一种超导磁体制造技术

本申请提供一种超导磁体，涉及超导磁体技术领域。超导磁体包括环状的两个端板、中心线圈、多个修正线圈以及轴向支撑组件，两个端板相对布置且相对固定；中心线圈的两端分别与对应的端板刚性连接；每个修正线圈套设于中心线圈且与中心线圈之间存在第一间隙，多个修正线圈沿超导磁体的轴向间隔布置，多个修正线圈与中心线圈配合并产生合成磁场，各修正线圈具有相对的第一端以及第二端，第一端与端板刚性连接；轴向支撑组件分别与各第二端刚性连接，轴向支撑组件用于调节第二端相对于端板的轴向位置。通过轴向支撑组件与端板配合，可调节低温励磁时合成磁场的均匀性，同时也能够在电磁力作用下有效支撑线圈。力作用下有效支撑线圈。力作用下有效支撑线圈。

【技术实现步骤摘要】
一种超导磁体


[0001]本申请涉及超导磁体
，具体而言，涉及一种超导磁体。

技术介绍

[0002]在物理材料科学、化学生物科学等领域，需要研究材料、生物制剂等在低温强磁场下各种物理性能，例如热导、电导、磁化率等。为了研究材料在不同磁场下的物理性能，对磁场性能在空间的一致性提出了要求，超导磁体通常布置成一个或多个线圈，一个或多个线圈具有共同的中心纵轴线，一个或多个线圈典型地构造为在线圈中心(这种区域常常布置为孔)产生高均匀度磁场。
[0003]但实际使用中发现，线圈励磁后的均匀度无法满足预期要求，与预期结果具有偏差。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种超导磁体，其能够改善线圈励磁时磁场均匀度无法满足预期要求的问题。
[0005]本申请实施例提供实施上述磁场均匀性调节方法的超导磁体，其包括环状的两个端板、中心线圈、多个修正线圈以及轴向支撑组件。
[0006]其中，两个端板相对布置，两个端板在超导磁体的轴向上相对固定；中心线圈位于两个端板之间，中心线圈沿超导磁体的轴向延伸，中心线圈具有相对的两个固定端，每个固定端与对应的端板刚性连接；多个修正线圈位于两个端板之间，每个修正线圈沿超导磁体的轴向延伸，每个修正线圈套设于中心线圈且与中心线圈之间存在第一间隙，多个修正线圈沿超导磁体的轴向间隔布置，多个修正线圈与中心线圈配合并产生合成磁场，各修正线圈具有相对的第一端以及第二端，第一端与端板刚性连接；轴向支撑组件分别与各第二端刚性连接，轴向支撑组件用于调节第二端相对于端板的轴向位置。
[0007]在上述设置条件下，由于轴向支撑组件分别与各第二端刚性连接，轴向支撑组件用于调节第二端相对于端板的轴向位置，因此，利用端板和轴向支撑组件的配合，一方面能够在电磁力作用下支撑中心线圈和修正线圈，另一方面可通过调节第二端相对于端板的轴向位置，有效调节合成磁场的均匀性，同时，也可根据不同的均匀度需求，利用轴向支撑组件调节第二端与中心线圈不同的轴向相对位置，操作方便且操作难度系数低。
[0008]在一些实施例中，轴向支撑组件包括：与修正线圈的数量一一对应的多个第一支撑板，每个第一支撑板用于与对应的第二端抵持，每个第一支撑板与端板可拆卸或可移动地连接，以调节第一支撑板相对于端板的轴向位置。
[0009]上述设置中，使超导磁体结构简单且制造方便，利用第一支撑板与端板可拆卸或可移动地连接，即可根据实际的需求，调节第二端相对于中心线圈的位置，便于调节合成磁场的均匀度。
[0010]在一些实施例中，修正线圈的数量为偶数个；轴向支撑组件设置于任意相邻的两
个第二端之间，轴向支撑组件包括：轴向支撑件以及两个第二支撑板，每个第二支撑板分别抵持于对应的第二端，轴向支撑件的两端分别与对应的第二支撑板抵接；其中，轴向支撑件的轴向长度可调。
[0011]上述设置中，通过轴向长度可调的轴向支撑件以及第二支撑板的配合，可根据实际的需求，可同步调节任意相邻的两个修正线圈的调节第二端相对于中心线圈的位置，便于调节合成磁场的均匀度，同时调节效率高。
[0012]在一些实施例中，固定端与端板可拆卸连接，超导磁体还包括第一刚性垫片，第一刚性垫片用于垫设于固定端与端板之间，以调节固定端相对于端板的轴向位置。
[0013]上述设置中，利用第一刚性垫片的设置，可调节固定端相对于端板的轴向位置，有效调节合成磁场的均匀性，同时基于第一刚性垫片的设置，也可在垫接后，满足固定端与端板刚性连接的需求，避免出现安装误差，同时也能够在电磁力作用下有效支撑中心线圈。
[0014]在一些实施例中，第一端与端板可拆卸连接，超导磁体还包括第二刚性垫片，第二刚性垫片用于垫设于第一端与端板之间，以调节第一端相对于端板的轴向位置。
[0015]上述设置中，利用第二刚性垫片的设置，可调节第一端相对于端板的轴向位置，有效调节合成磁场的均匀性，同时基于第二刚性垫片的设置，也可在垫接后，满足第一端与端板刚性连接的需求，避免出现安装误差，同时也能够在电磁力作用下有效支撑修正线圈。
[0016]在一些实施例中，第一间隙的尺寸为2
‑
5mm。
[0017]上述设置中，利用上述尺寸的第一间隙的设置，可避免在励磁时中心线圈与修正线圈径向互相挤压，同时保证修正线圈与合成磁场之间的距离较近，提高超导线材的利用率。
[0018]在一些实施例中，中心线圈沿其径向具有多层同轴布置的线圈单元，其中，任意相邻的两个线圈单元电性串联，且任意相邻的两个线圈单元之间存在2
‑
5mm的第二间隙。
[0019]上述设置中，通过上述多个线圈单元的布置，可在励磁过程中，有效降低中心线圈的局部应力。
[0020]在一些实施例中，超导磁体为干式冷却超导磁体。
[0021]上述设置中，利用干式冷却可有效降低冷却成本。
[0022]在一些实施例中，超导磁体具有导热带，导热带用于与制冷机热交换；其中，任意相邻的两个修正线圈之间形成安装间隙，导热带覆盖位于安装间隙内的中心线圈的外周壁，且导热带的两端分别延伸至相邻的修正线圈的外周壁，导热带分别与中心线圈、修正线圈导热连接。
[0023]上述设置中，由于导热带覆盖在中心线圈和修正线圈的外周壁，一方面设置方便，不影响目标区域的磁场的均匀性，另一方面，覆盖面积大，可快速将修正线圈和中心线圈产生的热量与制冷机热交换，快速降温，满足低温励磁的需求。
[0024]在一些实施例中，中心线圈和修正线圈分别包括：线圈本体、胶层以及位于线圈本体两端的绝缘件。其中，线圈本体具有由超导线卷绕形成的多个互相连接的匝圈，任意相邻的两匝圈之间具有缝隙；胶层填充于缝隙内以粘接任意相邻的两匝圈；绝缘件经胶层与线圈本体连接。
[0025]上述设置中，通过绝缘件的设置对线圈进行绝缘隔离，避免发生安全隐患，同时可利用胶层的设置，不仅有效固定绝缘件以及线圈本体，同时由于胶层填充于缝隙内以粘接
任意相邻的两匝圈，因此可利用固化的胶层有效提高线圈本体的强度，进一步减少形变，保证合成磁场的均匀度。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0027]图1为本申请实施例提供的超导磁体1000的结构示意图；
[0028]图2为本申请实施例提供的中心线圈10b的结构示意图；
[0029]图3为本申请一些实施例提供的轴向支撑组件40a的结构示意图；
[0030]图4为本申请另一些实施例提供的轴向支撑组件40a的结构示意图；
[0031]图5为本申请一些实施例提供的轴向支撑组件40b的结构示意图。
[0032]图标：1000
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导磁体，其特征在于，包括：环状的两个端板，所述两个端板相对布置，所述两个端板在所述超导磁体的轴向上相对固定；中心线圈，位于所述两个端板之间，所述中心线圈沿所述超导磁体的轴向延伸，所述中心线圈具有相对的两个固定端，每个固定端与对应的所述端板刚性连接；多个修正线圈，位于所述两个端板之间，每个所述修正线圈沿所述超导磁体的轴向延伸，每个所述修正线圈套设于所述中心线圈且与所述中心线圈之间存在第一间隙，所述多个修正线圈沿所述超导磁体的轴向间隔布置，所述多个修正线圈与所述中心线圈配合并产生合成磁场，各所述修正线圈具有相对的第一端以及第二端，所述第一端与所述端板刚性连接；以及轴向支撑组件，分别与各所述第二端刚性连接，所述轴向支撑组件用于调节所述第二端相对于所述端板的轴向位置。2.根据权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述轴向支撑组件包括：与所述修正线圈的数量一一对应的多个第一支撑板，每个所述第一支撑板用于与对应的所述第二端抵持，每个所述第一支撑板与所述端板可拆卸或可移动地连接，以调节所述第一支撑板相对于所述端板的轴向位置。3.根据权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述修正线圈的数量为偶数个；所述轴向支撑组件设置于任意相邻的两个所述第二端之间，所述轴向支撑组件包括：轴向支撑件以及两个第二支撑板，每个所述第二支撑板分别抵持于对应的所述第二端，所述轴向支撑件的两端分别与对应的两个所述第二支撑板抵接；其中，所述轴向支撑件的轴向长度可调。4.根据权利要求1
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3任意一项所述的超导磁体，其特征在于，所述固定端与所述端板可拆卸连接，所述超导磁体还包括第一刚性垫片，所述第一刚性垫片用于垫设于所述固定端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：方志春，王维，信纪军，黎兆锋，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：新型
国别省市：