，所述螺栓将所述第一盖板和所述第二盖板固定连接。
[0018]可选的，所述闭环超导磁体，还包括：第一电极和第二电极，所述第一电极设置在第1双饼线圈的超导带材抽头上，所述第二电极设置在最后一个双饼线圈的超导带材抽头上。
[0019]可选的，所述闭环超导磁体，还包括：固定夹板，所述超导接头设置在所述固定夹板中，所述固定夹板用于固定所述超导接头。
[0020]可选的，所述闭环超导磁体，还包括，超导开关，所述超导开关设置在所述超导接头与所述第一电极之间或设置在所述超导接头与所述第二电极之间。
[0021]可选的，所述超导开关为加热薄膜。
[0022]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术以主带盘中超导带材的端点为起点，将所述主带盘中的超导带材按照绕带长度为第一设定长度且缠绕方向为第一缠绕方向在过渡带盘上缠绕；所述第一设定长度为预设的缠绕一个单饼线圈的超导带材的长度；将所述过渡带盘上的超导带材按照第二缠绕方向全部绕在第1个双饼线圈骨架的一侧形成第1个双饼线圈中的第1个单饼；当所述第一缠绕方向为顺时针时所述第二缠绕方向为逆时针，当所述第一缠绕方向为逆时针时所述第二缠绕方向为顺时针；将所
述主带盘上的超导带材按照绕带长度为所述第一设定长度的2倍且缠绕方向为所述第一缠绕方向在第n个双饼线圈骨架的另一侧缠绕形成第n个双饼线圈中的第2个单饼；n大于或等于1；将所述第n个双饼线圈中的第2个单饼上的超导带材按照绕带长度为所述第一设定长度且缠绕方向为所述第二缠绕方向在第n+1个双饼线圈骨架的一侧缠绕形成第n+1个双饼线圈中的第1个单饼，至此完成第n个双饼线圈的绕制；将所有双饼线圈按照序号同轴依次排列并将最后一个双饼线圈的超导带材抽头的端部与所述第一个双饼线圈的超导带材抽头的端部连接形成超导接头，最终得到闭环超导磁体，可以解决超导接头制备困难的缺点，并且整个磁体部分无接头，可以避免强磁、强电条件下因接头处电学和机械性能低而引起的磁体性能退化或损坏。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闭环超导磁体的绕制方法，其特征在于，包括：以主带盘中超导带材的端点为起点，将所述主带盘中的超导带材按照绕带长度为第一设定长度且缠绕方向为第一缠绕方向在过渡带盘上缠绕；所述第一设定长度为预设的缠绕一个单饼线圈的超导带材的长度；将所述过渡带盘上的超导带材按照第二缠绕方向全部绕在第1个双饼线圈骨架的一侧形成第1个双饼线圈中的第1个单饼；当所述第一缠绕方向为顺时针时所述第二缠绕方向为逆时针，当所述第一缠绕方向为逆时针时所述第二缠绕方向为顺时针；将所述主带盘上的超导带材按照绕带长度为所述第一设定长度的2倍且缠绕方向为所述第一缠绕方向在第n个双饼线圈骨架的另一侧缠绕形成第n个双饼线圈中的第2个单饼；n大于或等于1；将所述第n个双饼线圈中的第2个单饼上的超导带材按照绕带长度为所述第一设定长度且缠绕方向为所述第二缠绕方向在第n+1个双饼线圈骨架的一侧缠绕形成第n+1个双饼线圈中的第1个单饼，至此完成第n个双饼线圈的绕制；将所有双饼线圈按照序号同轴依次排列并将最后一个双饼线圈的超导带材抽头的端部与所述第一个双饼线圈的超导带材抽头的端部连接形成超导接头，最终得到闭环超导磁体。2.根据权利要求1所述的一种闭环超导磁体的绕制方法，其特征在于，当n为设定双饼线圈数量时，将所述主带盘上的超导带材按照绕带长度为所述第一设定长度且缠绕方向为所述第一缠绕方向在所述第n个双饼线圈骨架的另一侧缠绕形成第n个双饼线圈中的第2个单饼，至此完成设定双饼线圈数量双饼线圈的绕制。3.根据权利要求2所述的一种闭环超导磁体的绕制方法，其特征在于，所述将最后一个双饼线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄大兴，丁发柱，古宏伟，董浩，王锴，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：