[發(fā)明專利]一種束流偏角測(cè)量方法及系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110138444.8
• 申請(qǐng)日: 2011-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN102281699A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何小中;李勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號(hào): H05H7/00
• 分類號(hào): H05H7/00;G01B7/30
• 代理公司: 中國(guó)工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長(zhǎng)明;韓志英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于帶電粒子加速器束流診斷領(lǐng)域，提供了一種直接無(wú)阻攔的束流偏角測(cè)量方法及系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

束流位置測(cè)量是帶電粒子加速器中最重要的束流診斷手段之一。實(shí)際上要完全描述束質(zhì)心在橫向相空間中的位置，還需要測(cè)量束流偏角。所謂束流偏角是指，帶電束流在管道中傳輸時(shí)，束流運(yùn)動(dòng)方向與圓形束流管道的軸線的夾角。束流偏角實(shí)際上是一個(gè)二維參數(shù)，依照通常習(xí)慣用水平和鉛垂兩個(gè)方向來(lái)描述，分別記作x方向和y方向。束流偏角測(cè)量能夠?yàn)閹щ娏Ｗ蛹铀倨魇鲃?dòng)力學(xué)研究、特別是束流位置校正提供非常重要的診斷信息。?

已有技術(shù)中，采用角向磁場(chǎng)感應(yīng)線圈，測(cè)量角向磁場(chǎng)對(duì)時(shí)間的變化率?，對(duì)角向磁場(chǎng)感應(yīng)線圈的信號(hào)積分，可以得到角向磁場(chǎng)信號(hào)；束流管道上相差180度處的角向磁場(chǎng)的差，正比于束流偏心量；因此可以通過(guò)角向磁場(chǎng)感應(yīng)線圈測(cè)量束流偏心，亦即束流位置。由于角向磁場(chǎng)感應(yīng)線圈上的感應(yīng)電壓正比于角向磁場(chǎng)對(duì)時(shí)間的變化率（），因此角向磁場(chǎng)感應(yīng)線圈通常簡(jiǎn)稱為角向B-dot。同領(lǐng)域的技術(shù)人員，通常將角向B-dot直接稱為B-dot。?

已有技術(shù)可以通過(guò)在束流傳輸線上兩個(gè)軸向位置進(jìn)行束流位置測(cè)量，計(jì)算束流偏角。這種方法屬于一種間接束流偏角測(cè)量方法。沒有已有技術(shù)能夠進(jìn)行束流偏角進(jìn)行直接測(cè)量。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種直接束流偏角測(cè)量方法，本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用本發(fā)明提出的束流偏角測(cè)量方法的系統(tǒng)。采用本發(fā)明，可以直接測(cè)量束流偏角，從而更精確的進(jìn)行束流軌道的校正，以及更精確的反應(yīng)束流軌道的變化。?

本發(fā)明中的采用軸向磁場(chǎng)感應(yīng)線圈測(cè)量束流偏角，是一種全新的束流偏角測(cè)量方法，可以無(wú)阻攔的、直接的進(jìn)行束流偏角測(cè)量。由于軸向磁場(chǎng)感應(yīng)線圈上的感應(yīng)電壓正比于軸向磁場(chǎng)對(duì)時(shí)間的變化率（），因此本發(fā)明中的軸向磁場(chǎng)感應(yīng)線圈簡(jiǎn)稱為軸向B-dot。?

本發(fā)明的束流偏角測(cè)量方法，其特點(diǎn)是，采用與管道軸線垂直放置的軸向B-dot，得到軸向B-dot上的電壓信號(hào)波形，采用電路進(jìn)行信號(hào)積分或者直接對(duì)軸向B-dot電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字積分，得到積分波形，一定條件下積分波形與束流流強(qiáng)波形及束流偏角成正比例關(guān)系；結(jié)合積分電路參數(shù)、束流管道尺寸及軸向B-dot尺寸，通過(guò)公式計(jì)算得到積分波形與束流偏角及束流流強(qiáng)波形乘積的比例因子；將積分波形除以束流流強(qiáng)波形及比例因子得到束流偏角波形。?

本發(fā)明的采用束流偏角測(cè)量方法的系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，所述的系統(tǒng)由圓形束流管道、與管道軸向垂直的位于束流管道壁附近的軸向B-dot、用于完成積分功能的自積分電阻或者積分器、電壓信號(hào)放大電路、連接電纜、電壓信號(hào)測(cè)量?jī)x器構(gòu)成；軸向B-dot一端與束流管道壁連接，另一端與自積分電阻或積分器的一端連接，同時(shí)與電壓信號(hào)放大電路輸入端連接，自積分電阻或者積分器的另一端與束流管道壁連接，電壓信號(hào)測(cè)量?jī)x器通過(guò)連接電纜與電壓信號(hào)放大電路輸出端連接。?

束流偏角不為零時(shí)，脈沖束流在軸向B-dot上產(chǎn)生感應(yīng)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)積分以及放大處理后，電壓信號(hào)測(cè)量?jī)x器測(cè)量處理后的信號(hào)的波形，電壓信號(hào)測(cè)量?jī)x器采集到的信號(hào)正比于軸向磁場(chǎng)的大小，因此也正比于束流偏角大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)束流偏角的測(cè)量。?

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，可以直接、無(wú)阻攔的測(cè)量束流偏角，而不需要在兩個(gè)軸向位置測(cè)量束流橫向位置計(jì)算得到束流偏角，因此可以在更短的束流管道范圍內(nèi)進(jìn)行束流偏角的測(cè)量。?

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中的束流偏角的示意圖。?

圖2為本發(fā)明中的軸向B-dot測(cè)量束流偏角的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖3為本發(fā)明中的采用模擬積分器的一種具體實(shí)施電路圖。?

圖中，1.?圓形束流管道???2.?軸向B-dot???3.?自積分電阻???4.?電壓信號(hào)放大電路???5.?連接電纜???6.?電壓信號(hào)測(cè)量?jī)x器。?

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明中的束流偏角的示意圖。從圖1中可以看出，束流運(yùn)動(dòng)方向與圓形束流管道的軸線的夾角。?

圖2為本發(fā)明中的軸向B-dot測(cè)量束流偏角的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。從圖2中可以看出，在圖2中圓形束流管道1與軸向B-dot?2的一端連接，軸向B-dot的另一端與自積分電阻3連接，然后與電壓信號(hào)放大電路4連接，如信號(hào)幅度較大，已經(jīng)適于測(cè)量，則不需要電壓信號(hào)放大電路，最后，電壓信號(hào)放大電路4的輸出信號(hào)通過(guò)連接電纜5與電壓信號(hào)測(cè)量?jī)x器6連接，通過(guò)電壓信號(hào)測(cè)量?jī)x器6進(jìn)行信號(hào)測(cè)量。?