طراحی و ساخت پیچه‌ی هلمهولتز به منظور اندازه‌گیری آهنرباهای دائمی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده ی فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران،

2 پژوهشکده‌ی فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران

3 پژوهشگاه دانش‌های بنیادی، چشمه‌ی نور ایران

چکیده

شدت و جهت بردار مغناطش آهنرباهای دائمی بعد از ساخت، به دلایل گوناگونی، از شدت و جهت مطلوبی که حین ساخت مورد نظر بوده است اختلاف خواهند داشت. در این مقاله، مراحل طراحی فیزیکی و مکانیکی و سپس ساخت پیچه‌­ی هلمهولتز برای اندازه­‌گیری شدت و جهت بردار مغناطش در آهنرباهای دائمی به منظور استفاده در ساخت یک آندولاتور تخت برای اولین بار در کشور ارائه شده است. کالیبراسیون پیچه‌ی هلمهولتز با منبع جریان و پروب هال با دقت لازم بحث شده است. دقت اندازه­‌گیری شدت بردار مغناطش در راستای محور آسایش آن در حدود 0.03%، و صحت اندازه­‌گیری 0.015% به دست آمده است. به کمک پیچه­‌ی هلمهولتز، تعداد حدود 160 آهنربای دائمی اندازه­‌گیری شده­‌اند. نتایج اندازه­‌گیری مؤلفه‌­های مختلف این آهنرباها ارائه، و از نتایج به دست آمده در ساخت اولین آندولاتور طرح چشمه­‌ی نور ایران استفاده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Fabrication of the Helmholtz Coil for the Permanent Magnet Measurement

نویسندگان [English]

  • َAli Ramezani Moghaddam 1
  • M Lamehi 2
  • J Rahighi 3
چکیده [English]

The direction and magnitude of the magnetization of a permanent magnet has some deviation from the desired value after the manufacturing. This paper describes the physical and mechanical designs and finally the manufacturing process of a the Helmholtz coil for the first time in Iran in order to measure the permanent magnets magnetization for using in a planar undulator. The Helmholtz coil calibration has been discussed by using a current source and Hall probe with the necessary precision. The final precision for an easy-axis magnetization measurement is 0.03%, and accuracy is 0.015%. 160 permanent magnet blocks have been measured by the Helmholtz coil. The measurement results of the magnetization components are presented and results are used in fabrication of the first undulator at the ILSF.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Helmholtz Coil
  • Permanent Magnets
  • Magnetization Vector
  • Planar Undulator

[1] B.D. Cullity, Introduction to Magnetic Materials, Edition 2, Wiley, (2009).

 [2]  Iranian Light Source Facility (ILSF), Conceptual design report, October, (2012).

 [3]  A. Ramezani Moghaddam, M. Lamehi, J. Rahighi, H. Ghasem, Magnetic Design of the First Prototype Pure Permanent Magnet Undulator for the Ilsf, Proceedings of IPAC2014, Dresden, Germany.

 [4]  C.S. Hwang, S. Yeh, PK. Teng, TM. Uen, A highly automatic measurement system for three orthogonal magnetic moments of a permanent magnet block, Rev. Sci. Instrum. 67 (5) (1996).

 

[5]  B.D.W. CarnegieJ. Timpf, Characterizing permanent magnet blocks with Helmholtz coils, Nucl. Instrum. Meth. A. 319 (1-3) (1992) 97–99.

 

[6]  Joseph Z. Xu, Isaac Vasserman, A New Helmholtz Coil Permanent Magnet Measurement System, Proceedings of ICALEPCS, Grenoble, France, (2011).

 

[7]  Toshiya TANABE., Rotating Coil / Helmholtz Coil Magnetic Measurement System Using Lock-in Amplifier Method, SPring-8 Project Team, Kamigori, Ako-gun, Kyogo 678-12, JAPAN.

 

[8]  L. Burkel, R. Dejus, J. Maines, J. O'Brien, J. Pflueger, I. Vasserman, The Insertion Device Magnetic Measurement Facility: Prototype and Operational Procedures, ANL/APS/TB-12, (1993).

 

[9]  James A. Clarke, The Science and Technology of Undulators and Wigglers, Oxford University Press, (2004).

 

[10]      Hideo Onuki, Pascal Elleaume, Undulators, Wigglers and their Applications, Taylor & Francis, (2003).