[发明专利]一种基于荧光靶和CCD相机组合的束流剖面参数测量装置

说明书

本发明公开了一种基于荧光靶和CCD相机组合的束流剖面参数测量装置，包括支撑传动装置、荧光靶头组合件、真空密封组件、数据采集组件。传动杆运动的过程中，真空密封组件确保实测中加速器主机真空度不被破坏；CCD相机采集信号线从传动杆内部穿出，可减少加速器主机内部电磁场对信号的干扰。基于辐射发光原理进行测量，测量原理简单及荧光靶头组合件拆装方便，可行性高，操作性强，采用传动式将荧光靶头组合件伸至所测位置可提高参数的测量精度，可以实现0.5mm以内的分辨率。不用在加速器主机内部设计诊断机构，只需要通过传动杆伸至不同位置进行诊断即可，相较于传统的固定式诊断，占地空间更小，满足了加速器束流诊断的设计需求。

技术领域

本发明涉及束流诊断技术领域，具体涉及一种基于荧光靶和CCD相机组合的束流剖面参数测量装置。

背景技术

近年来，质子加速器在医疗、食品保鲜、工业、核物理等领域的应用逐步拓展，特别在粒子放疗、药物研制等核医学方面掀起一股研发热潮。由于质子的质量大于电子的质量，因此质子在运行和放疗过程中产生的分散小于电子束，故质子束在保证精准杀死癌症细胞的同时可较大范围的减小正常组织的损伤。为了明确加速器引出的束流参数，给癌症患者提供精准治疗，束流诊断系统作为加速器重要组成部分，在加速器初期调试、后续参数优化及性能改善起到至关重要作用。

荧光靶-CCD相机组合主要是基于辐射发光原理进行诊断。质子轰击荧光屏一方面会产生电离激发，电离产生的电子-离子对在复合时将电子的结合能以电磁辐射的方式发射光子；另一方面，带电离子会激发原子和分子，受激发的原子和分子在回到基态过程中发射光子。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于荧光靶和CCD相机组合的束流剖面参数测量装置，采用传动式将靶头伸至所测位置可提高参数的测量精度，实现在线式诊断的同时占加速器主机内部空间小，满足测量需求。

本发明所要解决的技术问题为：

A．如何解决因加速器主机内部空间受限无法放置测量装置的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于荧光靶和CCD相机组合的束流剖面参数测量装置，包括支撑传动装置、荧光靶头组合件、真空密封组件、数据采集组件；

所述支撑传动装置用于驱动荧光靶头组合件往复运动；支撑传动装置包括电缸、导轨、传动杆及支撑部件；

所述电缸的输出端与传动杆固定连接，传动杆与导轨滑动连接，电缸安装在支撑部件上；

所述传动杆为管状结构，且传动杆的内部固定连接有固定杆，所述固定杆的端部固定连接有数据采集模块中的CCD相机，所述传动杆位于CCD相机与荧光靶头组合件之间的内壁固定连接有真空观察窗；

所述真空密封组件安装在传动杆上，用于保证传动杆往复运动的过程中，加速器主机的真空不被破坏；

所述数据采集模块包括CCD相机，用于反馈荧光屏上的发光信息，分析发光的光斑大小获得束流位置信息；

所述荧光靶头组合件固定连接在传动杆远离固定杆的端部，用于拦截束流；

所述荧光靶头组合件包括上支撑架、下支撑架、前基板、后基板、荧光屏；

所述前基板和后基板通过螺钉固定构成夹紧部件，且荧光屏通过前基板与后基板夹紧固定，所述上支撑架与下支撑架固定连接，且夹紧部件固定安装在上支撑架与下支撑架之间。

进一步的，所述真空密封组件包括波纹管和动密封。

进一步的，所述荧光屏采用YAG晶体作为屏材料，且荧光屏的厚度为1mm，直径为25mm，荧光屏相对传动杆的端面倾斜45°放置，且荧光屏垂直于上支撑架和下支撑架。