[实用新型]一种超导回旋加速器中高精度磁场测量感应线圈探头

说明书

本实用新型及一种超导回旋加速器中高精度磁场测量感应线圈探头，包括线圈骨架、细导线和引出电缆，所述的细导线均匀缠绕在骨架下槽内，绕制线匝通过数值模拟确定最佳尺寸，两端与引出电缆一端焊接并浇注加固于骨架上槽内，电缆采用双绞线并外加100％屏蔽层，消除外部电磁场干扰。感应线圈探头可安装在夹具内，引出电缆与积分器相连实现测量，本实用新型可用于紧凑型超导回旋加速器中的磁场测量，最高测量磁场强度达到10T以上，测量精度可达到5×10^‑5，高于常温磁铁回旋加速器中的霍尔探头测量方法，且成本低廉、结构简单，方便进行安装固定。

技术领域

本实用新型属于加速器磁场测量领域，具体涉及一种超导回旋加速器中高精度磁场测量感应线圈探头。

背景技术

霍尔效应法和磁通量法是加速器中常用的两种磁场测量方法，前者采用霍尔探头进行测量，目前在市面上有较成熟的产品，经过校准后，一般可在-2T～2T 的磁场范围内达到10^-4的测量精度。

而后者采用感应线圈探头，结构简单，测量磁场范围较广，原则上可实现最高的测量精度为10^-5超导回旋加速器结构紧凑，磁场一般大于3T以上，等时性垫补要求的磁场测量精度往往要高于10^-4，需要采用结构合适的感应线圈探头；似于“U”型结构形式，左右两个臂位于带状线窄柄介质中以提高探头强度。

感应线圈探头在回旋加速器中进行磁场测量的基本原理是，探头从中心点运动到任意一点过程中会产生电动势，通过积分器测量电动势随时间的积分，即两点的磁通量变化ΔФ，己知线圈探头的面积S，可得到两点的磁场差：ΔB＝ΔФ/S。

由此可见，该测量方法的测量精度取决于面积和电压的测量精度，具体如下：

(1)线圈面积的稳定性；容易受到骨架变形、绕线稳固程度、温度膨胀、机械加工等因素的影响。

(2)线圈探头尺寸结构的影响；线圈探头有一定体积，因而测得是体积内的平均磁场，与实际需要测量的探头中心的磁场有一定偏差；为了使偏差最小，需要对结构尺寸进行优化。

(3)电压测量的准确性；对电缆接头和电磁屏蔽的设计有较高要求；

总之，为了实现高精度，该测量方法对用户的专业性要求较高，往往在不同应用情况下有不同的线圈探头结构，需要单独设计。

实用新型内容

针对超导回旋加速器磁场测量的要求，本实用新型提供一种可实现高精度测量的感应线圈探头，测量最大磁场可达到10T以上，相对测量精度高于 5×10^-5。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种超导回旋加速器中高精度磁场测量感应线圈探头，包括线圈骨架、细导线和引出电缆，细导线均匀缠绕在线圈骨架上形成线匝，其特征在于：

所述线圈骨架上具有骨架上槽和缺口，

细导线的两头穿过缺口后于骨架上槽内缠绕两圈，细导线与引出电缆一端焊接并于骨架上槽进行浇注固定，引出电缆另一端与积分器相连。

细导线与引出电缆一端焊接并于槽内进行浇注固定，从而避免引出电缆拉拽时细导线腕力。

进一步，所述的骨架由中心柱、上挡板、中间挡板和下挡板组成，所述上挡板、中间挡板和下挡板在中心柱竖直方向上从上到下依次设置；

骨架上槽为环状槽，骨架上槽位于上挡板与中间挡板之间，骨架下部分槽中间挡板和下挡板之间形成环形的骨架下部分槽。

进一步，缺口设置在中间挡板上靠近外圆周位置上。

进一步，探头整体可安装于夹具内，采用盖板压紧，

下挡板底面与夹具进行对齐定位，