[其他]能產生均勻磁場的馬鞍形線圈

在審

• 申請號: 101985000002592
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102592B
• 公開（公告）日: 1988-04-20
• 發明（設計）人: 丁守謙
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 代理公司: 南開大學專利事務所
• 代理人: 孫克忱;解松凡

能產生均勻磁場的馬鞍形線圈。本發明屬于均勻磁場線圈，目的在于提供一個均勻度很高的磁場。它比同樣半徑的赫姆荷茲線圈的均勻度高一個數量級以上，磁場的強度及均勻度均可由公式準確算出，且易于制造。該線圈的特征是用數組同樣半徑和長度的馬鞍型線圈疊合而成。每組線圈的圓弧對圓心的張角以及長度與半徑之比應滿足特定的要求，通以一定大小的電流后即能實施上述發明。它可以廣泛地用于近代物理儀器，也可用作標準磁場計量。

本發明屬于均勻磁場線圈。

在一些近代物理實驗及各種檢測儀器中，常使用具有已知量值的均勻磁場，對其均勻度均有特定的要求。這種均勻磁場一般采用赫姆荷茲線圈（Helmhotz Coil）來產生。專利文獻：US-A-4231008，提出用2n匝平行導線使電流方向一致并滿足cos3ψ_μ/R3μ ]]>，cos5ψ_μ/R5μ ]]>一直到cos（2n+1）ψ_μ/R2n+1μ ]]>使其疊加之和各自為零而得到均勻場。其端頭系以方形電流導線相連結，每組的線圈之大小不一可由算式嚴格規定。

本發明的目的在于提供一個均勻度很高的磁場，是由同樣大小導線方位角各異n組馬鞍型線圈組成，它們的兩端由圓弧部分連結，再根據不同于赫姆荷茲線圈及專利文獻（US-A-4231008）的嚴格公式，使兩端圓弧所產生的場與平行直線部分的場相補償而得到很高的均勻度。其均勻度比同樣半徑的赫姆荷茲線圈高一個數量級以上。且易于實現，所占空間較小。

本發明的內容是：

1，按同一對稱面放置三組馬鞍型線圈，它們的半徑〔1〕彼此相同，它們的長度〔2〕也彼此相同，并使三組馬鞍型線圈的中心點彼此重合，且長度〔2〕是半徑〔1〕的3.96至4.04倍，馬鞍型線圈的兩端的園弧對園心的張角〔3〕為167°至168.5°;張角〔4〕為119°至121°;張角〔5〕為71°至72.5°，而且每組線圈的安匝數相同，所通電流方向相同，其導線的支承物可選用各種無磁性的非金屬材料，這就構成一種能產生均勻磁場的線圈。當電流如圖示方向時，其磁場按右手螺旋定則確定為沿Y軸方向。由理論計算出的沿X軸的磁場均勻度的一組結果見表1。