[发明专利]一种实现高精度磁场输出的同轴测量工装、超导磁体结构及其装调方法

权利要求书

1.一种实现高精度磁场输出的同轴测量工装，其特征在于：包括中心轴、位移传感器、胀紧套和高精度量筒；其中，所述位移传感器沿径向安装在所述中心轴上，共有8个；所述胀紧套安装在所述中心轴两侧，其内环抱紧所述中心轴；所述高精度量筒作为同轴测量工装的几何基准。

2.根据权利要求1所述的同轴测量工装，其特征在于：所述同轴测量工装建立所述位移传感器的读数和高精度量筒的自身圆柱度一一对应的函数关系，将难以测量和表征的同轴度误差通过所述位移传感器的读数转换为易于测量的所述高精度量筒的圆柱度误差。

3.根据权利要求1所述的同轴测量工装，其特征在于：所述高精度量筒由机械精加工成型，其圆柱度小于0.01mm，通过三坐标测量仪、激光跟踪仪或机床打表的方式测得。

4.一种利用权利要求1-3之一中所述同轴测量工装进行装调的超导磁体结构，其特征在于：所述超导磁体结构包括超导线圈，线圈骨架，冷屏，真空容器和磁体室温拉杆调节组件；所述超导线圈绕制在所述线圈骨架上，并通过所述磁体室温拉杆调节组件悬挂于所述真空容器中；所述冷屏位于所述真空容器和所述超导线圈之间，独立悬挂于所述真空容器中；所述真空容器包括真空容器外筒、真空容器端板和室温孔管；所述真空容器外筒上装有4个光纤位移传感器，所述超导线圈与光纤位移传感器对应的位置有4块反射镜充当障碍物，所述光纤位移传感器通过发射和接受光谱来判断光纤位移传感器与所述障碍物之间的距离。

5.根据权利要求4所述的超导磁体结构，其特征在于：通过所述位移传感器为中间量建立所述光纤位移传感器的读数与所述高精度量筒的圆柱度一一对应函数关系。

6.一种利用权利要求1-3之一的同轴测量工装实现权利要求5所述的超导磁体结构的高精度磁场输出的装调方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用所述高精度量筒标定所述同轴测量工装的精度，记录此时8个所述位移传感器的读数；

(2)将所述的超导磁体结构组装完成后，取下所述同轴测量工装上的所述高精度量筒，将所述同轴测量工装安装在所述室温孔管的位置，其中所述胀紧套的外环卡紧所述真空容器端板；调节所述位移传感器的位置，保证所述位移传感器的探针顶住所述线圈骨架，并有2-3mm压紧量；

(3)通过所述磁体室温拉杆调节组件调节所述超导线圈的空间位置，直到所述位移传感器的读数接近所述步骤(1)中的读数；

(4)所述超导线圈的位置调整完成后，记录所述光纤位移传感器的读数，作为此后所述超导磁体结构运行过程中的同轴基准；

(5)撤下所述同轴测量工装，装回所述室温孔管，并完成所述超导磁体结构的抽真空、降温和励磁测试，此过程中如果所述光纤位移传感器的读数有变化，调节所述磁体室温拉杆调节组件，使读数接近所述步骤(4)中记录的数据。

7.根据权利要求5所述的实现高精度磁场输出的装调方法，其特征在于：所述位移传感器采用回弹式直线位移传感器。

8.根据权利要求5所述的实现高精度磁场输出的装调方法，其特征在于：所述光纤位移传感器采用间断式工作模式降低室温端向低温环境的漏热。

9.根据权利要求5所述的实现高精度磁场输出的装调方法，其特征在于：配置不同精度的所述高精度量筒表征所述室温孔管与磁轴的同轴精度。