[发明专利]基于三坐标测量机的多极磁铁准直方法

说明书

本申请公开一种基于三坐标测量机的多极磁铁准直方法，包括：S10：将待测多极磁铁放置在磁铁支座上；S20：利用三坐标测量机测量待测多极磁铁的位置，建立基准坐标系；S30：将传感器穿过待测多极磁铁的孔径并支撑在两个电控平移台上；S40：利用三坐标测量机测量传感器的位置，获得传感器的中心线与待测多极磁铁的中心轴线之间的位置偏差；S50：判断位置偏差是否在预设的偏差范围内，若是则表示待测多极磁铁的磁场准直完毕；若否，则执行步骤S60；S60：调整两个电控平移台，使传感器的中心线与待测多极磁铁的中心轴线趋于重合，返回步骤S40、S50。上述准直方法，精度高，时间短，适用于各类多极磁铁的磁场准直，也适用于多极磁铁和多种传感器之间的准直。

技术领域

本申请一般涉及粒子加速器磁场测量技术，具体涉及基于三坐标测量机的多极磁铁准直方法。

背景技术

多极磁铁是粒子加速器中的基础和重要部件，多极磁铁按种类可分为二极磁铁、四极磁铁、六极磁铁等，主要作用分别用于束流的偏转、束流的聚焦和消除束流色散。粒子加速器的束流从多极磁铁气隙中经过，线圈励磁情况下，磁铁气隙中有特定的磁场，为了保证束流在正确的轨迹上运动，对磁场质量提出了严格的要求。而在高能同步辐射加速器中，磁铁数量众多，磁铁孔径小，磁场梯度高，磁场质量要求非常严格，这对磁铁准直提出了更高的要求。

多极磁铁的磁场测量：将传感器安装在磁铁孔径内，通过传感器在磁铁孔径内平移或转动，或者磁铁励磁升降电流，使传感器感应磁通变化得到感应信号，通过对感应信号进行分析得到磁场质量。传感器有感应线圈、张力线、振动线或脉冲线等。磁场测量的第一步是将传感器准直到磁铁的机械中心位置处。准直的精度直接影响磁场测量的精度。

通常准直利用激光跟踪仪、水准仪和经纬仪等仪器为代表的光学准直方法，利用被测量磁铁的基准面和准直靶标来实现磁铁和传感器相对位置关系的确定。传统加速器的磁铁孔径较大，一般直径在60mm以上。利用光学方法进行准直，即采用经纬仪和水准仪来进行水平和高程的确定，准直的精度大概为0.05mm。

然而，新一代高能加速器的磁铁孔径小，约在25mm左右，磁铁孔径的减小给磁铁的加工制造和获得高精度磁场质量带来了困难，同时对磁铁的准直精度提出了更高的要求。新一代高能加速器的多极磁铁准直精度要求在15μm内，常规的激光跟踪仪、水准仪和经纬仪的准直精度无法满足要求，准直效率低下；且现有的准直方法主要是手动调节磁铁位置，使磁铁的机械中心与传感器的位置一致，耗时长。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于三坐标测量机的多极磁铁准直方法。

本发明提供一种基于三坐标测量机的多极磁铁准直方法，实施所述准直方法的准直装置包括：三坐标测量机，所述三坐标测量机的工作平台上设置有用于放置待测多极磁铁的磁铁支座以及两个用于支撑传感器的电控平移台，两个电控平移台分布于所述磁铁支座相对的两侧，所述传感器的两端分别置于两个所述电控平移台上，且所述传感器能够穿过待测多极磁铁的孔径，包括以下步骤：

S10：将待测多极磁铁放置在磁铁支座上；

S20：利用三坐标测量机测量待测多极磁铁的位置，建立基准坐标系，所述基准坐标系的原点为待测多极磁铁的中心；

S30：将传感器穿过待测多极磁铁的孔径，使传感器的两端分别支撑在两个电控平移台上；

S40：利用三坐标测量机测量所述传感器的位置，获得传感器的中心线与待测多极磁铁的中心轴线之间的位置偏差；

S50：判断所述位置偏差是否在预设的偏差范围内，若是则表示待测多极磁铁的磁场准直完毕；若否，则执行步骤S60；

S60：调整两个电控平移台，使所述传感器的中心线与待测多极磁铁的中心轴线趋于重合，返回步骤S40、S50。