高温超导环向场D型线圈的电磁设计

随着高温超导材料和应用技术的进步,采用高温超导技术已成为未来磁约束核聚变装置的发展方向。以ITER托卡马克环向场磁体为研究和应用对象,采用YBCO带材进行了小型高温超导环向场D型线圈的电磁设计,分析了在带材的总用量一定的情况下,线圈的个数和布局对环向场磁体的临界电流、磁场强度及位形的影响,探讨了高温超导环向场磁体的电磁设计方法和技术要点。     

基于柔性线圈的串联谐振电路实验设计

为使学生建立电路理论与实际应用的联系,激发学生对柔性电子专业知识的学习兴趣,设计了基于柔性线圈的串联谐振电路实验,采用“课前预习”“课中实践”和“课后巩固”的混合式教学模式,让学生完成从柔性线圈仿真设计、到串联谐振参量测量、再到谐振应用场景测试整个过程的实践.通过该实验,学生不仅能掌握基本的串联谐振电路原理和实验方法,还能初步建立柔性电路设计和工程应用理念,提高知识综合应用能力和创新能力.     

空间曲线型线圈在各向同性空间磁感应强度的分布

空间磁感应强度的计算,对于基于电磁感应原理的电子产品的设计和仿真、电子产品的安全性能评估具有重要意义。本文主要研究空间曲线形式的线圈恒流条件下在各向同性空间任一位置磁感应强度的计算方法。本文通过毕奥-萨伐尔定律和叠加原理,应用向量叉乘的计算方法,推导出了空间曲线形式的线圈恒流条件下在各向同性空间任一位置磁感应强度,并给出了通用计算公式及公式的使用条件。应用本文所给出的通用公式,对典型平面线圈的空间磁感应强度公式进行了推导,计算了椭圆截面螺线管部分位置磁场强度的分布情况。本文得出的普遍公式计算简洁,对平面型和空间型线圈具有普遍的适用性。     

HIRFL-CSR电子冷却装置高精度螺线管线圈制作及磁场测量

采用特殊工艺制作了HIRFL-CSR电子冷却装置冷却段高精度螺线管线圈,两个产生反向磁场的线圈同轴、平行地放置在特制的测量装置上,高精度霍尔探头位于测量装置中心平面上,探头测量面与测量装置轴线重合,测量单个线圈磁场的横向分量,调节线圈几何轴相对于测量装置轴线的夹角,测得线圈磁轴的偏角小于1×10-3。     

测量1 MA/100 ns脉冲大电流的微分环

强光一号加速器能输出上升沿约100 ns、幅值约2 MA的电流脉冲。实验中通常采用自积分式Rogowski线圈监测负载电流。为与该线圈比对校验,研制了一种快响应、结构简单、抗电磁干扰性能较好的微分环。标定实验给出,微分环测量的响应时间约1.2 ns,频谱响应范围10 kHz~100 MHz,灵敏度为6.1310-11(Vs)/A。其快时间响应将有助于监测与负载物理特性有关的瞬态电流变化。在加速器二极管短路状态对微分环和积分式Rogowski线圈进行了实验比对,数值积分给出的电流波形与后者基本相符,峰值偏差小于10%,表明微分环的设计合理,同时校验了电流测量的可信度。      

2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法

在波荡器和扭摆器的研制过程中,为提高磁块的测量效率和精度,提出了2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法。通过理论推导得到仅采用2维全自动旋转而不需要3维旋转就可以实现磁块的全自动测量,降低了磁块全自动测量的实现难度。根据该方法的理论,已成功研制出一台2维全自动亥姆霍兹线圈测量装备,并在上海光源的磁块测量中使用。系统地给出2维全自动亥姆霍兹线圈磁块的测量理论和方法,并对测量误差进行了分析,该系统实现了磁块剩磁测量的高效率、高精度和高重复性,可以在30 s内完成单磁块的测量,重复性和精度均好于510-4。     

亥姆霍兹线圈磁场分布及其测量

采用美国PASCO公司生产的＂科学工作室＂物理实验系统重新设计了亥姆雷兹线圈磁场实验,以定量分析的实验形式,弥补了传统方法测量亥姆霍兹线圈磁场的不足,同时也体现了PASCO科学工作室在实验数据采集方面具有传统方法不可比拟的优点。     

Bi系高温超导磁共振成像射频接收线圈的成像研究

射频接收线圈是磁共振成像系统输入通道的第一级,提高接收线圈的信噪比可以提高系统的图像质量.对于低场磁共振成像系统,如果能够降低常规铜接收线圈的等效串联电阻,就能够提高其信噪比.由于高温超导材料的直流电阻为零,交流传输损耗也远小于铜,采用高温超导材料制作磁共振接收线圈能够提高信噪比.本文采用Bi2223带材,设计、制作了超导接收线圈,并在0.23 T的磁共振成像系统中进行了成像实验.结果表明,超导接收线圈的图像信噪比比常规铜线圈提高约76%.     

基于Elman神经网络的磁场探头校准建模

针对大多数磁场探头都是在频域上校准、不能较好地满足测量电磁瞬变现象的问题,提出了一种基于Elman神经网络的磁场探头时域校准建模方法。利用Helmholtz线圈、浪涌发生器、示波器等仪器搭建了时域校准平台,对磁场探头进行校准实验,并采集浪涌发生器输出的电流波形和磁场探头的感应电压。分别以磁场探头的感应电压和Helmholtz线圈产生的磁感应强度数据作为输入输出,建立Elman神经网络模型。建模效果表明,所建模型能够准确地预测出磁感应强度的变化趋势,该校准模型具有一定有效性。     

大尺寸螺线管线圈的磁轴控制技术

从匀场环结构参数优化设计、线圈线包材料规格的选择、绕制工艺探索、超大幅面二极校正线圈研制、全新准直方法的磁轴检测技术等多方面研究大尺寸螺线管线圈的磁轴控制技术。突破了磁轴倾斜小于等于1 mrad的技术指标,成功研制出磁轴倾斜小于等于0.5 mrad的大尺寸聚焦线圈,解决了其中的关键单元部件研制的核心技术问题。