[實用新型]回旋加速器磁場測量裝置

有效

• 申請號: 200920292541.0
• 申請日: 2009-12-11
• 公開（公告）號: CN201555938U
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 呂銀龍;鐘俊晴;殷治國
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01R33/07
• 分類號: G01R33/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于測量磁變量技術領域，具體涉及一種回旋加速器磁場測量裝置。

背景技術

磁場是回旋加速器最重要的組成部分，磁場為束流運動提供約束力和強的聚焦力，其場型的分布直接決定了一臺回旋加速器的性能。為了精確測量出磁場分布，目前，在低能回旋加速器的磁場測量中，普遍采用的是以大型齒輪實現周向定位的手動測磁裝置，即步進電機驅動安裝有測磁霍爾片的擺動臂旋轉的同時，帶動角度編碼器的旋轉部分轉動。由于齒輪定位存在齒隙誤差，且齒輪加工時受到加工設備的限制存在加工誤差，所以齒輪周向定位的精度難以提高，從而帶來了磁場測量的誤差；而且這種誤差具有隨機性，不能采用數值模擬的方法消除。對于低能緊湊型強流回旋加速器，磁場的調變度很大，采用齒輪定位測量帶來的誤差很大，難以滿足磁場測量的要求。同時，對于緊湊型強流回旋加速器，內部空間狹小，磁場測量裝置安裝完畢后校對、維修困難。

另外，《核技術》第四卷第九期“HERA質子-電子對撞機電子環磁鐵的磁場測量”一文中，公開了一種用螺桿驅動平移線圈的方式測量磁場強度的裝置。這種裝置不僅精度不高，而且占用空間較大，不適合緊湊型強流回旋加速器磁場的精確測量。

實用新型內容

(一)實用新型目的

針對回旋加速器磁場精確測量裝置所存在的難以精確周向定位的問題，本實用新型旨在提供一種結構精密、定位精確、使用簡單、測量精準的磁場測量裝置。

(二)技術方案

為了解決上述問題，本實用新型提供如下技術方案。

一種回旋加速器磁場測量裝置，包括旋轉驅動部分、旋轉部分、旋轉定位部分。其中旋轉驅動部分包括步進電機和驅動軸，步進電機的輸出驅動驅動軸旋轉；旋轉部分包括擺動臂、旋轉軌道，安裝有測磁霍爾片的擺動臂沿著旋轉軌道旋轉；旋轉定位部分包括定位軸和精密角度編碼器，定位軸穿過精密角度編碼器的中心測量孔，并帶動角度編碼器的旋轉部分轉動。關鍵在于，驅動軸與擺動臂之間通過鍵連接；旋轉定位部分位于旋轉部分下部，擺動臂與定位軸之間為剛性連接。

所述的驅動軸與擺動臂之間的連接鍵可以是N邊形，其中N≥3。

(三)實用新型效果

本實用新型所提供的上述技術方案中，驅動軸與擺動臂之間通過鍵連接，即二者之間為非固定連接，旋轉驅動部分與旋轉定位部分離，使得定位部件不受驅動連接間隙的影響，從而減少了旋轉定位系統的周向誤差。而擺動臂的角度位置能夠精確測量出來，從而大大提高了磁場測量定位的角度精度，提高了該裝置的主要技術指標——磁場測量精度。

附圖說明

圖1回旋加速器磁場測量裝置結構示意圖；

圖2實施例1所提供的六方轉動連接鍵結構示意圖。

圖中，1.步進電機??2.驅動軸??3.擺動臂??4.旋轉軌道??5.定位軸套??6.定位軸??7.精密角度編碼器??8.測磁霍爾片??9.六方轉動連接鍵。

實施例

下面結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步闡述。

如圖1所示，一種低能緊湊型強流回旋加速器磁場精確測量裝置，外觀為轉盤狀結構，包括上部的旋轉驅動部分、中部的旋轉部分與下部的旋轉定位部分。上部的旋轉驅動部分包括步進電機1、驅動軸2；中部的旋轉部分包括擺動臂3、旋轉軌道4；下部的旋轉定位部分包括定位軸套5、定位軸6和精密角度編碼器7。

如圖2所示，連接驅動軸2內套六方轉動連接鍵9，二者之間留有縫隙，六方轉動連接鍵9與擺動臂3之間剛性連接。當驅動軸2轉動時，外六方轉過一定角度的空行程后，帶動六方轉動連接鍵9轉動，再由六方轉動連接鍵9帶動擺動臂3轉動。其中，連接鍵9除了為六方形外，還可以是N邊形，其中N≥3，驅動軸2的形狀與之相適應。擺動臂3寬度150mm，長度900mm，兩端支撐在旋轉軌道4上，旋轉軌道4直徑為900mm。測磁霍爾片8安裝在擺動臂3上，并能夠沿徑向移動。擺動臂3與定位軸6之間為剛性連接，定位軸6直徑28mm，通過軸承安裝在定位軸套5內部。定位軸套5與加速器之間精密配合，定位軸6與定位軸套5之間為滾動軸承緊密配合，保證同軸度且使二者之間的摩擦力盡量小，轉動靈活，定位軸6穿過精密角度編碼器7的中心測量孔，并帶動角度編碼器7的旋轉部分轉動。

該測磁裝置的工作原理是：步進電機1驅動擺動臂3轉到一定角度后，角度編碼器7將擺動臂3的精確角度位置傳輸至控制計算機，保持擺動臂3不動，霍爾片8測量出此點的磁場強度并傳輸至控制計算機，在計算機上將此點的位置數據與磁場測量數據對應起來。多次重復此測量過程即可精確測出整個工作面上的磁場分布數據。