[发明专利]用于感应线圈探头面积标定的标定方法

说明书

一种用于标定一感应线圈探头面积的方法，将装好的夹具固定到二极铁的磁极气隙中心处；调节二极铁励磁电流到I，使二极铁气隙内磁场强度达到稳定值B₀大于1.0T；开始积分，同时或者然后开始调节励磁电流在不小于30秒内从I变成‑I，磁场强度达到稳定值B₁，积分出ΔФ；计算探头的面积S＝ΔФ/(B₁‑B₀)；多次重复上述步骤；最终标定的面积为所述多次测量面积S的算术平均值。本发明的有益效果如下:面积标定方法对精确定位的要求较低，面积标定精度可以达到5×10^‑5。

技术领域

本发明属于量子加速器磁场测量领域，具体涉及一种用于感应线圈探头面积标定的装置及标定方法。

背景技术

磁通量法是加速器中常用的磁场测量方法，特别是超导回旋加速器中，磁场强度大于2T，要求的测量精度高于10-4，磁通量法是最佳选择。磁通量法的基本原理是，感应线圈探头在回旋加速器中从中心运动到任意位置，切割磁场产生电动势，通过积分器测量电动势随时间的积分可得到磁通量变化ΔФ，已知探头线圈的面积S，可得到两点的磁场差：ΔB＝ΔФ/S。由此可见，感应线圈探头面积的标定精度是影响磁通量法测量精度的关键因素。一般而言，感应线圈探头面积标定的方法有两种：

(1)感应线圈探头移动法：探头从二极铁外(A点)运动到二极面内C点。A点放置零磁通室，场强为0；C点在二极铁内部均匀磁场区，磁场强度B可通过核磁共振探头精确获得；积分器对该过程中探头的电压进行积分，获得磁通量变化ΔФ，由此可得线圈面积S＝ΔФ/B。

(2)感应线圈探头翻转法：感应线圈探头放置在二极铁内磁场均匀区，该位置的磁场强度B可先通过核磁共振探头精确获得。感应线圈探头翻转180度，积分器获得该过程的磁通量变化，由此可得线圈面积S＝ΔФ/(2B)。

以上两种方法对探头定位的要求较高，前者需要探头精确移动到C点，后者则需要探头精确翻转180度，需要专门设计运动机构和位置反馈机构。前者还需要设计高屏蔽效率的零磁通室，增加相应成本。此外，两种标定方法中，核磁共振探头和感应线圈探头并非在同一时间测量，因此，为了避免磁场随时间波动，标定过程一般要在恒温室内进行。由此可见，感应线圈探头面积标定的原理很简单，实现高精确标定却对专业性的要求很高，机械对中、定位、人为以及环境等因素带来的误差均需要仔细考虑。

发明内容

本发明的目的是提高感应线圈探头面积的标定精度。

为达到以上目的，本发明采用的第一技术方案是：一种用于标定一感应线圈探头之面积的装置，包括：一个正柱状体形的夹具，夹具两相对端分别开槽，其中一个槽用于装配所述待标定的感应线圈探头，另一槽装配一核磁共振探头，核磁共振探头与特斯拉计相连；和一个积分器，用于连通所述待标定的感应线圈探头。

更好，该装置还包括一个与所述积分器和特斯计的输出结果相连通信的计算机。

本发明采用的第二技术方案是：一种用于标定一感应线圈探头之面积的装置，包括：一个正柱状体形的夹具，夹具两相对端分别开槽，其中一个槽用于装配所述待标定的感应线圈探头，另一槽装配一核磁共振探头；和一部与所述待标定的感应线圈探头和核磁共振探头的输出结果相连通信的计算机，其中，计算机软件包括一种对感应线圈探头和核磁共振探头的输出结果分别予以积分和计算的积分器和计算器。

最好，所述正柱状体是一个圆柱体。

本发明采用的第三技术方案是：一种用于标定一感应线圈探头之面积的方法，执行下列步骤(a)、(b)和(c)：

(a)提供一个具有下列性能和参数的二极铁：二极铁的磁极气隙厚度略大于所述夹具的轴向高度，磁极气隙中心1cm范围内的磁场均匀度好于10-4；

(b)提供一种如上所述的用于标定一感应线圈探头之面积的装置，使所述待标定的感应线圈探头与所述积分器之间保持通信状态；