一种高精度束流能量分析狭缝装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种高精度束流能量分析狭缝装置，该装置主要由一套真空系统、两套驱动机构、两个绝缘块和两个石墨块组成。两套驱动机构分别带动两个石墨块做水平运动，使得两个石墨块在垂直束流方向形成一个束流狭缝，用于限制束流的横向尺寸。石墨块连接信号线，通过测量石墨块上的电流信号可以得到狭缝处的束流损失。能量分析狭缝宽度可调，在束流能量分析系统中，可通过调节两个能量分析狭缝的宽度实现能量的精确选择。本实用新型专利技术结构简单，在实现狭缝宽度精确调节的同时还可以进行束流损失的测量。

A high precision beam energy analysis slit device

The utility model relates to a high-precision beam energy analysis slit device, which is mainly composed of a vacuum system, two sets of driving mechanisms, two insulating blocks and two graphite blocks. The two sets of driving mechanisms drive two graphite blocks horizontally, so that the two graphite blocks form a beam slit in the vertical direction of the beam current, which is used to limit the transverse size of the beam. The graphite block is connected with the signal line, and the beam loss at the slit can be obtained by measuring the current signal on the graphite block. The width of the energy analysis slit can be adjusted. In the beam energy analysis system, the energy can be precisely selected by adjusting the width of the two energy analysis slits. The utility model has the advantages of simple structure, accurate adjustment of slit width and measurement of beam loss.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度束流能量分析狭缝装置
本技术属于粒子加速器
，具体涉及一种束流能量分析狭缝装置。
技术介绍
在粒子加速器
，为控制束流的能量分散度，常采用一种能量分析系统，这种能量分析系统由能量分析狭缝和分析磁铁等元件组成。其中，分析磁铁也叫二极磁铁，在两个磁极之间磁场沿垂直方向均匀分布。在分析磁铁中，带电粒子在洛仑兹力作用下做部分圆周运动，不同能量的粒子偏转半径不同。分析磁铁就是利用这种原理将具有一定能量分散度的粒子在水平方向上分开，类似于不同波长的光通过透镜后呈现的色散现象。能量分析狭缝可以限制束流在水平方向上的横向尺寸，通过控制狭缝的宽度实现让特定能量分散度的粒子通过，位于一定能量分散度之外的粒子则被狭缝卡掉，从而实现能量的精确选择。国家技术专利CN107018619A提出了一种紧凑型质子束流能量和能散度控制结构，其中包括一个能量分析狭缝，但未涉及该能量分析狭缝的具体实现方式。国家技术专利CN105957794A提出了一种束流能量选择系统，该装置通过电机推动两个楔形石墨块在真空室中运动，通过推进深度的不同实现束流穿过石墨块的厚度不同，从而降低至不同的能量。但其不具备能量分析狭缝的卡束和测束功能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一个宽度可调且具有测束功能的高精度束流能量分析狭缝装置。本技术的技术解决方案是提供一种高精度束流能量分析狭缝装置，其特殊之处在于：包括真空腔室、位于真空腔室内的左右两块石墨块及位于真空腔室外的两套驱动机构；上述真空腔室的前后端与真空束流管道连通；两套驱动机构均包括电机、传动机构及推进杆，上述推进杆穿过真空腔室分别与左右两块石墨块连接；电机带动各自的传动机构及推进杆，使得左右两块石墨块沿与电子束流垂直的方向运动；左右两块石墨块上分别连接有信号引出线，两条信号引出线穿过真空腔室引出。优选地，左右两块石墨块在束流方向前后错位。优选地，两块石墨块为大小相同的矩形石墨块。优选地，上述真空腔室包括纵向管状真空腔体、两段横向管状真空腔体及两段波纹管；上述纵向管状真空腔体的两端与真空束流管道连通；两段横向管状真空腔体的一端分别固定在纵向管状真空腔体的管壁相对位置处，并与纵向管状真空腔体相连通；两段横向管状真空腔体的另一端开有能够使推进杆穿过的开孔；两段波纹管的一端分别与两段横向管状真空腔体连接并通过横向管状真空腔体上的开孔与横向管状真空腔体连通，两段波纹管的另一端密封并与传动机构连接。优选地，本技术狭缝装置还包括位于石墨块及推进杆之间的左右两个绝缘块。优选地，石墨块及绝缘块位于横向管状真空腔体内，推进杆的一端与绝缘块连接，另一端穿过横向管状真空腔体的开孔后固定在波纹管内。优选地，上述驱动机构还包括底座，上述传动机构固定在底座上。优选地，波纹管焊接在横向管状真空腔体上。优选地，本技术狭缝装置还包括位于纵向管状真空腔体上的观察窗。优选地，石墨块厚10mm，绝缘块材料为陶瓷。在工作前，调节电机处于零位，并精确测量狭缝之间的宽度。工作时，通过控制驱动机构的精确移动来控制狭缝之间的宽度，调节能量分析狭缝的宽度来选择通过的粒子能量分散度，从而实现能量的精确选择。本技术的有益效果是：1、本技术高精度束流能量分析狭缝装置，结构简单，通过控制驱动机构的精确移动来控制狭缝之间的宽度，调节精度高；2、通过在石墨块上连接信号引出线，实现狭缝处的束流损失的测量，对能量分析系统的调试可起到关键指导作用。附图说明图1为本技术一个实施例提供的能量分析狭缝装置结构示意图；图2为实施例中提供的能量分析狭缝装置结构图。图中附图标记为：1-纵向管状真空腔体，2-左石墨块，3-右石墨块，4-左绝缘块，5-右绝缘块，6-左推进杆，7-右推进杆，8-左波纹管，9-右波纹管，10-左支撑座，11-右支撑座，12-左传动机构，13-右传动机构，14-左电机，15-右电机，16-观察窗，17-引出电极。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清晰明了，下面结合附图和实施例对本技术进行进一步详细说明。结合图1及图2可以看出，本实施例一种高精度可调节的束流能量分析狭缝装置主要由一套真空系统、两套驱动机构、两个绝缘块(左绝缘块4，右绝缘块5)和两个石墨块(左石墨块2，右石墨块3)组成。真空系统包括纵向管状真空腔体1、两段横向管状真空腔体及分别焊接在两段横向管状真空腔体上的两段波纹管，分别为左波纹管8及右波纹管9；纵向管状真空腔体1的两端与真空束流管道连通，束流从纵向管状真空腔体1中间穿过；两段横向管状真空腔体的一端分别固定在纵向管状真空腔体1的管壁相对位置处，并与纵向管状真空腔体1相连通；波纹管作为直线驱动机构的真空密封件，其一端分别与两段横向管状真空腔体连接并通过横向管状真空腔体上的开孔与横向管状真空腔体连通，两段波纹管的另一端密封。驱动机构包括两个支撑座(左支撑座10，右支撑座11)、两个电机(左电机14，右电机15)、两套传动机构(左传动机构12，右传动机构13)及两个推进杆(左推进杆6，右推进杆7)。石墨块及绝缘块位于横向管状真空腔体内，电机及传动机构安装在纵向管状真空腔体两侧的支撑座上，推进杆的一端与绝缘块连接，另一端穿过横向管状真空腔体后固定在波纹管内。电机通过传动机构带动推进杆及石墨块做水平运动，运动方向与束流方向垂直。可以通过观察窗16检测狭缝宽度，驱动机构重复定位精度高于0.01mm，保证了狭缝宽度的高精度可调。石墨块厚10mm，石墨块上连接信号线，通过引出电极17测量信号线上的电流来得到狭缝处的束流损失情况，两个石墨块在垂直束流方向形成狭缝，在束流方向前后错位，避免石墨块同时推进至真空束流管中心时发生碰撞。绝缘块材料为陶瓷，安装在推进杆和石墨块之间，用于连接石墨块并实现石墨块与整体设备之间的绝缘。在工作前让电机处于零位，并精确测量狭缝之间的宽度。工作时，通过电机带动推进杆来精确控制狭缝之间的距离，调节能量分析狭缝的宽度来选择通过的粒子能量分散度，实现能量的精确选择。本实施例中的狭缝装置，狭缝宽度的调节精度达到了0.01mm。同时该装置还可用于测量狭缝处的束流损失，测量结果对能量分析系统的调试可起到关键指导作用。显然本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若对本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其同等技术的范围之内，则本技术业意图包含这些改动和变形在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度束流能量分析狭缝装置，其特征在于：包括真空腔室、位于真空腔室内的左右两块石墨块及位于真空腔室外的两套驱动机构；所述真空腔室的前后端与真空束流管道连通；两套驱动机构均包括电机、传动机构及推进杆，所述推进杆穿过真空腔室分别与左右两块石墨块连接；电机通过各自的传动机构带动推进杆，使得左右两块石墨块沿与电子束流垂直的方向运动；左右两块石墨块上分别连接有信号引出线，两条信号引出线穿过真空腔室引出。

【技术特征摘要】
1.一种高精度束流能量分析狭缝装置，其特征在于：包括真空腔室、位于真空腔室内的左右两块石墨块及位于真空腔室外的两套驱动机构；所述真空腔室的前后端与真空束流管道连通；两套驱动机构均包括电机、传动机构及推进杆，所述推进杆穿过真空腔室分别与左右两块石墨块连接；电机通过各自的传动机构带动推进杆，使得左右两块石墨块沿与电子束流垂直的方向运动；左右两块石墨块上分别连接有信号引出线，两条信号引出线穿过真空腔室引出。2.根据权利要求1所述的高精度束流能量分析狭缝装置，其特征在于：左右两块石墨块在束流方向前后错位。3.根据权利要求2所述的高精度束流能量分析狭缝装置，其特征在于：两块石墨块为大小相同的矩形石墨块。4.根据权利要求3所述的高精度束流能量分析狭缝装置，其特征在于：所述真空腔室包括纵向管状真空腔体、两段横向管状真空腔体及两段波纹管；所述纵向管状真空腔体的两端与真空束流管道连通；两段横向管状真空腔体的一端分别固定在纵向管状真空腔体的管壁相对位置处，并与纵向管状真空腔体相连通；两段横向管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠明，屈二渊，邱孟通，陈伟，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：新型
国别省市：陕西,61