基于PCB方案的多极磁铁谐波测量系统设计与实现.pdfVIP

2022 年 10 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 No. 19 第 37 卷第 19 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Oct. 2022 DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.221257 基于PCB 方案的多极磁铁谐波 测量系统设计与实现 韩文杰 陈 庚 秦 斌 刘 旭 李纯漪 （强电磁工程与新技术国家重点实验室（华中科技大学电气与电子工程学院） 武汉 430074 ） 摘要 磁场测量技术是粒子加速器的核心技术之一，准确可靠的磁场测量数据可为磁铁准直 安装、调试运行提供重要依据，确保束流品质。多极磁铁磁场谐波品质是影响束流输运的关键技 术指标。针对传统绕制线圈几何尺寸及定位精度不高、测量重复性和稳定性难以控制等问题，该 文提出一种基于印制电路板（PCB ）技术制作一致性较高的谐波线圈方案，分别从谐波线圈测磁 理论、PCB 设计、机械结构设计等角度开展设计优化与系统实现，并搭建多极磁铁谐波磁场测量 系统，进行绕制线圈与PCB 线圈的实验测量比对。结果表明：与绕制谐波线圈相比，基于PCB 方 案的谐波线圈可实现更高的反抵率以及更为稳定、精确的磁场测量结果，验证了PCB 谐波线圈在 多极磁铁谐波磁场测量中的显著优势，可为国内PCB 谐波线圈发展与工程应用提供参考。 关键词：谐波线圈 印制电路板技术 多极磁铁 粒子加速器 中图分类号：TM936 Design and Implementation of a Harmonic Coil Field Measurement System for Multipole Magnets Based on PCB Scheme Han Wenjie Chen Geng Qin Bin Liu Xu Li Chunyi （State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology School of Electrical and Electronic Engineering Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China ） Abstract The magnetic field measurement technology is one of the core technologies of particle accelerators, and the harmonic field quality of multipole magnet is essential to beam transportation. The accurate and reliable magnetic field measurement data can provide important reference for installation, commissioning and operation of magnets for multi-purposes. Compared to relative lower positioning accuracy and repeatability by using traditional hand-wound coils, this paper introduces the design and implementation of a harmonic coil field measurement system based on printed ci