3.3 螺線管內插入鐵芯時的磁場特性 圓柱形螺線管磁系的高梯度磁選機有長線圈和短線圈兩種類 。長線圈型實際上就是插入鐵芯的鎧裝螺線管。為了研究它的 場特性,用了兩種鐵芯,即平鐵芯和尖削鐵芯。用在 42螺線 上鐵芯的形狀及尺寸如圖7所示。用在 86螺線管上的鐵芯 此相似,只是尺寸大些。 對42螺線管鐵芯插入深度3cm、86螺線管鐵芯插入6cm 的測定結果如圖8、圖9所示。還做了其他插入深度的測定, 場強度的變化規律相似,只是插入愈深,磁場強度愈高。 由圖8和圖9的曲線知,插入鐵芯后磁場強度有提高,在離 芯端面較近的范圍內場強提高較快,磁場梯度也較大,隨著離 鐵芯端面距離的增加,場強逐步降低而且變成均勻磁場。尖削 芯在端面附近場強和梯度都比平鐵芯高,但場強的跌落較快, 后磁場也趨近均勻。 插入鐵芯比未插入鐵芯時場強提高的部分就是鐵芯貢獻的。 由于未插入鐵芯前螺線管內腔的磁場是均勻的,插入鐵芯后磁場 變得不均勻,磁場強度的變化曲線類似于指數曲線,所以由鐵芯 貢獻的場強可用磁場的指數方程式表示,即 Hx=H0e -cx (9) 式中:Hx———離開鐵芯端面x處由鐵芯貢獻的磁場強度; 圖9 86鎧裝螺線管鐵心插入深度6cm時的軸向場強 (a)一端插入鐵芯;(b)兩端插入鐵芯 (9)中的c值,在H0為定值的情況下,可由下式確定 l———兩鐵芯端面間的距離,cm; 圖2 86圓柱形螺線管端面從內緣到外緣不同距離x的場強變化曲線 鐵鎧圓筒部分的厚度可按同樣方法確定。 對于鞍形鎧裝螺線管(圖3)亦可按磁通連續性原理得到下式 鐵鎧的尺寸確定后,鐵鎧內的磁路長度便容易確定,從而鐵 鎧內的磁勢也就可以按式(2)進行計算了。 鎧裝螺線管的內腔是一均勻磁場,它相當于無限長螺線管 磁場強度為 中:In———螺線管單位長度的安匝數。 螺線管的總安匝數按下式計算 則單位長度的安匝數