由表2可知，理论计算值与实测值的相对误差在0.15% 耀

.88%之间。考虑到测量仪表本身精度及测定中的系统误差，可

认为，理论值与实测值是吻合得很好。

5 结 语

（1）在进行铠装螺线管磁系设计时，可采用有限元法及预估

算法，精-确地计算螺线管内腔中点场强及其他各点场强，并由

可确定该磁系的漏磁系数σ，进而进行磁势的设计计算。

（2）对实测的计算结果表明，当导线规格和螺线管几何尺寸

变且铁铠未达饱和时，漏磁系数σ为一常数，与电流密度或磁

的大小无关。

（3）实测结果表明，理论计算值与实测值吻合，说明采用有

元法进行铠装螺线管磁系的漏磁系数计算是可行的。

3.3 螺线管内插入铁芯时的磁场特性

圆柱形螺线管磁系的高梯度磁选机有长线圈和短线圈两种类

。长线圈型实际上就是插入铁芯的铠装螺线管。为了研究它的

场特性，用了两种铁芯，即平铁芯和尖削铁芯。用在 42螺线

上铁芯的形状及尺寸如图7所示。用在 86螺线管上的铁芯

此相似，只是尺寸大些。

对42螺线管铁芯插入深度3cm、86螺线管铁芯插入6cm

的测定结果如图8、图9所示。还做了其他插入深度的测定，

场强度的变化规律相似，只是插入愈深，磁场强度愈高。

由图8和图9的曲线知，插入铁芯后磁场强度有提高，在离

芯端面较近的范围内场强提高较快，磁场梯度也较大，随着离

铁芯端面距离的增加，场强逐步降低而且变成均匀磁场。尖削

芯在端面附近场强和梯度都比平铁芯高，但场强的跌落较快，

（1）预估漏磁系数σ′。

根据以往设计的经验，σ′值可在1.00耀1.5之间选取。

（2）初步计算所需磁势。

按公式（IN）′=

σ′H0δ

0.4π

计算出所需磁势即安匝数。

（3）选定导线规格，按大于或等于工作气隙高度确定线圈轴

向匝数Nx，选定总匝数Nj，并按Nr=N0/Nx确定径向匝数。

（4）按公式I=（IN）′/N0计算出激磁电流，并由导线规格和

激磁电流计算出电流密度。

（5）根据已知的电流密度和线圈的几何尺寸采用有限元法计

算出线圈工作气隙场强H′0。

（6）按公式σ=0.4πIN0/H′0δ计算出实际的漏磁系数。

（7）再按公式IN=σH0δ/0.4π确定实际所需的安匝数。