[发明专利]超导磁屏蔽热电流消除方法

说明书

本发明公开了属于调节磁变量的系统领域的一种超导磁屏蔽热电流消除方法，包括：步骤1、进行超导屏蔽并对数据进行收集；步骤2、拟合获得超导线圈中电流引入的磁场和线圈进入超导态时刻的主动线圈磁场；步骤3、拟合稳态磁场B_s、计算为线圈进入超导态时刻的背景磁场，并将计算完成的时刻记录为t₁时刻；然后进入选择步骤、根据需求进行单次控制操作或两次控制操作。本发明解决了超导磁场不稳定，目前对该热电流进行消除时，耗时较长的问题；同时还解决了由于超导磁场随时间变化而变化，消除时产生的磁场和预期值不一样的问题。

技术领域

本发明属于调节磁变量的系统技术领域，具体为一种超导磁屏蔽热电流消除方法。

背景技术

在利用超导线圈对外磁场进行被动磁屏蔽的过程中，需要将闭环的高温超导线圈浸泡在液氮中。通常，闭环超导线圈是将一根超导带材绕制在线圈骨架上，再将接头进行焊接，形成闭环。在加热器关闭后的降温过程中，超导线圈进入超导态的过程中，外磁场会随时间波动，难以准确的调控外磁场线圈，保持中心区域零磁场。且加热器带来的热电势作用也会在线圈中产生电流，带来额外的磁场。因此在线圈进入超导态时，难以避免的会使得中心区域的磁场偏离预期值。且线圈中会有电流，并在接头电阻作用下持续衰减，表现为磁场中的噪音。

因此，针对对直流磁场的调节时，在消除磁场的过程中，由于超导线圈的磁场噪声，往往需要进行匹配性调整的问题；有必要对该热电流进行消除。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种超导磁屏蔽热电流消除方法，其特征在于，包括：步骤1、进行超导屏蔽并对数据进行收集

先关闭主动控制线圈组，再开启加热器；将主动控制线圈组通电流I_a0，使得目标区域磁场与目标值接近；之后关闭加热器电源，使得超导线圈降温；观测磁探头磁场的变化，并收集数据；

步骤2、根据对收集到的数据进行拟合，获得超导线圈中电流引入的磁场B_h、τ和B₀(t₀)；其中B_h为超导线圈中电流引入的磁场，t₀为线圈进入超导态时刻，t为磁探头收集数据的时刻，τ为由超导线圈的电感和接头电阻决定的常数；

步骤3、计算在拟合稳态磁场B_s；

稳态磁场B_s符合t₀为线圈进入超导态时刻，t为磁探头收集数据的时刻，为测量值；B_c(t)为t时刻的磁探头中磁场自然变化，为测量值；

同时获得B₀(t₀)，并将计算完成的时刻记录为t₁时刻；符合B_s＝B₀(t₀)+B_a(t₀)，B₀(t₀)为线圈进入超导态时刻的背景磁场，B_a(t₀)为线圈进入超导态时刻的主动线圈磁场，由主动控制线圈组电流决定，为设定值；

然后进入选择步骤、根据进入需求进行单次控制操作或两次控制操作：

当需要进行单次控制操作时，进入步骤A4；当需要进行两次控制操作时，进入步骤B4；

所述步骤A4、计算出线圈中磁场稳定的条件，包括当在t₁时刻之后的第二时刻t₂、以及最终磁场与目标值一致需施加的电流；