陶瓷真空室研制及其阻抗的鉆研
說(shuō)明了電子貯存環(huán)注入凸軌沖鋒陷陣磁石及其真空室常采納的多少種技能計(jì)劃。合肥電子貯存環(huán)新凸軌注入零碎取舍了鐵氧體磁石內(nèi)置陶瓷真空室的形式。為了同聲滿足脈沖磁場(chǎng)穿透性能及束流嚙合阻抗的務(wù)求,陶瓷真空室的內(nèi)壁須鍍1層非金屬地膜。對(duì)已制備的鍍膜和無(wú)鍍膜陶瓷真空室尾場(chǎng)因變量及破財(cái)因子繼續(xù)了測(cè)量,并對(duì)后果繼續(xù)了擬總計(jì)算,失去陶瓷真空室寬帶阻抗模子的無(wú)關(guān)參數(shù)。聯(lián)合已繼續(xù)的脈沖磁場(chǎng)穿透性能的后果,確立了改良的鍍膜參數(shù)。
依據(jù)相反的利用,電子貯存環(huán)的注入凸軌沖鋒陷陣磁石及真空室有多少種技能計(jì)劃。傳統(tǒng)的作法是采納大氣芯線圈,在不銹鋼超高真空室內(nèi)擱置單匝直流電板線圈,以產(chǎn)生所須要的脈沖磁場(chǎng)。但這種形式勵(lì)磁效率低,體積大,真空室構(gòu)造不陸續(xù),絕對(duì)于其余真空彈道的破財(cái)阻抗較大。Dortmunt大學(xué)鉆研人員為1.5GeV貯存環(huán)DELTA設(shè)計(jì)了1種新的縫隙型構(gòu)造,它旁邊的兩條非金屬板離束流較近,經(jīng)過(guò)大全體鏡像壁直流電。這種構(gòu)造的特點(diǎn)是嚙合阻抗低,破財(cái)因子比一般大氣芯磁石小至多一個(gè)量級(jí),且構(gòu)造容易,易于兌現(xiàn)。SLAC也預(yù)備在NLC(nextlinearcollider)的2種阻尼環(huán)(dampingring)中采納這種構(gòu)造。這種構(gòu)造的缺欠仍是勵(lì)磁效率不高,要失掉較大幅度的好場(chǎng)區(qū),場(chǎng)形設(shè)計(jì)難度較大。
在第3代同步輻射光源貯存環(huán)中寬泛采納了鐵氧體磁石內(nèi)置陶瓷真空室的形式。運(yùn)用陶瓷真空室的起因是使脈沖磁場(chǎng)可以穿透真空室壁,防止水渦虧耗及磁場(chǎng)波形畸變。陶瓷真空室內(nèi)壁須鍍1層很薄的非金屬膜,以維持壁直流電的陸續(xù)性,從而縮小束流嚙合阻抗。因非金屬膜會(huì)產(chǎn)生水渦虧耗,因而,鍍膜使不得太厚。能夠取舍非勻稱(chēng)鍍膜形式使鍍膜中存在一些絕緣條紋,那樣,既可縮小水渦虧耗及場(chǎng)畸變,又能維持較小的束流嚙合阻抗。
合肥電子貯存環(huán)新凸軌注入零碎名目中取舍了陶瓷真空室內(nèi)壁鍍膜的技能計(jì)劃,齊頭并進(jìn)行了陶瓷真空室非金屬化鉚接試驗(yàn)及鍍膜試驗(yàn)。對(duì)鍍膜造成的磁場(chǎng)虧耗、波形畸變及勻稱(chēng)性變遷等莫須有繼續(xù)了實(shí)踐綜合與試驗(yàn)測(cè)量。本作業(yè)在此根底上,對(duì)真空室的縱向嚙合阻抗繼續(xù)測(cè)量,聯(lián)合磁場(chǎng)的綜合與試驗(yàn)后果,確立進(jìn)一步改良的鍍膜參數(shù)。1、試驗(yàn)步驟
為了測(cè)量陶瓷真空室及其余真空彈道的阻抗,采納直流電模仿法,并構(gòu)建了一縱向阻抗測(cè)量零碎。該零碎可主動(dòng)測(cè)量縱向尾場(chǎng)因變量、能量破財(cái)因子、縱向阻抗,存在高斯直流電脈沖幅度陸續(xù)可調(diào)、精度高、定計(jì)正確等特點(diǎn)。
無(wú)鍍膜陶瓷真空室、鍍膜陶瓷真空室、內(nèi)徑35mm漸變不銹鋼彈道、無(wú)鍍膜陶瓷真空露天加導(dǎo)熱鋁箔、鍍膜陶瓷真空露天加鐵氧體磁石和鍍膜陶瓷真空露天加導(dǎo)熱鋁箔的形態(tài)示于圖1。
圖1 測(cè)量的多少種真空室
a———無(wú)鍍膜;b———鍍膜;c———內(nèi)徑35mm漸變不銹鋼彈道;d———無(wú)鍍膜附加導(dǎo)熱鋁箔;e———已鍍膜加磁石;f———已鍍膜加導(dǎo)熱鋁箔
待測(cè)的鍍膜陶瓷真空室兩端鉚接有不銹鋼法蘭,內(nèi)孔為跑道形,截面尺寸為80mm×24mm,總長(zhǎng)(囊括兩端法蘭)為350mm。膜的方塊電阻約為1Ω,依據(jù)脈沖磁場(chǎng)穿透性能的務(wù)求,鍍膜存在一些絕緣條紋。在測(cè)量零碎中,比擬臂及測(cè)量臂的過(guò)渡段均為圓形(D=86mm),在管子兩端為非平滑過(guò)渡,別離構(gòu)成一內(nèi)漸變和一外漸變構(gòu)造。2、測(cè)量后果及綜合2.1、無(wú)鍍膜和鍍膜的測(cè)量后果
無(wú)鍍膜和鍍膜2種狀況下的破財(cái)因子K值曲線示于圖2。圖2(b)是對(duì)應(yīng)束團(tuán)個(gè)數(shù)N=45、存儲(chǔ)束流I=300mA時(shí)的破財(cái)功率。采納了鍍膜陶瓷真空室的K值及破財(cái)功率大概是未鍍膜真空室的1/5。對(duì)應(yīng)于σ=100ps,鍍膜陶瓷真空室的K值為0.14TV/C,破財(cái)功率為61W。
圖2 無(wú)鍍膜和鍍膜狀況下的K值曲線(a)和破財(cái)功率(b)
●———未鍍膜;○———鍍膜2.2、其余多少種狀況下的測(cè)量后果
測(cè)量件的兩端別離有一內(nèi)漸變和一外漸變構(gòu)造,它們對(duì)K值有定然奉獻(xiàn)。為了確定共同由鍍膜導(dǎo)致的K值以及鉆研進(jìn)一步增多鍍膜薄厚的多余性,取舍了2種測(cè)量件,無(wú)鍍膜陶瓷真空露天加導(dǎo)熱鋁箔及內(nèi)徑為35mm的漸變不銹鋼彈道繼續(xù)比擬。當(dāng)附加導(dǎo)熱鋁箔和陶瓷真空室兩端非金屬法蘭電接觸良好時(shí),能夠覺(jué)得這種狀況與同樣截面的不銹鋼彈道阻抗根本統(tǒng)一。對(duì)外徑35mm漸變不銹鋼彈道的測(cè)量也是所以該彈道漸變構(gòu)造和陶瓷管相相似,故能夠作為一個(gè)參考。鍍膜真空室、無(wú)鍍膜真空露天加導(dǎo)熱鋁箔及內(nèi)徑35mm漸變不銹鋼彈道的K值示于圖3。
從圖3可見(jiàn),對(duì)應(yīng)于σ=100ps,鍍膜真空室、未鍍膜真空露天加導(dǎo)熱鋁箔及內(nèi)徑35mm漸變不銹鋼彈道的K值別離為0.134、0.091和0.063TV/C。因而,進(jìn)一步增多鍍膜薄厚約莫可以使K值進(jìn)一步減小,K值大概能達(dá)成眼前的1/2。
實(shí)在狀況下,鍍膜陶瓷真空露天均置有鐵氧體磁石。因而,應(yīng)測(cè)量阻抗以確定鐵氧體磁石及勵(lì)磁直流電板對(duì)阻抗有無(wú)莫須有。測(cè)量時(shí),將勵(lì)磁直流電板的一端接地(和實(shí)在狀況相反)。后果表明:鍍膜陶瓷真空露天加導(dǎo)熱鋁箔的K值沒(méi)有變遷,這是所以鍍膜屏蔽了電磁場(chǎng),因而,束流“看得見(jiàn)”鍍膜以外的導(dǎo)熱層;外置鐵氧體磁石時(shí)的K值也根本沒(méi)有變遷。圖3中K值的差距在試驗(yàn)的誤差規(guī)模內(nèi),如由更替核心導(dǎo)線或波形定計(jì)等導(dǎo)致的誤差。
羅茨水環(huán)真空機(jī)組、羅茨旋片真空機(jī)組
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