[实用新型]紧凑超导回旋加速器磁测传感器径向运动装置

说明书

技术领域

本实用新型属于回旋加速器磁场测量技术领域，尤其涉及一种紧凑型回旋加速器磁场测量系统传感器径向运动装置。

背景技术

回旋加速器在核医学领域有着广泛的应用，尤其是在放射性药物制药，肿瘤治疗等领域有重要意义。合肥离子医学中心对研制紧凑型超导回旋加速器做了大量的调研和实验工作。超导回旋加速器的主机系统用于引出稳定的束流，谐振腔的电磁场对束流进行加速，而且束流的运动需要等时性磁场的约束。为了保证提供等时性磁场，需要对回旋加速器进行磁场测量。磁场是回旋加速器相当重要的组成部分，磁场为束流的运动提供了约束力和强聚焦力，其场型分布直接决定了该回旋加速器的性能。为了精确地测量出磁场分布，目前，在低能回旋加速器磁场测量中，普遍采用的是采用齿轮驱动的手动磁测装置，由于齿轮定位存在齿隙误差，而且齿轮加工时也存在加工误差，所以齿轮周向定位精度难以保证，最终引起磁场测量误差。同时，对于紧凑型回旋加速器，内部气隙非常狭小，操作空间有限，磁测装置安装完成之后，校对和维修都十分困难。

另外，《核技术》第四卷第九期“HERA质子-电子对撞机电子环磁铁的磁场测量”文章中，公开了一种采用螺杆驱动平移线圈的方式测量磁场强度的装置。这种装置不仅存在测量精度低问题，而且系统占据空间比较大，并不适合与紧凑型回旋加速器磁场的测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、定位精确、操作简单、测量精准、自动采集数据的紧凑超导回旋加速器磁测传感器径向运动装置，主要用于测量中平面垂直方向磁感应强度Bz值和径向方向磁感应强度Br值，解决回旋加速器磁场磁测过程中霍尔传感器定位误差较大、精准度不够等问题，为磁场垫补和离子束流动力学计算提供重要而精确的数据。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

紧凑超导回旋加速器磁测传感器径向运动装置，包括传感器滑板、光尺、霍尔传感器、纤维丝、丝杠、滑块、定滑轮、伺服电机、数据传输线、数据采集器；所述伺服电机驱动安装在所述丝杠上的滑块上下直线运动，所述纤维丝一端固定在所述滑块上，另一端绕过所述定滑轮到达磁场中平面处，转向变为水平方向连接到所述传感器滑板上，最终绕过定滑轮，形成一个闭环系统；所述传感器滑板上设有所述霍尔传感器；所述数据传输线连接所述霍尔传感器和所述数据采集器。

所述伺服电机驱动所述滑块在所述丝杠上垂直向上运动时，纤维丝向下拉动，继而所述传感器滑板载着所述霍尔传感器向磁场的物理圆心靠近；反之，向远离向圆心方向运动，所述霍尔传感器径向移动的范围是-50mm到700mm。

所述霍尔传感器选用三轴霍尔传感器，数量为两个，分别安装在所述传感器滑板的前后端，间距为50mm；所述光尺与所述传感器滑板平行安装。

所述伺服电机外安装有屏蔽罩；所述伺服电机通过法兰固定在加速器主机上，在加速器主机上通过所述法兰还安装有防尘罩。

在所述磁场中平面处设有测试盘，该测试盘上安装有由三个滑轮构成的滑轮组，在测试盘的一端部安装有改向滑轮，纤维丝依次通过滑轮组、改向滑轮、滑轮组转向变为水平方向，再连接到传感器滑板上，最终绕过滑轮组、定滑轮形成一个闭环系统。

所述数据传输线采用是非导磁性材料，其长度为4.5m。

所述纤维丝是一种聚酯纤维非导磁性材料，直径为φ1mm，长度为2.85m。

本实用新型的有益效果：本实用新型主要用于测量中平面垂直方向磁感应强度Bz值和径向方向磁感应强度Br值，采用电机驱动系统和定位系统的相结合方式，实现霍尔传感器在方位角上的精确定位；具有结构紧凑、定位精确、操作简单、测量精准、自动采集数据等优点，为磁场垫补和离子束流动力学计算提供重要而精确的数据。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型紧凑超导回旋加速器磁测传感器径向运动装置结构示意图；

图2为本实用新型纤维丝闭环系统走向示意图；

图中标示：1-传感器滑板、2-光尺、3-霍尔传感器、4-纤维丝、5-滑轮组、 6-数据传输线、7-数据采集器、8-法兰、9-防尘罩、10-丝杠、11-滑块、12-定滑轮、13-伺服电机、14-屏蔽罩。

具体实施方式