基于PCB方案的多极磁铁谐波测量系统设计与实现

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。