[發明專利]醫用超導回旋加速器諧振腔電容調諧裝置及方法

有效

• 申請號: 201610992494.5
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106535461B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 宋云濤;陳根;巢楚頡;丁開忠
• 申請（專利權）人: 合肥中科離子醫學技術裝備有限公司
• 主分類號: H05H13/00
• 分類號: H05H13/00;H05H7/20
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

1.醫用超導回旋加速器諧振腔電容調諧裝置，其特征在于，該裝置包括腔體、以及設置在腔體內并端與端相對設置的兩組DEE板；每組所述DEE板上、下兩側分別垂直連接一個內桿；所述腔體內設有相對于每個Dee板一端面移動的調諧結構，該調諧結構由調諧電容板和移動桿構成；

所述調諧電容板由金屬銅制成，所述移動桿一端與調諧電容板相連，另一端穿過腔體外壁及超導磁體與驅動電機相連；與所述內桿相對的腔體上分別連接有反饋探頭；

所述調諧裝置分別分布在左、右腔體的中平面，并采用對稱的結構，所述內桿、調諧電容板、移動桿位于諧振腔一單腔體內；

所述反饋探頭與腔體相連，檢測腔體內射頻信號，用于反饋給控制系統來控制驅動電機調節移動桿左右移動；

所述反饋探頭分布在左、右腔體上，通過控制系統對反饋信號進行處理，獲得腔體的失諧信息及左、右腔體調諧電容板的位置信息；

所述調諧電容板與移動桿相連，移動桿一端為電機驅動端口，根據位置信號以及控制信號驅動移動桿左右移動，調節Dee板外側與外腔壁之間的電容來實現調諧；

該電容調諧裝置的電容調諧方法為：

1)根據諧振腔物理設計分析，計算出調諧電容板的尺寸和安裝位置，以及腔體外壁和磁體開孔尺寸；

2)將移動桿一端與調諧電容板連接，另一端穿過腔體外壁及磁體放置在計算的位置，并與驅動電機相連；所述調諧電容板放置在腔體中平面，與Dee板外側形成一個可調電容；調諧電容板與移動桿的一端相連，移動桿另一端與驅動電機相連，通過驅動電機左右移動調諧電容板，用于諧振回路中電容值的大小，改變頻率，使得加速腔達到諧振狀態；所述腔體內通過反饋探頭檢測腔體內射頻信號，用于反饋給控制系統來驅動電機自動調節移動桿左右移動；

3)諧振頻率表示為：

f0=12πLC]]>

調諧電容板通過左右移動來改變電容板與地間的間距，也就是改變電容的電容量，來使得諧振腔的等效電容C發生變化，從而使得腔體內頻率發生相應的變化；

使用矢量網絡分析儀調節諧振頻率，矢量網絡分析儀一端接在饋線輸入端，測量反射系數S₁₁，觀察S₁₁最小值對應的頻率點f₁，將f₁與諧振頻率f₀對比，若f₁>f₀，緩慢向左移動電容板，反之，則向右移動電容板，同時觀察S₁₁最小值對應頻率點的變化；當f₁＝f₀時，停止移動電容板，達到諧振腔工作的頻率點。

2.醫用超導回旋加速器諧振腔電容調諧方法，其特征在于，該調諧方法包括下述步驟：

1)根據諧振腔物理設計分析，計算出調諧電容板的尺寸和安裝位置，以及腔體外壁和磁體開孔尺寸；

2)將移動桿一端與調諧電容板連接，另一端穿過腔體外壁及磁體放置在計算的位置，并與驅動電機相連；

3)使用矢量網絡分析儀調節諧振頻率，矢量網絡分析儀一端接在饋線輸入端，測量反射系數S₁₁，觀察S₁₁最小值對應的頻率點f₁，將f₁與諧振頻率f₀對比，若f₁>f₀，緩慢向左移動電容板，反之，則向右移動電容板，同時觀察S₁₁最小值對應頻率點的變化；當f₁＝f₀時，停止移動電容板，達到諧振腔工作的頻率點。

3.根據權利要求2所述的醫用超導回旋加速器諧振腔電容調諧方法，其特征在于，步驟2)中，所述調諧電容板放置在腔體中平面，與Dee板外側形成一個可調電容；調諧電容板與移動桿的一端相連，移動桿另一端與驅動電機相連，通過驅動電機左右移動調諧電容板，用于諧振回路中電容值的大小，改變頻率，使得加速腔達到諧振狀態；所述腔體內通過反饋探頭檢測腔體內射頻信號，用于反饋給控制系統來驅動電機自動調節移動桿左右移動。