Основные принципы применения струны для измерений магнитных полей элементов ускорительных установок (обзор). Ч. 1. Магнитометрические методики и системы на основе струны

Автор: И.Ю. Николайчук

Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie

Статья в выпуске: 4, 2025 года.

Бесплатный доступ

Измерение характеристик магнитных полей структурных магнитов является неотъемлемой частью процесса создания ускорительного комплекса. Повышение требований к параметрам полей магнитов ускорителей влечет за собой необходимость создания прецизионных систем измерений. Струнные методики измерений магнитных полей обладают рядом преимуществ по сравнению с другими техниками измерений. В данной работе приведен обзор известных подходов к измерениям магнитных полей, основанных на использовании струны, и описаны принципы создания магнитометрических систем для проведения струнных измерений.

Магнитные измерения, натянутая струна, ускорительный комплекс, методика

Короткий адрес: https://sciup.org/142246262

IDR: 142246262 | УДК: 621.317.421.2

Список литературы Основные принципы применения струны для измерений магнитных полей элементов ускорительных установок (обзор). Ч. 1. Магнитометрические методики и системы на основе струны

1. Бутенко А.В., Казинова О., Костромин С.А., Михайлов В.А., Тузиков А.В., Ходжибагиян Г.Г.Допуски на погрешности магнитного поля бустера нуклотрона. Препринт ОИЯИ Р9-2017-18, 2017. URL: https://rusneb.ru/catalog/000199_000009_008950463/
2. Klyukhin V., Ball A., Bergsma F., Boterenbrood H., Curé B., Dattola D., Gaddi A., Gerwig H., Hervé A., Loveless R., Teafoe G., Wenman D., Zeuner W., Zimmerman J. The CMS Magnetic Field Measuring and Monitoring System // Symmetry. 2022. Vol.14, no. 1. Id. 169.
DOI: 10.3390/sym14010169
3. Jain A. Basic theory of magnets // Proc. of CERN Accelerator School. Measurement and alignment of accelerator and detector magnets, Anacapry, Italy, 1997. P. 1–26. URL: https://cds.cern.ch/record/1246515/files/p1.pdf
4. Костромин С.А., Борисов В.В., Бычков А.В., Голубицкий О.М., Донягин А.М., Морозов Н.А., Самсонов Е.В., Омельяненко М.М., Ходжибагиян Г.Г., Шемчук А.В. Измерение характеристик магнитного поля дипольного магнита бустера NICA // Письма в ЭЧАЯ. 2016. Т. 13, № 7. Id. 1333.
5. Buzio M. Fabrication and calibration of search coils // Proc. of CAS-CERN Accelerator School: Specialised course on Magnets, Bruges, Belgium, 2009. P. 387–421. URL: https://cds.cern.ch/record/1342702/files/387.pdf
6. Николайчук И.Ю., Борисов В.В., Никифоров Д.Н., Храмов Д.И Первые измерения магнитной оси квадрупольных магнитов коллайдера NICA // Письма в ЭЧАЯ. 2023. Т. 20, № 6. С. 1463–1469. URL: https://pepan.jinr.ru/index.php/PepanLetters/article/view/573
7. Николайчук И.Ю., Борисов В.В., Голубицкий О.М., Золотых Д.А., Кондратьев Б. Статус измерений положения магнитной оси квадрупольных магнитов коллайдера NICA // Сибирский физический журнал. 2024. Т. 19, № 1. С. 68–79. DOI: 10.25205/2541-9447-2024-19-1-68-79
8. Temnykh A. Vibrating wire field-measuring technique // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 1997. Vol. 399, iss. 2-3. P. 185–194. DOI: 10.1016/S0168-9002(97)00972-8
9. Le Bec G., Chavanne J., Penel Ch. Stretched wire measurement of multipole accelerator magnets // Physical Review Accelerators and Beams. 2012. No. 15. Id. 022401. DOI: 10.1103/PhysRevSTAB.15.022401
10. Толмачев С.В. Экспериментальные исследования по созданию специальных ондуляторов для лазеров на свободных электронах и лазерных ускорителей. Автореф. дис.… к-та. физ.-мат. наук. М., 2004. 28 с.
11. Николайчук И.Ю. Методика калибровки струнного измерительного стенда и методы подавления систематических ошибок измерений параметров магнитного поля // ЭЧАЯ. 2025. Т. 56, № 3. С. 1257–1265. URL: https://pepan.jinr.ru/index.php/Pepan/article/view/1851/1038
12. Wolf Z. A Vibrating Wire System for Quadrupole Fiducialization. SLAC Preprint LCLS-TN-05-11, 2005. 23 p. URL: https://wwwssrl.slac.stanford.edu/lcls/technotes/lcls-tn-05-11.pdf
13. Arpaia P., Buzio M., Garcia Perez J., Petrone C., Russenschuck S., Walckiers L. Measuring field multipoles in accelerator magnets with small-apertures by an oscillating wire moved on a circular trajectory // Journal of Instrumentation. 2012. No. 7. Id. P05003. DOI: 10.1088/1748-0221/7/05/P05003
14. Petrone C. Wire methods for measuring field harmonics, gradients and magnetic axes in accelerator magnets. PhD Thesis, CERN-THESIS-2013-130, 2013. 155 p. URL: https://inspirehep.net/literature/1289340
15. Глухов А.Ю., Негинский И.В. Применение метода синхронного детектирования для оценки спектра полигармонического сигнала // Цифровая обработка сигналов. 2012. № 4. С. 26–28. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=18913661
16. Wouters C., Calvi M., Vranković V., Sidorov S., Sanfilippo S. Vibrating wire technique and phase lock loop for finding the magnetic axis of quadrupoles // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2012. Vol. 22, no. 3. DOI: 10.1109/TASC.2011.2178015
17. Павленко А.В. Многофункциональные цифровые интеграторы для прецизионных измерений магнитных полей в элементах ускорителей. Автореф. дис.… к-та. техн. наук. 2015. 17 с.
18. Николайчук И.Ю., Костромин С.А. Методика расчeта положения магнитной оси квадрупольных магнитов при измерениях методом вибрирующей струны // Сборник тезисов Двадцать восьмой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых. Новосибирск, 2024. С. 312–313. URL: http://inis.jinr.ru/sl/NTBLIB/VNKSF-2024-P312.pdf
19. Arpaia P., Fiscarelli L., Petrone C., Cardines N. Design of an on-line dynamic magnetic flux analyzer based on double-buffer sliding DFT. CERN-ATS-2011-188 (17th Symposium IMEKO TC 4, 3rd Symposium IMEKO TC 19 and 15th IWADC Workshop Instrumentation for the ICT Era. Kosice. 2010). 9 pages. URL: https://cds.cern.ch/record/1385018

Еще