包括具有由带有联结带段的超导结构组成的绕组的超导励磁线圈的nmr波谱仪的制作方法_3

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部处有两个电流路径或桥接的带段供使用,即有效的电流密度在3重带中(例如以例如相对于单带具有约2/3的临界电流密度)可以又比在双带中(例如相对于单带具有约1/2的临界电流密度)略大。
[0057]有效的电流密度还可以通过更多层(较大的M)进一步升高。当然随着上升的M,导体的生产和缠绕过程变得困难、昂贵并且易于出错,从而在通常的情况中双带或3重带是最好的选择。
[0058]在M重带构造中,原则上对于多重联结带段和每个组分别在超导结构中设置一个平面(带层),相应地总共设置M个相叠的平面(带层)。通常超导结构具有5个或更多、优选20个或更多多重联结带段;所述带段通常相继相互这样连接,使得在每组多重联结带段中的至少一个所述其他带段本身是多重联结带段。
[0059]要注意的是,在本发明的范围内,励磁线圈通常包含多个串联的节段或分节段,所述节段或分节段以单重的带导体缠绕而成和/或由具有连接的单个带段的上述联结结构的双带缠绕而成和/或由M重带缠绕而成,M>2,然而至少一个节段或分节段以多重带缠绕而成。双带的前面各段中列举的有利的改进方案也可转用至M重带。
[0060]有利的是该实施形式的一种改进方案,其中,与相同的多重联结带段重叠的不同组的两个其他带段之间的间隙在多重联结带段的长度上接近均匀分布地设置。由此一方面避免,不同组的间隙相叠,另一方面可以使超导结构中的各间隙之间的长度统一。由此实现优化利用连接的带段载流能力。
[0061]另一个优选的改进方案设定,所述超导结构具有3重带构造,S卩M= 3,其中带段在三个层中相叠地设置,两个处于外部的层的带段以其超导层朝向中间的层的带段,中间的层的带段以其超导层交替地朝向两个外部的层的带段。由此可以至少局部地在两个外部的层和中间的层之间建立低电阻的过渡。
[0062]这里以有利的方式设置,在两个外部的层的带段之间的间隙沿纵向方向相互错开,中间的层的带段以其超导层分别朝向如下处于外部的层,在中间的层的相应的带段的长度上,在所述外部的层上出现间隙。由此总是在特别需要低电阻的电流过渡的位置,即间隙的周围提供从两个外部的层的带段至中间的层的带段低电阻的电流过渡,由此可以保持超导结构的总阻抗较小。中间的层的带段可以最简单地选择成如外部的层的带段的一半长,此外一个外部的层的间隙可以分别相对于另一个外部的层的间隙居中地设置,此外中间的层的带段可以分别相对于外部的层的分别被桥接的间隙居中设置。
[0063]具有双层的发明变型方案
[0064]也落入本发明的范围内的是这样一种NMR波谱仪,它具有NMR励磁线圈,所述NMR励磁线圈在至少一个节段中螺线管形地多层缠绕并且包括绕组,所述绕组具有由超导结构组成的导体,所述超导结构包括带状的超导体的多个串联的带段,其中每个带段具有柔性的、金属的基质和沉积在基质上的超导层,并且在所述节段中至少两个带段在至少20m的带长度上相互正常导电地焊接并且在正常导电地焊接的带长度上缠绕成一个完整的双层或多个完整的双层。在这种结构形式中,两个带段在正常导电焊接的带长度上缠绕成至少一个双层,其中所述双层分别在所述节段的整个的轴向的长度上延伸。利用所述超导结构可以将两个(或相继地还可以有更多个)带段以小的电阻抗彼此拼接,其中分别通过正常导电焊接的带长度建立两个带段的重叠部。由于所述正常导电焊接的带长度具有大的长度,在电流从一个带段过渡到另一个串联连接的带段时欧姆阻抗非常小;实际上已经实现了小于InOhm的接触电阻。在双层的轴向的端部上,分别有两个带段的一个过渡到单层(或必要时这两个带段也可以过渡到其他双层),所述单层在所述双层之下或之上缠绕。通过在双层的轴向的端部上的过渡,避免在节段的绕组中出现台阶部,这避免通过在励磁线圈的运行中的洛伦兹力的力峰值。要注意的是,可以以超导层彼此朝向地进行带段的焊接,或优选以径向同向的、尤其是径向向内指向的超导层进行焊接。这在作用到超导层上的径向洛伦兹力方面提供了优点,所述洛伦兹力由径向处于外面的金属基质拦截。与带段的在上面说明的铜包套相结合,能将相对于具有彼此朝向的超导层的结构形式提高的欧姆接触电阻保持在可容忍的界限中。此外NMR波谱仪和超导结构并且尤其是带段可以根据前面所述的发明变型方案(具有至少一个联结带段)构成。
[0065]本发明其他的优点由说明书和附图得出。同样上述的并且还要进一步说明的特征按照本发明可以分别本身单独地或以多个特征的任意的组合使用。所示和所述的实施形式不应理解为穷尽的列举,而是对于描绘本发明具有示例性的特性。
【附图说明】
[0066]本发明在附图中示出并且借助实施例进一步解释。其中:
[0067]图1示出用于按照本发明的NMR波谱仪的励磁线圈的超导结构的周期性的部分的示意性纵向剖视图;
[0068]图2示出用于按照本发明的匪R波谱仪的励磁线圈的超导结构的示意性纵向剖视图,带有五个联结带段和两个边缘的带段;
[0069]图3a示出用于按照本发明的NMR波谱仪的励磁线圈的超导结构的在横向于延伸方向伸展的间隙的区域中的部分的示意性斜视图;
[0070]图3b示出用于按照本发明的NMR波谱仪的励磁线圈的超导结构的在倾斜于延伸方向伸展的间隙的区域中的部分的示意性斜视图;
[0071]图4a_4f示出用于按照本发明的匪R波谱仪的励磁线圈的超导结构的不同实施形式的示意性横向剖视面;
[0072]图5是按照本发明作为沿超导结构的延伸方向的位置的函数示意性示出通过超导结构的联结带段的横向电流的图表;
[0073]图6示出用于按照本发明的匪R波谱仪的励磁线圈的超导结构的示意性纵向剖视图,带有不同的长度的带段;
[0074]图7a示出用于按照本发明的NMR波谱仪的励磁线圈的超导结构的示意性纵向剖视图,带有3重带构造并带有均匀分布的间隙;
[0075]图7b在平面VIIb处示出图7a的超导结构的横向剖视图;
[0076]图8示出用于按照本发明的匪R波谱仪的励磁线圈的超导结构的示意性纵向剖视图,带有3重带构造,在中间的层中的带段具有交替定向的超导层;
[0077]图9示出用于按照本发明的NMR波谱仪的匪R励磁线圈的示意性纵向剖视图,所述励磁线圈以构造成双带的超导结构缠绕而成;
[0078]图10示出用于按照本发明的NMR波谱仪的NMR励磁线圈的示意性横向剖视图,其中间隙在方位角上分布;
[0079]图1la示出用于按照本发明的匪R波谱仪的NMR励磁线圈的示意性纵向剖视图,所述励磁线圈以超导结构缠绕,所述超导结构具有两个单带分节段和一个双带分节段;
[0080]图1lb示出图1la的励磁线圈的展开的超导结构的示意性纵向剖视图;
[0081]图12a示出通过用于按照本发明的匪R波谱仪的NMR励磁线圈的示意性纵向剖视图,所述励磁线圈具有HTS节段和LTS节段;
[0082]图12b在其中的剖切面XIIb的区域中示出图12a的一个其他带段和励磁线圈的LTS线材的重叠区域的示意性横向剖视图;
[0083]图13示出按照本发明的NMR波谱仪的示意图;
[0084]图14a失火促用于按照本发明的匪R波谱仪的NMR励磁线圈的示意性纵向剖视图,所述励磁线圈以双层中的联结带段缠绕;
[0085]图14b示出图14a的励磁线圈的展开的超导结构的示意性纵向剖视图;
[0086]图15a示出用于按照本发明的匪R波谱仪的NMR励磁线圈的示意性纵向剖视图,所述励磁线圈以具有两个在双层中正常导电地焊接的带段的超导结构缠绕;
[0087]图15b示出图15a的励磁线圈的展开的超导结构的示意性纵向剖视图;
[0088]图15c示出图15b的超导结构在双带区域中的示意性横向剖视图。
【具体实施方式】
[0089]图1用示意性纵向剖视图中示出用于按照本发明的匪R波谱仪的励磁线圈的超导结构I的一部分。超导结构I具有带状的超导体的多个相互连接成沿纵向的方向(在图1中从左向右)延伸的导体的带段,该图所示的局部这里只包括所谓的联结带段2。在该局部中,总共部分地或完全示出十一个相继相互连接的联结带段2(为了简化起见,在图中只一个带段以附图标记2标出)。
[0090]每个带段2具有基质3(例如钢板)和沉积在基质3上的超导层4。带段2在这里设置在两个平面(或层)E1、E2中;上面的平面El中的带段2以其超导层4向下定向(朝向下面的平面E2),而下面的平面E2中的带段2以其超导层4向上定向(朝向上面的平面El);即超导层4彼此朝向。在不同的平面E1、E2的带段2之间设置焊料层5,所述焊料层在这里由含银的合金组成。
[0091]在示出的实施形式中,在相同平面E1、E2的相邻带段2之间分别存在间隙6,所述间隙具有相对于带段2的长度L小很多的间隙宽度SP。超导结构I在示出的局部中沿延伸方向(X方向)周期性地(不仅在每个平面E1、E2中而且在总体上)构成;尤其是这里所有联结带段2具有相同的长度L,而各间隙6具有相同的间隙宽度SP。
[0092]要注意的是,在图1中(并且也在后面的附图中)没有符合比例的尺寸,相反很多结构元件放大地示出,以便可以容易地识别。沿超导结构I的延伸方向X,带段2通常分别具有十米或更大的长度L;间隙宽度SP(沿X方向)通常为5mm或更少。带段2垂直于图1的图平面(y方向)的宽度通常在2mm和6cm之间,带段2沿z方向的高度通常在200μπι或更小的范围内,通常在约为ΙΟΟμπι或更小。超导层4沿(ζ方向)的厚度通常为几个μπι,常见的焊料层5的厚度通常在I ΟΟμπι或更小的范围内、经常为25μηι或更小。
[0093]超导结构I用于沿其延伸方向χ(沿纵向方向)传输电流。为此带段2构造成按照本发明联结带段2。这里每个联结带段2沿X方向与两个其他带段7a、7b(这里其本身也是联结带段)重叠;所述其他带段7a、7b与带段2重叠地连接。联结带段2的长度L这里由两个带段7a、7b—起基本上完全重叠;在示出的实施形式中,仅在其他带段7a、7b之间的间隙6的区域中不存在重叠。间隙6在这里关于联结带段2位于中央,从而与带段7a、7b的重叠长度分别约为 L/2。
[0094]在另一个带段7a(或其超导层4)中要沿超导结构l(x方向)的延伸方向输送的电流可以通过非常大的面转移到联结带段2中(沿ζ方向的横向电流),然后间隙6截止沿延伸方向X的其他的电流。在过渡部处的欧姆阻抗对应小。在联结带段2中,电流此时可以经过间隙
6。随后电流可以以类似的方式转移到另一个带段7b中,以便跨过下一个间隙,并如上所述进行下去。
[0095]图2同样用纵向剖视图示出用于按照本发明的NMR波谱仪的励磁线圈的超导结构I,这里具有正好五个联结带段2和两个边缘的带段8a、8b;超导结构I沿X方向延伸。在两个平面(层)E1、E2之内相邻的带段2、8a、8b之间的间隙6在该实施形式中具有消失的间隙宽度(沿X方向)。
[0096]在上面的平面El中,左边和右边外部的联结带段2分别以其超导层4分别朝向一个边缘的带段8a、8b和一个作为其他带段7a、7b的联结带段2或者通过焊料层5与它们重叠地连接。边缘的带段8a、8b在这里由分别对置的外部的联结带段2沿X方向完全重叠。
[0097]在示
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