Криогенная система Советский патент 1987 года по МПК H01L39/10 H01F6/04 

1,

; Изобретение относится к криогенно электротехнике и может быть использо в качестве сверхпроводящей магнитной системы в физических исследованиях Или в ЯМР-томографии.

Целью изобретения является снижение теплопритоков в криостат по используемым для управления системой токовводам.

На фиг.1 схематически показаны тепловые ключи обмоток коррекции и стандартное подключение нагревателей для их независимого управления; на - зависимость времени,, через которое сверхпроводящий элемент ключа переходит в нормальное состояние от тока через нагреватель; на фиг.З схема соединения нагревателей; на фиг.4 - схема подсоединения нагревателя данной обмотки к двум выбранным проводам управления. ,

Криогенная система содержит сверх проводяпщй солено1ед и р обмоток коррекции магнитного поля, размещенных в криостате. Соленоид и обмотки коррекции запитываются независимо друг от друга. Для этого каждая из обмоток снабжена тепловьм ключом (фиг,1 1Слюч состоит из сверхпроводящего токонесущего элемента 1, являющегося частью обмотки коррекции, и нагревателя 2, запитываемого током снаружи криостата, размещенных в диэлектрической матрице 3.

Ключ работает следзаощим образом. Из-за теплопроводности между гелиевой ванной и сверхпроводником имеется пороговый ток I

Р

необходимый

для перевода сверхпроводящего токонесущего элемента 1 в нормальное состояние. Ток менее I„ор (примерно .45 мА) вообще не переводит токонесущий элемент в нормальное состояние, а ток, например, 60 мА переводит за 5 с (фиг.2). Для управления запиткой

наведенными незатухающими токами р обмоток коррекции путем поддержания нужного их числа в сверхпроводящем замкнутом состоянии организуют матрицу нагревателей ключей (фиг.З). При этом для каждой выбранной пары проводов параллельно нагревателю ключа данной обмотки коррекции оказываются включенными два нагревателя ключей двух других обмоток (фиг.4). При условии их идентичности рабочие токи нагревателей ключей выбраны таким образом, что нормальное состояние

образуется лить в цепи данной обмотки. Анализ показывает, что при этом поскольку нагреватели ключей безразличны к полярности тока, для р переключателей число необходимых проводов Составляет п, причем р йп(п-1 )/2,

Предлагаемое техническое решение имеет смысл, только если р больше 1, т.е. для п больше 2, При стандартном способе соединения (фиг.1) для управЛенин р ключами требуется п р + 1 проводов, т.е., р п - 1.

Формула изобретения

Криогенная система, содержащая устройство в криостате с выволгами для его управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы системы путем снижения теплопритоков по токовводам управления, система состоит из сверхпроводящего соленоида и р обмоток (р больше 1) коррекции магнитного поля, запитываемыми независимо друг от друга, каждая из обмоток снабжена тепловым ключом, срабатывающим от тока нагревателя, превышающего заранее заданную величину, а число п проводов питания,, выведенное в теплую зону от криостата от р ключей, удовлетворяет соотношению: (п - 1 )/2 причем

Изобретение относится к области криогенной электротехники и может быть использовано в качестве сверхпроводящей магнитной системы в физических, исследованиях или в ЯМР-томо- графии. Пелью изобретения является снижение теплопритоков в криостат по используемым для управления системой токовводам. В сверхпроводящей магнитной системе подобного типа содержится сверхпроводящий соленоид и р ко- роткозамкнутых обмоток коррекции его поля. По условиям работы все их надо запитывать независимо одна от другой, поэтому обмотки коррекции снабжены тепловыми ключами, т.е. часть обмотки является токонесущим элементом такого ключа и расположена в диэлектрическом каркасе вместе с нагревателем, запитываемым снаружи криостата. Если через нагреватель пропустить заданный ток, то токонесущий элемент переходит в нормальное состояние. При этом можно возбудить магнитным полем незатухающие Т.ОКИ в н ткном количестве обмоток. При стандартном способе для независимого управления р нагревателями необходимо,п р - 1 проводов, т.е. р п - 1. Для уменьшения тепло- притоков в криостат от проводов для управления р нагревателями использована следующая схема их включения. Если ток нагревателя меньше некоторого порогового значения, то он вообще не переводит токонесущий элемент в нормальное состояние. Поэтому нагреватели соединены в матрицу таким образом, что параллельно нагревателю данной обмотки коррекции оказываются включенными два нагревателя ключей-двух других обмоток. Рабочие токи нагревателей выбраны таким образом, что нормальное состояние при этом образуется лишь в цепи данной обмотки. Анализ показывает, что поскольку нагреватели ключей безралич- ны к полярности Тока, для р нагревателей число необходимых проводов составляет п, причем р$п(п - 1)/2. Если р обмоток достаточно велико, то выигрьш в количестве проводов для их управления оказывается значительным. и СО со ел а: со -vi NU ы

10- 8- 6- 4- 2- 0

20

40

6й фиг. 2

ВО

700 J

Х фигЗ

Редактор И.Рыбченко

Составитель А.Ваганов Техред И.Попович

Заказ 5818/59Тираж 697Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор В.Гирняк