Изобретение относится к технинике магнитных измерений и может быть использовано в спектроскопии ядерного магнитного резонанса высокого разрешения. Известны ортогональные сверхпроводящие обмотки для исключения остаточных градиентов,работающие в режиме замороженного потока.Они включают главную,компенсирующие и ортогональное корректирующие обмотки, сверхпроводящие тепловые ключи, защитные цепи с диодами,криостат с жидким гелием. Компенсируицие обмотки наматывают на концы главной и ортогональных корректирующих обмоток.Главная и компенсирующая обмотки соединены последовательно.Главная обмотка раз бита на несколько секций.Параллельно каждой секции подключены по два диода,причем анод одного диода соединен с катодом другого.Параллельно главной обмотке подключен сверхпров дящий тепловой ключ,такие же ключи подсоединены-параллельно к каждой компенсирующей обмотке. Известный магнит требует исполЬ зования четырех источников тока для установления магнитного поля и корр рекции его осевой составляющей.Главный источник тока устанавливает токв последовательно соединенных главной и колгаенсирущах обмотках.Остальные источники подключены в отдельности к главной и компенсирующим обмоткам, их назначение- точная регулировка I тока в этих обмотках таким образом, чтобы осевой остаточный градиент маг нитного поля свести к минимуму.В процессе регулировки сверхпроводяище тепловые ключи находятся в нормальном состоянии,основной источник то- ка должен быть включен.При этом временная стабильность его,тока в чао должна быть не ниже 10 чтобы за время рехулировки основное магнитное поле не изменялось неконтролируемым образом, что могло бы сущеотвенно затруднить достижение требуемой однородности магничшого поCkJHOBHHM источником осевой неод породности является сдвиг J метош основной обмотки относите льно центра сшшетрии i ffleHgHpjiiixr обмоток.Это приводят к тшу, что пр рехулировании токов компенсирущик обмоток размер области однородного поля и величина однородности меньше по сравнению с тем сдучаем , когда центры симметрии.главной и компенсиррщих обмоток совпадают. Недостаткш ортогональных корректирувдих оййоток, намотанных внутри главной обмотки в непосредственной близости от области поля, подлежащего коррекции, и подключенных через вторичную обмотку трансформатора постоянного тока, первичная обмотка которого включена последовательно с главной и компенсирующими обмотками, является то, что при наличии магнитных возмзпцений, источни ком которых могут быть исследуемые объекты или дополнительные корректи рующие обмотки, находящиеся, например, на датчике спектрометра ядерно го магнитного резонанса, в корректи рующих ортогональных обмотках из-за малой индуктивности их и вторичной обмотки трансформатора постоянного тока наводится паразитный ток и соз даваемые ортогональными корректирующими катушками градиенты изменяется. Таким образш, наиболее существенные недостатки известного магнита заключаются в следующем. Схема соединения тепловых сверх проводащих ключей с обмотками позволяет производить корректировку осевых остаточных градиентов подрегулировкой токов в компенсирующих катушках только-тогда, когда главная и компенсирущие обмотки питают ся током от главного источника. Это затрудняет установление области опт мальной однородности магнитного поля при неконтролингемом изменении тока главного источника (выпрямителя ) за счет его недостаточной временной стабильности. Регулировка токов в компенсирующих обмотках не позволяет в полной мере скорректировать осевые градиен ты магнитного поля, вызванные сдвигом симметрии главной обмотки относительно компенсирущих под действи ем магнитного поля и низкой темпера туры. в ортогональных корректирующих обмотках под действием посторонних электрга1агнйтннх возмущений происходит раскорректировка токов. Цель изобретения- исключение вли1 яния фактора нестабильности главного источника тока на выбор оптЕмальнои области однородного магнитного поля, уменьшение зависимости корректирующих радиальных градиентов от электромагнитных возмущений и увели чение однородности магнитного поля более точным совмещением центров симметрии компенсирущих и главной бмоток. Для этого в предлагаемом устрой стве главную, компенсирующие и ортО гональные корректирующие обмотки сО диняют последовательно и параллельно им подсоединяют тепловой сверхпроводящий ключ. Два других тепло- : вых ключа подсоединяют параллельно компенсирущим обмоткам, которые наматывают на отдельные каркасы с возможностью перемещения вдоль оси главной обмотки в процессе наладки. Предлагаемая конструкция сверхпроводящего магнита позволяет понизить остаточные осевые градиенты, исключить зависимость корректирующих радиальных градиентов, создаваемых ортогональнвми обмотками от магнитных-возмущений, производить корректиров1чг осевой однородности при работе магнитной системы в режиме замороженного потока с от« ключенным главным источником тока, что упрощает нахождение оптимальной области однородного поля и не требует использования высокостабильного главного источника тока. На фиг.1 приведена электрическая схема сверхпроводящего магнита; на фиг.2 - его конструкция,продольный разрез. Предлагаемый сверхпроводящий магнит содержит главную обмотку I; компенсирующие обмотки 2; ортогоналЬ ные корректирующие обмотки 3;основной источник тока 4;балластный резистор 5 в цепи основного источника тока;выключатель 6;защитные цепи из диодов 7 и резисторов 8;тепловой сверхпроводящий ключ 9 основного источника тока с электронагревателем 10;тепловые ключи II с нагревателем 12 компенсирующих обмоток;дополнительные источники тока 13 для компенсирущих обмоток;балластные резисторы 14 ;выключа те ли 15;каркасы 16 компенсирущих обмоток с креплениями 17;направлящиЙ каркас 18 с креплениями 19:полукольцевые прокладки 20; каркас 21 главной обмотки; Сверхпроводящий магнит пшещают Ё криостат и заливают в него жидкий гелий.Пропускают ток через нагреватели 10,12 сверхпроводящих ключей 9,11 и переводят их в нормальное
состояние. За тем вклкяают выключатель 6 и плавно увеличивают ток от главного источника 4 через последовательно соединенные обмотки 1,2 3.Когда достигнута необходимая величина магнитного поля.выключают ток,текущий через нагреватель теплового ключа 9,и переводят его из нормального в сверхпроводящее состоя ние.
Сверхпроводящий магнит работает в режиме замороженного потока. Таким образом исключают временную нестабильность главного источника тока 4.После этого включают выключатели 15,плавно регулируют ток от источников 13 и тем самым изменяют ток на величиныв одной компен
сиррзщей обмотке и - в другой. Токисоответствуют мшима льным осевым градиентам сверхпроводащего магнита.
При изменении токов в компенсирующих обмотках на величины , и от источников 13 автоматичес ки изменяются и токи в главной обмотке 1.ЭТИ изменения обратно пропорциональны отношенют ИН.ИУКТИВНостей главной и компенсирующей обмоток, но они на три-четыре порядаа меньше и.Затем выключают
ток из нагревателей 12 тепловых ключей II и переводят их из нормального в сверхпроводящее состояние,отключают источники тока 4 из 13 выключателями 6 и Тб.Шгнит с корректированными градиентами работает, таким образом, в режиме замороженного потока.
Главная,компенсирующие и ортогональные обмотки магнита соединены последовательно и изготовлены из сверхпроводящих проводов (сплавы
или ).
Число корректирующих ортогональных обмоток 3 зависит от количества
остаточных радиальных градиентов
и т.д.,которые необходимо скорректи
роватьЛисло витков корректирующей
катушки определяется в процессе нала.дки магнитной системы:
где - ток,текущий через главную,компенсирующие и корректирующие ортогональные обмотки.
ю:
ПРДЕМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сверхпроводяпщй магнит,работающий в режиме замороженного пото5 ка,содержащий помещенные в криостат сверхпроводящие соленоидную главную обмотку,состоящую из нескольких секций,две компенсирующие обмотки,соединенные последователь0но с главной и размещенные на концах ее каркаса,ортогональные корректирующие обмотки,тепловые сверхпроводящие ключи и защитные цепи,включенные параллельно обмоткам,и ис5точники тока-, о тличающийс я тем,что, с целью исключения влияния (фактора нестабильности глав ного источника тока на выбор оптимальной области однородного магнит0ного пож,уменьшения зависимости корректирующих радиальных градиентов от электромагнитных: возг.)ущений и увеличения однородности магнитного поля более точным совмещением
5 центров cи лмeтpии компенсирущих и главной обмоток,главная, компенсирующие и ортогональные корректирую щие обмотки соединены псследовательно с главным источником тока,
0 параллельно которому через сверхпроводящие соединения включен один из сверхпроводящих тепловых ключей, а два других сверхпроводящих тепловых ключа через сверхпроводящие
5 соединения включены параллельно компенсирующим обмоткам,каждая из которых выполнена на отдельном кар- касе с возможностью перемещения вдоль оси главной обмотки.
N
