Способ возбуждения магнитного поля в сверхпроводящем магните

 

О П И С А Н И Е гг546048

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 г (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 01.04.75 (21) 2121217/25 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.02,77. Бюллетень Хо 5 (45) Дата опубликования описания 01.03,77 (51) М.Кл. Н 01 L 39/00

Н 01 F 7/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 621.326 (088.8) н открытий (72) Авторы пзоб,ретения

В. П. Бубнов, И. С. Краинский и И. Ф. Щеголев

Отделение ордена Ленина Института химической физики

АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

В СВЕРХПРОВОДЯЩЕМ МАГНИТЕ

Изобретение относится к спосюбам получения высокостабильных во времени магнитных полей с помощью сверхпроводящих магнитов,,например,:в спектромет ре ядерного магнитного резонанса высокого разрешения.

Известен способ возбуждения магнитного поля в сверхпроводящем магните путем его перевода в режим работы с «замороженным» потоком (1) для чего к концам сверхпроводящего магнита подсоединяют с помощью сверхпроводящих контактов сверхпроводящую перемычку. Тагкой способ приводит к значительному дрейфу:магнитного поля.

Известен также способ возбуждения магнитного, поля в сверхпроводящем магните путем увеличения тока через его обмотку (2).

Сверхпроводящая перемычка за счет повышения еетемпературы выше критической при пропускании тока через нагреватель находится в нормальном состоянии. При,достижении требуемого поля отключают натреватель, и перемычка возвращается в сверхпроводящее состояние, затем плавно уменьшают ток от источника питания до нуля, а толк сверхпроводящего магнита течет через перемычку. Но магнитное поле сверхпроводящего магнита после перевода его в режим работы с «замороженным» потоком, дрейфует. (Величина дрейфа — это величина изменения магнитного .поля за единицу времени). С течением времени дрейф магнитного поля уменьшается.

Прототипом изобретения является способ возбуждения магнитного поля в сверхпроводящем магните, работающем в режиме «замо роженного» потока, который заключается увеличении тока от источника через обмотку мапннта с последующим замыканием обмотки сверхпроводящей перемычкой (3). Магнитное поле при этом дрейфует с постоянной времсни от нескольких часов до нескольких суток, причем начальная величина дрейфа и значение,постоянной времени зависят от .геометрических размеров сверхпроводящего магнита и характеристик сверхпроводящей обмотки. Чем больше размеры сверхпроводящего магнита и выше критический ток и критическое поле сверхпроводящих материалов, тем выше начальная величина дрейфа и постоянная вре20 мени его уменьшения. Для сверхпроводящего магнита с и ндуктивностью обмотки 42 гн., выполненной из сверхпроводящего материала

Nb — Zr — Ti, начальная величина дрейфа равна 10 за час и постоянная времени несколько часов. Если обмотка .сверхпроводящего магнита, выполнена из сверхпроводящего материала с более высокими критическими параметрами (то ком и полем), например из сплава Nb — Ti, то начальная, величина дрейфа магнитного поля достигает 10 4 за час и

Составитель В. Далииии

Техред В. Рыбакова

Редактор Т. Орловская

Корректор И. Симкииа

Заказ 83/143 Изд. № 421 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент» постоянная времени е о затухания увеличивается до суток.

Целью изобретения является уменьшение начальной величины дрейфа магнитного llоля.

Поставленная цель достигается тем, что ток через обмотку в сверхпроводящем магните увеличивают до,величины, lllpH которой магнитное поле, превышает требуемое на

0,5 — 1%, после чего уменьшают ток до величины, соответствующей требуемому магнитному;полю. Б сверхпроводящем мазните с индуктивностью обмотки 42 гн,,выполненной из сверхпроводящего материала — сплава

Nb — Ti — Zr, магнитное поле увеличивают на

1% выше требуемого магнитного поля, равного 4,700188 тл, затем магнитчое поле уменьшают до требуемого магнитно о поля и переводят сверхпрозодящий магнит в режим работы,с «замороженным» потоком.

В сверхпроводящем магните с индуктивностью обмотки 50 гн, выполненн"é "из сверх проводящего материала из сплава Nb — Ti, магнитное поле увеличивают на 3 jp выше требуемого матнитного поля, раз ного

4,700188 тл, затем магнитное поле уменьшают до требуемого магнитного поля и переводят сверхпроводящий магнит в режим работы i .

«замороженным» IIIQToiKovI. Начальный дрейф магнитного поля в сверхпроводящих магнитах зависит от величины превышения требуемого магнитного поля, а уменьшение величины начального дрейфа со кращает время, необходимое для достижения стабильности (стаоильность магнитного поля — это отношение величины дрейфа к величине поля), например, 10 — 3a час. Магнитное поле с течением времени может не только уменьшаться, но и возрастать. Если увеличить магнитное поле на

3 или 6% выше требуемого магнитного поля, затем уменьшить до требуемого магнитного поля и перевести оверхпроводящий магнит в режим работы с «замороженным» потоком, то магнитное поле возрастает и достигает стабильности 10 — з за час через такое же время, как и в случае, когда магнитное поле увеличивают,до требуемого и переводят сверхпроводящий магнит в режим работы с «замороженным» IIQToKQM. При превышении требуемого магнитного голя на 0,5 или на 1,5",p магнитное поле уменьшается, но началь I;;;I величина дрейфа е"o меньше. Наиболее благоприятные условия создаются тогда, когда магнитное поле вначале возрастает, а затем убывает.

Возбуждение магнитного, поля предложенным способом, например в спектрометре магнитного резонанса высокого разрешения, для которого стабильность магнитного, поля должна быть .не больше чем 10 " за час, позволяет сократить время выхода сверхпроводящего магнита на рабочий .режим. Стабильности магнитного поля 10 за час, для сверхпроводящего магнита с индуктивностью оомотки 42 гн, выполненной из сверхпроводящего материала — из сплаьа Nb — Zr — Ti, достигают быстрее в 30 раз, чем при обычном способе перевода сверхпроводящего магнита в режим работы с «замороженным» потоком.

Для сверх проводящего магнита с индуктивностью обмотки 50 ги, выполненной из сверхпроводящего сплава Nb — Ti, стабильности магнитного поля 10- за час достигают быстрсе з 40 раз.

Формула изооретения

Способ возбуждения магнитного поля з сверхпроводящем магните, работающем в режиме замороженного потока, путем узеличе ния тока через его обмотку с последующим замыканием обмотки сверхпрозодящей переMI;I IIKoH, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения начальной величины дрейфа магнитного поля, ток через обмотку магнита увеличивают до величины,,при которой магнитное поле превышает требуемое на 0,5 — 1%, после чего уменьшают ток до величины, соответствующей требуемому магнитнОму полю.

Источники информации, принятые во внимание |при экспертизе:

1. Ч. Лаверик. «Сверхпроводящие магниты», Изд-зо «Мир», М., 196 8 r., стр. 91 — 93 (аналог) .

2. глазовский Е. Я. «Сверхпроводящис магнитные системы», изд-во «Наука», Ленинград, 1967 г., стр. 121 (аналог).

3. Краинский И . С. «Сверхпроводящие сплавы и соединения», изд-во «Наука», стр. 177 — 185, М., 1972 г. (сгрототип).