行波磁场中高温超导电动悬浮磁体的热性能研究EI北大核心CSCD

地面线圈的交变磁场会在超导电动悬浮磁体中感应出涡流,产生涡流损耗,导致磁体温度上升。该文研究地面推进线圈产生的行波磁场对车载高温超导磁体热性能的影响,首先介绍高温超导磁体和推进线圈结构,分析行波磁场空间分布特征;搭建高温超导磁体热性能测试平台,测量行波磁场激扰下超导磁体内关键组件的温度分布,揭示各组件温度耦合关系;最后探究行波磁场频率和峰值对磁体温升的影响规律。结果表明,行波磁场激扰下,超导线圈的温升可忽略不计,但辐射屏温升显著,进一步使超导电流引线温度升高,增大电流引线失超风险,为此提出2种方法来限制电流引线温升。该研究成果可为高温超导悬浮磁体低温结构和电流引线的设计提供参考。     

用流水式核磁共振(NMR)磁强计测量弱磁场

本文介绍一种对弱磁场的精确测量方法。流水式NMR磁强计扩展了固定样品磁强计的测场范围,它采用固定磁场来作预极化场和NMR信号检测场。它不仅可以测量强磁场,也可以测量弱磁场以及非均匀磁场。测场范围大于1×10~(-3)T时,测量精度优于1×10~(-4)。对弱场的测量精度受数字频率计分辨率的限制,测场范围在0.235×10~(-4)T～2.35×10~(-4)T时,测场精度为1×10~(-3)。     

核磁共振成像永磁磁体

磁体系统是核磁共振成像装置主要部件之一。它要求在一个大范围空间内产生高度均匀的磁场,磁场强度在0.1～2.0特(1特=10000高斯),磁场均匀度要求10~(-4)～10~(-6)。实现这样的磁场可以有三条途径:(1)常规电磁磁体;(2)超导电磁体;(3)永磁磁体。前两种磁体系统已在核磁共振成像装置中获得广泛应用,后一磁体系统原先只在一些小型核磁共振波谱仪中应中,最近才开始在核磁共振成像装置中采用。未能广泛采用的原因可能是:(1)永磁大型磁体系统成本较高;(2)永磁磁体系统较重;(3)技术上有一定难度。但是,永磁磁体系统有它一定的特点,即它没有昂贵和复杂的附加设备,如高稳定度大功率励磁电源。因而它的操作维护比较简便,深受使用者欢迎。虽然永磁磁体的一次投资较大,但比常规电磁体节约能源,节省     

超导环向场磁体线圈盒对磁场的屏蔽效应

研究了超导环向场磁体线圈盒对磁场的屏蔽效应，通过将线圈盒上的磁场分解为两个垂直的分量可以求得磁场两个分量在线圈盒中感应的涡流，线圈盒对磁场的屏蔽效应则与涡流产生的磁场有关，研究结果表明，线圈盒对磁场的屏蔽效应因磁场的方向不同有很大的差别，线圈盒切向磁场的渗透呈现较强的屏蔽效应。     

微振样品磁强计

微振样品磁强计可用于研究在外磁场下物质磁性的各种表现。文中对仪器应用的原理,机械构造,探测线圈的设计,电子线路及工作特性做了叙述。对本方法的优缺点及适用范围也做了简要评论。仪器有成套性,除测量磁矩系统外,尚附有霍尔测量磁场系统。测量磁矩范围是:10~(-4)～10~2电磁单位磁矩,分辨率不低于2×10~(-5)电磁单位磁矩,在中等灵敏度下相对精度不低于1%。霍尔测场误差在中等磁场下不大于1%。     

SMES中超导线圈电流调节器设计、建模、仿真

超导储能装置(SMES)的超导线圈在充电时,要求其充电速度比较快,同时要求电流超调量不能太大,保证磁体在超导态下运行。超导线圈电流达到稳态,SMES处于待机状态时希望电流保持恒定,以减少磁体电流变化带来的损耗。本文设计了主电路电气参数和控制电路-电流调节器,建立系统数学模型,并基于传统电流调节器进行了工程上的改进,最后对超导线圈充电过程进行了仿真、分析,得到开关元件及超导线圈的过渡过程曲线,为选择电力元件及设计超导线圈提供相关参数。     

强磁场定标检定系统

本系统适于对永久磁铁、电磁铁,超导螺管标准场源定标捡定;它可直读0.1～13T的静磁场,精度优于5×10~(-5);它可距被测场几米至几十米进行测量;由于探头瓶径小于φ5mm,并备有定位器,能灵活地改变并打印探头的三度座标及场值,故可方便地测量磁场均匀度;它具有自动调谐、搜索与自动跟踪功能。操作简捷迅速。     

氧化物超导材料在低温强场下的应用

本文综述介绍氧化物超导材料在低温下的性能。实验证明,在4.2K下当磁场达20T时其电流密度可达10~5A/cm~2水平,而且几乎不随磁场的增加而减小。这结果表明,氧化物超导材料很可能是有发展前途的强场材料。     

超导量子干涉器件在电磁测量中的应用

本文从使用者的角度介绍了超导量子干涉器件的原理。利用这种器件可望测量极弱磁场(10~(-11)G)及极弱电压(10~(-15)V)。文中介绍了它在电磁测量中的几个典型应用:磁强计、电压计及电流比较仪。     

高电流密度超导储能磁体的研制

分析了不同结构超导储能磁体的特点,针对储能量为MJ量级的超导储能磁体计算了漏磁场分布和超导材料的利用率,提出了储能为1 MJ的单螺管型超导储能磁体的设计方案。采用窄液氦通道技术,利用多芯NbTi/Cu复合超导线,研制了储能量为1 MJ的紧凑型超导储能磁体。磁体内径为439 mm,外径为600 mm,高为550 mm。在运行电流为305A时,磁体的最大磁场为4.9 T,中心磁场为4 T。对超导磁体的试验结果表明,磁体的最大运行电流为303 A,放电功率为100 kW。研制的超导储能磁体可作为恒压/恒功率放电的不间断电源的关键部件。     

用积分器测量恒定磁场

一、引言利用探测线圈测量恒定磁场是一种常用的方法,其原因是探测线圈制做简单,不仅可以测量单纯的轴向场(纵向场)B_Z,也可以测量单纯的垂直场(横向场)B_R,既可以在室温下使用,也可以在低温下使用。通常是利用冲击检流计对探测线圈感应电压积分获得磁场强度。但在低温下探测线圈的提拉或转动速度往往不如常温时快,效果较差,测量误差～8%。本文讨论用积分放大器代替冲击检流计测量恒定磁场的方法,实际使用结果表明,不但操作方便,误差较小(～3%),且更适用于低温测量及作永久记录。     

世界上最大的磁铁

美国威斯汀豪斯公司为能源部制造出世界上最大的高18英尺、重32吨的超导电磁铁。该磁铁将用来为未来的磁聚变反应堆提供巨大的高汇聚磁场。该磁铁线圈采用铌锡超导合金制成(该公司制造的其它五块同样大小的磁铁均采用铌钛超导合金)。铌锡合金不容易加工,但是却能产生更强的磁场,它所产生的磁     

光纤干涉磁强计

光纤干涉磁强计是根据磁致伸缩原理和光纤相位调制原理设计的。其结构简单,使用方便,可在常规条件下工作,用于测量直流磁场及其变化。量程:10~(-4)T～10~(-7)T;分辨率:10~(-9)T;精度±2%。     

新型场跟踪NMR磁强计装置

本文所描述的自动核磁共振(NMR)磁强计,其覆盖磁场范围为0.1～3.2T,用普通的反馈回路技术代替了磁场的连续跟踪。本仪器应用了边缘振荡器,对其三角波形频率调制进行了新的探计,以确保在共振位置附近的对称频偏。用适当的门控时间计数扫描频率,从而获得磁场值的直接数字显示。本装置显著的特点是自动频率控制反馈回路系统的限幅特性,即可以忽略绝热通过条件。该磁强计系采样频率为43Hz、典型的跟踪速率约为0.12T/s的数据采集装置,最大搜寻时间为0.5s。由于本装置具有良好的动态特性,接近10~(-6)T的测量精度,以及探头中无调制线圈,使其特别适用于电子自旋共振(ESR)和核磁共振(NMR)波谱仪中磁场的测量和定标。     

Halbach磁体中柱面匀场线圈的设计方法

Halbach磁体场强高、体积小,是永磁台式核磁共振波谱仪的理想磁源。为开发高分辨永磁台式核磁共振波谱仪,需要使Halbach磁体的磁场达到高度均匀。引入在超导磁体中被广泛使用的鞍型线圈,设计了一种由鞍型线圈组成、能够对Halbach磁体的横向磁场进行补偿的柱面匀场线圈。仿真和实验结果证明了设计方法的正确性。     

通电空心线圈系统产生的磁场分析

许多医用理疗设备都需要使用通电空心线圈产生磁场,磁场产生方式有利用线圈外部的磁场和线圈空心内部的磁场两种,而这两种方式都将由多个线圈实现。通电线圈排布的合理设计能够提高磁场的均匀性,这将对疗效产生重要的影响,因此分别研究了上述两种磁场的特性。研究结果表明:根据线圈的直径大小和线圈相对距离的配合可以产生最优均匀磁场。     

8.5T/8cmNbTi超导磁体的研制

一、前言中小型超导磁体广泛应用于超导材料的性能测试、高矫顽力磁性材料的生产研究、科学试验仪器、医学、半导体物理试验等。中小型高场磁体技术又是超导应用研究的基础。因此,它被列为我国超导技术发展的重要方向之一。国内,大多数NbTi超导磁体一般内径5—8cm,中心磁场运行值只在7—7.5T左右的水     

利用电磁复合变换器的多路磁强计

描述了用于测量恒定和交变(5Hz以下)磁场的10路磁强计;它在10~(-5)～2×10~(-?)T的测量范围内不必改变测量回路的传输系数,通路的询问可自动进行;被询问通路的号码用数字盘指示。仪器中采用新型半导体磁敏元件,这种元件有很高的磁场测量灵敏度:100～200V/T,描述了保持探头高度恒温(到±0.05℃)的线路;给出了磁强计的技术特性。     

柔性类圆芯准各向同性高温超导导体屏蔽电流场特性研究

由稀土(rare earth,Re)、钡(Ba)、铜(Cu)、氧(O)元素组成的第二代高温超导带材,统称为REBCO带材,因其高临界电流密度、良好的机械强度和电磁性能,在高场磁体中有着广泛的应用前景。然而,当REBCO带材处于变化的外磁场中时,磁场的垂直分量会穿透带材的宽度部分,产生分布不均匀且随时间变化的屏蔽电流场,这会对高精度的高场磁体产生较大影响。该文提出一种柔性类圆芯准各向同性高温超导导体的结构,利用有限元分析的方法计算其在77K不同外磁场方向、不同磁场幅值及不同励磁速率下的屏蔽电流场特性。然后,在与仿真条件相同的情况下对导体样品进行实验,实验结果与仿真结果相吻合。该文的研究结果可为柔性类圆芯准各向同性高温超导导体在今后的高场磁体设计中提供参考。     

磁流体发电超导磁体的磁场与应力分析

大型MHD磁体是由鞍型超导线圈、不锈钢芯筒、玻璃钢填充体、层间绝缘绑扎带和扁钢带等组成的非均匀不连续体。本文针对二维简化模型,用有限元边界元耦合方法计算了二维磁场,得到了磁体力的分布。然后对磁体进行了有限元应力分析,考虑了层间的周向滑移和径向分离。所得结果对磁体设计具有实际意义,该方法对其它强磁体的设计也具有参考价值。