[发明专利]一种谱仪用跑道型截面线圈主导型超导磁体

说明书

本发明涉及一种谱仪用跑道型截面线圈主导型超导磁体，其包括：铁芯，采用空心的矩形结构，其内壁面的截面为跑道型结构，跑道两侧为半圆状弧段，中间段为平台状；且所述矩形结构的边角处采用倒角结构；超导线圈，设置在所述铁芯的内壁面，并与所述内壁面之间具有距离，所述超导线圈的截面与所述内壁面的跑道型截面形状相同。本发明能同时满足大孔径大张角和高均匀度，在同样的物理参数下，减少磁体尺寸与重量，提高内部空间和外部张角。本发明可以在超导磁体技术领域中应用。

技术领域

本发明涉及一种超导磁体技术领域，特别是关于一种用于物质测量谱仪的谱仪用跑道型截面线圈主导型超导磁体。

背景技术

物质测量谱仪的测量手段是利用二极磁铁偏转带电粒子，通过测量带电粒子在磁场中的运动轨迹、速度、能量损失等信息，实现对中能重离子碰撞产物的全空间探测和鉴别。大张角大空间一直是该类型二极磁铁的基本要求。对于特定物理要求，部分装置甚至需要在满足大张角内部大空间的同时，仍然需要磁铁能提供大范围的高均匀度磁场。

对于国际上现有的同类装置，往往尺寸巨大。但其巨大的尺寸使得该温铁超导磁铁在加工中存在一定难度和风险，且上下分离的大截面超导线圈间的巨大电磁力给磁体杜瓦设计和加工带来了很大的技术挑战。除此之外，根据物理需求，需尽可能提供更大的内部空间和接收角度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种谱仪用跑道型截面线圈主导型超导磁体，其能同时满足大孔径大张角和高均匀度，在同样的物理参数下，减少磁体尺寸与重量，提高内部空间和外部张角。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种谱仪用跑道型截面线圈主导型超导磁体，其包括：铁芯，采用空心的矩形结构，其内壁面的截面为跑道型结构，跑道两侧为半圆状弧段，中间段为平台状；且所述矩形结构的边角处采用倒角结构；超导线圈，设置在所述铁芯的内壁面，并与所述内壁面之间具有距离，所述超导线圈的截面与所述内壁面的跑道型截面形状相同。

进一步，所述铁芯的顶部和底部靠近边缘处分别设置有第一垫补，位于所述铁芯的内壁面端部分别设置有第二垫补。

进一步，所述铁芯的外侧，与跑道的所述弧段对应位置处设置有铁芯侧板。

进一步，所述铁芯内壁面的底部和顶部上都开设有钝化槽。

进一步，所述铁芯为室温铁芯，且所述铁芯采用电工纯铁制成。

进一步，所述超导线圈包括超导线缆和骨架；所述骨架设置在所述铁芯的内壁面，且所述骨架的形状与所述铁芯的内壁面形状对应设置；在所述骨架上根据预设的所需电流分布设置有线槽，所述超导线缆绕制在所述线槽内构成所述超导线圈。

进一步，所述超导线缆采用由超导线和铜线构成的七股缆。

进一步，1股所述铜线位于中心位置处，6股所述超导线均布在所述铜线周向，所述超导线与所述铜线绞制而成所述七股缆。

进一步，所述骨架采用多层结构。

进一步，单层所述骨架上绕制两层所述超导线圈，第一层所述超导线圈由所述超导线缆外向内绕制而成，第二层所述超导线圈由所述超导线缆内侧向外侧绕制而成。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明采用跑道型结构，在同样的设计要求的前提下，与温铁超导磁铁相比，跑道型截面线圈主导型超导磁体能大幅缩减磁铁整体尺寸和重量，大幅提高磁铁内部空间和外部张角。

2、由于本发明采用线圈主导型结构，具有后续可升级性。

附图说明

图1是本发明一实施例中跑道型截面线圈主导型超导磁体结构示意图；

图2是本发明一实施例中铁芯结构示意图；