[发明专利]永磁铁磁场调节装置及永磁铁磁场调节方法

说明书

本申请公开了一种永磁铁磁场调节装置及永磁铁磁场调节方法，装置包括铁轭、导磁极头、永磁体和导磁调节块，铁轭分别可拆卸地固定连接有两个相对设置的导磁极头，两个导磁极头之间设置有一定间隙，任一导磁极头背向另一导磁极头的一侧设置有永磁体，永磁体设置在铁轭与导磁极头之间，铁轭和导磁极头分别与永磁体的两极接触，两个导磁极头分别与永磁体的异极接触，在两个导磁极头间隙中形成需要的磁场。使用永磁铁磁场调节装置来连续调节磁场，通过调节导磁调节块与导磁极头之间的距离来调节两个导磁极头之间的磁场强度，将导磁调节块向导磁极头移动，形成磁短路，达到连续调节两个导磁极头之间磁场强度的目的。

技术领域

本公开一般涉及粒子加速器领域，具体涉及粒子加速器磁铁技术领域，尤其涉及一种永磁铁磁场调节装置及永磁铁磁场调节方法。

背景技术

磁铁是粒子加速器上不可缺少的重要设备。目前加速器上使用的磁铁多为电磁铁，即在绕制于高导磁铁芯上的线圈加载电流后，在设计间隙中产生所需的磁感应强度B(以下简称磁场)。电磁铁通过精确控制电流的大小达到对间隙中的磁场精确调整的目的，且这种磁铁对环境温度精度要求不高。但是电磁铁也有诸多缺点，其中最主要的是运行的电成本高，高能耗制约加速器的使用和发展。这时，不需要电成本的永磁磁铁技术亟需发展。永磁磁铁的主要缺点是对环境温度要求高和磁场不易调节，其中环境温度的精度可以通过高精度恒温实验室实现。通常情况下，加速器磁铁的磁场精度要求较高，一般在10^-4到10^-3量级水平，而永磁块批量生产的均匀性在10^-2水平，不能满足要求。若想得到高精度的磁场，一方面要控制磁块的均匀性水平，按照磁性能对磁块进行筛选；另一方面，必须增加磁场调节手段。

永磁磁铁磁场调节原理有很多种，比如使用海尔贝克(Halbach)环、增减磁路间隙、改变磁路截面积、磁短路等等。基本都是通过机械改变的途径达到磁场改变的目的。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种结构简单、能够连续调节磁场的永磁铁磁场调节装置及永磁铁磁场调节方法。

第一方面，本发明的永磁铁磁场调节装置，包括铁轭，铁轭分别可拆卸地固定连接有两个相对设置的导磁极头，两个导磁极头之间设置有一定间隙，任一导磁极头背向另一导磁极头的一侧设置有永磁体，永磁体设置在铁轭与导磁极头之间，铁轭和导磁极头分别与永磁体的两极接触，两个导磁极头分别与永磁体的异极接触，铁轭连接有若干可拆卸移动的导磁调节块，导磁调节块的移动运动为导磁调节块面向导磁极头的一端靠近或者远离导磁极头。

第二方面，本发明的永磁铁磁场调节方法，使用永磁铁磁场调节装置来调节磁场，具体的，通过调节导磁调节块与导磁极头之间的距离来调节两个导磁极头之间的磁场强度。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过两个导磁极头接触不同的磁极，在两个导磁极头之间形成稳定的磁场，通过在铁轭上面连接可拆卸移动的导磁调节块，将导磁调节块向导磁极头移动，直至导磁调节块与导磁极头接触，在导磁调节块运动过程中形成磁短路，达到连续调节两个导磁极头之间磁场强度的目的，能够解决调节磁场强度使用电磁铁能耗大的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的实施例的永磁铁磁场调节装置的结构示意图；

图2为本发明的实施例的永磁铁磁场调节装置的结构示意图；

图3为本发明的实施例的永磁铁磁场调节装置的结构示意图；

图4为本发明的实施例的永磁铁磁场调节装置的结构示意图；

图5为本发明的实施例的永磁铁磁场调节装置的结构示意图。

具体实施方式