兰州潘宁离子阱7T高均匀度超导磁体的磁场优化设计的开题报告_第1页
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文档简介

兰州潘宁离子阱7T高均匀度超导磁体的磁场优化设计的开题报告【摘要】本文基于兰州潘宁离子阱7T高均匀度超导磁体的磁场优化设计,针对该磁体的特点及需求,从磁场计算、磁体结构的设计、磁体的制造和测试等几个方面进行深入分析和研究。同时,通过建立磁场分析模型和优化算法,对磁体的磁场分布进行了优化,使得该磁体的磁场分布更加均匀、稳定和准确,满足实验的要求。【关键词】磁体优化设计;超导磁体;磁场分布;磁场计算;磁体制造【导言】超导磁体是各种物理实验、磁共振成像等领域必不可少的器件。其主要特点是具有超导电性,能够在极低的温度下实现超导状态,在此状态下,磁体的磁场强度可以很高,同时磁场分布也更均匀。因此,超导磁体的磁场优化设计是实现高精度磁场控制的关键。本文主要研究的是兰州潘宁离子阱7T高均匀度超导磁体的磁场优化设计。该磁体主要应用于精确离子激发、离子质谱分析等领域,其主要特点为磁场均匀度要求高,同时磁场分布稳定、准确。本文主要从磁场计算、磁体结构的设计、磁体的制造和测试等几个方面进行深入分析和研究。针对该磁体的特点和需求,建立了磁场分析模型和磁场优化算法,通过对磁体的磁场分布进行优化,使得该磁体的磁场分布更加均匀、稳定和准确,满足实验需要。【研究内容】(1)磁场计算在磁体设计过程中,需要进行磁场计算,以确定最终磁体的磁场分布。磁场计算可以基于有限元分析(FEM)方法进行。本文将采用ANSYSMaxwell软件进行磁场计算。通过建立磁场有限元模型,确定磁体的电流密度和线圈结构等设计参数,得出磁体的磁场分布。(2)磁体结构设计磁体结构设计是磁体设计中的关键环节之一,其目的是实现磁体的磁场优化和磁场分布均匀化。因此,磁体结构的设计方案需要考虑磁体的机械强度、电气性能和磁学性能等多个方面的要求。本文将采用球形螺线管结构,该结构可以实现较高的磁场均匀度和较大的磁场稳定性,同时也方便制造和检测。(3)磁体制造超导磁体制造是超导磁体设计的重要环节,关系到磁体的电性能、磁学性能和机械性能等多个方面的要求。本文将采用静态氦气浸渍技术,保证超导材料的良好超导性,同时采用高温烧结工艺和内置杆制作技术,保证磁体的机械和热性能。(4)磁体测试为了保证磁体的质量和磁场优化效果,需要进行磁体测试,主要包括磁场测试和电气性能测试两个方面。本文将采用磁感应强度测试仪和霍尔效应测试仪进行磁场测试,同时采用传统的快速电感测试法(FLL法)、交流损耗测试法、恒定电流镜像法等方法进行电性能测试。【研究意义】本文的研究意义如下:(1)为复杂离子激发、离子质谱分析等领域提供了满足要求的磁场条件;(2)为超导磁体的磁场优化设计提供了一种新的思路和方法;(3)为磁场计算和磁体结构设计提供了有实际意义的案例和应用经验。【总结】本文主要研究了兰州潘宁离子阱7T高均匀度超导磁体的磁场优化设计。通过磁场计算、磁体结构的设计、磁体制造和测试等方面对该磁

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