[实用新型]一种余弦调整线圈

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，特别是涉及一种余弦调整线圈。

背景技术

在现有技术中，慢正电子束流技术能够无损探测地材料表面微观缺陷的深度分布信息，在核分析技术和材料科学研究中有着广泛的应用。由放射源衰变或加速器高能电子打靶产生的快正电子经过慢化体慢化作用形成慢正电子(eV量级)，这些慢正电子混杂在大量的穿过慢化体的快正电子中，采用E×B同轴圆柱面型能量选择器选出单一能量的慢正电子，通过进一步的高压加速(加速电压从0～30kV连续可调)，从而获得了能量单一、且能量连续可调的慢正电子束流。慢正电子束的传输一般采用静磁场方式，利用多个Helmholtz同轴线圈来产生100Gauss的轴向均匀传输磁场，慢正电子束流在轴向均匀的磁场引导下传输到样品室。慢正电子束流注入到样品内与样品中的电子湮没，产生的γ光子。慢正电子湮没谱学包括的实验手段有：慢正电子湮没多普勒展宽能谱、慢正电子湮没寿命谱、慢正电子湮没角关联谱、慢正电子湮没激发俄歇电子能谱等。

在慢正电子束流在轴向磁场引导下传输到样品室过程中，存在一些引起束流位置偏移的因素，导致束流传输到样品室时偏离样品中心，这些因素主要有：长距离束流传输时地磁场引起的偏移量非常显著；实际中束流输运磁场存在一定的不均匀度，线圈位置安装不正导致磁场方向与管道轴向略有偏差；同一初始位置的慢正电子束流经过不同高压加速，从高压加速管出来的位置不一样等。由于束流位置偏离管道轴线，当偏移量较大时可能会引起束流打到真空管壁损失，束流如果在样品上打偏，会造成样品室计数率偏低，束流打在其他地方造成γ光子背底对慢正电子湮没测量有影响。

纠正束流位置偏移采取的措施一般采用调整线圈，调整线圈的基本原理为将一对调整线圈安装在真空管道上，在线圈内部产生与束流位置偏移方向相反的磁场，从而实现了在调整线圈内部移动束流的位置，将束流位置调整到管道的轴线上。

调整线圈产生的磁场对束流存在速度调制作用，磁场没有改变束流的能量，但改变了束流的轴向能量。

如果调整线圈产生的是空间均匀磁场，整体平均降低束流的轴向能量；但如果调整线圈产生的磁场不均匀，束流轴向能量的降低将不一致，造成束流能量分散变大，单色性变差，影响了束流的品质。

要实现均匀磁场，一般采用多个Helmholtz同轴线圈，才能在多个线圈中轴线附近部分实现局部非常均匀的磁场，但调整线圈由于束流管道位置的限制，不可能在管道上下架设多个Helmholtz同轴线圈。在慢正电子束流技术领域采用的调整线圈的种类有很多，但大多数的设计比较简陋，仅靠在管道上下两个同轴空心线圈无法实现在调整线圈内产生空间均匀的磁场。例如便于安装在管道上的马鞍形线圈，用ANSYS计算其内部产生的磁场，中间圆截面圆周处的磁场和圆心处的磁场相差20％～40％。在对束流能散要求非常严格的实验技术中，不均匀度较大且调整磁场较大的调整线圈会造成束流品质变坏，影响实验结果的准确性。

实用新型内容

针对现有技术采用的调整线圈普遍存在产生的磁场不均匀的问题，本实用新型的目的是提供一种能产生均匀磁场的余弦调整线圈。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供的余弦调整线圈，包括：具有导线孔的模具，

导线孔中置有载流导线。

根据本发明的实施例，选用多个模具，模具间相互平行，模具为半圆环结构，有上半圆环模具和下半圆环模具；在所述每个半圆环上对称分布不同尺寸的导线孔，导线孔中心之间按等角度θ排列。

根据本发明的实施例，所述导线孔，是在模具平面2π角度等分排列为m份，导线孔的第n份中心角θ为n×2π/m。

根据本发明的实施例，导线孔中的载流导线总匝数为2×N，在第n份中放置匝数为：N[sin(2π(n+1)/m)-sin(2π(n-1)/m]。

根据本发明的实施例，在模具圆周上的载流导线匝数分布函数n(θ)与导线孔所处位置角度θ的余弦值成正比分布。

根据本发明的实施例，在每个半圆环上排列多匝相互平行的载流导线，每匝载流导线垂直于半圆环的内侧表面、且位于两个相互对称的导线孔中，每个半圆环上载流导线的两端相互连接形成闭合线圈。

根据本发明的实施例，模具的内直径大于被控对象外直径，两者之间留有间隙。

根据本发明的实施例，模具上有固定杆和螺杆孔，固定杆和螺杆孔位于导线孔和模具外边缘之间，螺杆孔用于连接模具；固定杆用于固定位于两个对称导线孔之间及模具外侧面的载流导线。

根据本发明的实施例，上半圆环模具和下半圆环模具连接为整体。