一种分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构的制作方法

本发明属于强磁场磁体支撑结构领域，更具体地，涉及一种分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构。

背景技术：

随着科学技术的发展和需要，类似于强磁场x射线衍射、散裂中子源研究以及医学生物组织培养等科学实验中特定的磁场施加方式和测量方式对电磁装置提出了更高的要求。相比于稳态磁体和超导磁体，分裂式脉冲磁体广泛的被各国实验室采用来满足特殊的实验要求。

目前国内外所采用的分裂式脉冲磁体的结构主要为法拉第几何结构和沃伊特几何结构。其中法拉第几何结构即磁体线圈水平的放置，最大散射角受限于钻孔的直径和长度；沃伊特几何结构由两半磁体线圈轴对称的放置在中平面的两侧构成，然而这种磁体结构安排难以承受磁体线圈之间的电磁作用力，10t以上的磁场就可能造成磁体崩塌。因此现有的分裂式脉冲磁体结构的力学稳定性成了实现高场强分裂式脉冲磁体的主要技术难点。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构，旨在解决在超高磁场强度下传统分裂式脉冲磁体结构力学不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构，其中，分裂式脉冲磁体包括磁体线圈和支撑结构，磁体线圈用于通电产生磁场，磁体线圈包括上线圈和下线圈，上线圈和下线圈均被支撑结构分层，支撑结构包括：

测量通路支撑组件，一端接附到磁体线圈的上线圈，另一端接附到磁体线圈的下线圈，用于支撑磁体线圈的上线圈和磁体线圈的下线圈之间的电磁力，测量通路支撑组件的中部开有开口，用于构建测量通路；

内部负载支撑组件，一端接附到磁体线圈的上线圈的分层平面，另一端接附到磁体线圈的下线圈的分层平面，用于支撑磁体线圈以吸引作用在磁体线圈上的电磁力，两端通过多根螺杆垂直支撑，螺杆用于支撑上下线圈中部分线圈产生的轴向电磁力。内部负载支撑组件将磁体线圈在轴向上分层，磁体线圈在磁体放电过程中产生的电磁力以一定比例分配到了各个内部负载支撑组件上，从而对磁体线圈起到了支撑加固的作用，解决了在超高磁场强度下传统分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构力学不稳定的技术难点。

优选地，分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构还包括支撑内部负载支撑组件的外部支撑组件，外部支撑组件与内部负载支撑组件的最外层成为一体接附到磁体线圈的两端。

优选地，内部负载支撑组件为具有机械强度的板材，板材的平面垂直于磁体线圈的轴向。

优选地，内部负载支撑组件的板材成对分别设置于上线圈和下线圈中间，分别将上线圈和下线圈进行分层，内部负载支撑组件的对数为多个，个数越多，所能支撑的磁体线圈以吸引作用在所述磁体线圈上的电磁力越大。

优选地，测量通路支撑组件为具有机械强度的板材和杆材，板材的平面垂直于所述磁体线圈的轴向，杆材平行于磁体线圈的轴向。

优选地，测量通路支撑组件的板材设置于所述磁体线圈中间，将所述磁体线圈分为上线圈和下线圈。

优选地，测量通路支撑组件的测量通路通过在测量通路支撑结构的板材上设置开口实现，开口的个数决定所述测量通路的个数。开口的角度可以根据需要进行选择和设计，以提供用于样品测量时的光学访问通道。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下

有益效果：

1、本发明提供的分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构利用测量通路支撑组件与内部负载支撑组件的组合放置，在磁体放电过程中，产生的电磁力分解到各个支撑组件上，增强了分裂式脉冲磁体的结构力学稳定性，因此在相同的材料力学性能下，可以大幅度的提高磁场强度；

2、本发明相对于传统的分裂式磁体，电磁作用力由测量通路支撑组件与内部负载支撑组件共同分担，测量通路支撑组件只需要承担部分电磁作用力，对测量通路的力学要求大幅度降低，测量通路可以按照实际需求进行选择，通路测量的可塑性强；

3、本发明提供的分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构可按照实际需要设计分配测量通路支撑组件与内部负载支撑组件的个数，结构设计灵活度高。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的分裂式脉冲磁体的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例2提供的分裂式脉冲磁体的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。

图1为本发明实施例1提供的包括一对内部支撑结构组件的分裂式脉冲磁体的结构示意图，其中，分裂式脉冲磁体包括磁体线圈和支撑结构，磁体线圈用于通电产生磁场，磁体线圈包括上线圈和下线圈，上线圈和下线圈均被支撑结构分层，支撑结构包括：

测量通路支撑组件，一端接附到磁体线圈的上线圈，另一端接附到磁体线圈的下线圈，用于支撑磁体线圈的上线圈和磁体线圈的下线圈之间的电磁力，用于构建测量通路；

测量通路支撑组件，一端接附到磁体线圈的上线圈，另一端接附到磁体线圈的下线圈，用于支撑磁体线圈的上线圈和磁体线圈的下线圈之间的电磁力，测量通路支撑组件的中部开有开口，用于构建测量通路；

内部负载支撑组件，一端接附到磁体线圈的上线圈的分层平面，另一端接附到磁体线圈的下线圈的分层平面，用于支撑磁体线圈以吸引作用在磁体线圈上的电磁力，两端通过多根螺杆垂直支撑，螺杆用于支撑上下线圈中部分线圈产生的轴向电磁力。内部负载支撑组件将磁体线圈在轴向上分层，磁体线圈在磁体放电过程中产生的电磁力以一定比例分配到了各个内部负载支撑组件上，从而对磁体线圈起到了支撑加固的作用，解决了在超高磁场强度下传统分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构力学不稳定的技术难点。

具体地，分裂式脉冲磁体线圈的支撑结构还包括支撑内部负载支撑组件的外部支撑组件，外部支撑组件与内部负载支撑组件的最外层成为一体接附到磁体线圈的两端。

具体地，内部负载支撑组件为具有机械强度的板材，板材的平面垂直于磁体线圈的轴向。

具体地，内部负载支撑组件的板材成对分别设置于上线圈和下线圈中间，分别将上线圈和下线圈进行分层，内部负载支撑组件的对数为多个，个数越多，所能支撑的磁体线圈以吸引作用在所述磁体线圈上的电磁力越大。

具体地，测量通路支撑组件为具有机械强度的板材和杆材，板材的平面垂直于所述磁体线圈的轴向，杆材平行于磁体线圈的轴向。

具体地，测量通路支撑组件的板材设置于所述磁体线圈中间，将所述磁体线圈分为上线圈和下线圈。

具体地，测量通路支撑组件的测量通路通过在测量通路支撑结构的板材上设置开口实现，开口的个数决定所述测量通路的个数。开口的角度可以根据需要进行选择和设计，以提供用于样品测量时的光学访问通道。

在本实施例中，以一个测量通路支撑组件与一对内部负载支撑组件为例。

图2为本发明实施例2提供的包括一个测量通路支撑组件与两对内部负载支撑组件的分裂式脉冲磁体的结构示意图，测量通路支撑组件设置于上下线圈之间，内部负载支撑组件的上支撑板设置于上线圈中间的中间某一平面上，将上线圈分成上部部分和下部部分，与垂直螺杆链接构成内部负载支撑组件，用于承担分层平面上磁体线圈的作用力；下支撑板设置于下线圈的中间某一平面上，将上线圈分成上部部分和下部部分，与垂直螺杆链接构成内部负载支撑组件，用于承担分层平面上磁体线圈的作用力。

在进行x射线衍射实验时，在多数情况下，由于磁场的诱导效应是各向异性的，需要沿特定的晶体学轴施加磁场，在图2实施例中，可以将样品的晶轴顺应磁体的中心轴向方向，在磁体放电过程中即可满足实验对磁场方向的要求；此时由于测量通路支撑组件上的受力大小的可以根据实际需要调节为排斥力或者吸引力，降低对测量通路支撑组件的力学要求，从而可在测量支撑组件上设计大角度的光学访问通道，保证能在高散射角的情况下进行测量。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。