回旋加速器小间隙全自动磁场测量自动控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种回旋加速器小间隙全方位磁场测量自动控制装置，包括磁极内小间隙全方位测量装置、磁极外全方位自动控制装置；所述磁极内小间隙全方位测量装置包括径向磁场测量装置、角向磁场测量装置；所述磁极外全方位自动控制装置实现磁极内小间隙的径向磁场测量自动控制、以及实现磁极内小间隙的角向磁场测量自动控制、以及实现从径向磁场测量自动控制到角向磁场测量自动控制的随机切换；还公开了一种方法，径向步进运动为一定距离，角向步进运动为一定角度；如果角向运动一周，判断当前径向运动到达外半径边缘。本发明专利技术通过在上位机设置一键测量、通过上位机程序实现磁场测量过程的全自动化，保证了测量的精度减少了测量所用的时间。

Automatic control device and method of small gap automatic magnetic field measurement in cyclotron

【技术实现步骤摘要】
回旋加速器小间隙全自动磁场测量自动控制装置和方法
本专利技术属于回旋加速器领域，具体涉及一种回旋加速器小间隙全自动磁场测量自动控制装置。
技术介绍
磁场测量是回旋加速器设计阶段的一个非常重要的环节，回旋加速器磁场测量是上下磁极之间水平面内的磁场测量，包括水平面内的径向测量和水平面内的角向磁场测量。普通回旋加速器上下磁极之间的大间隙磁场测量，角向测量磁场采用角向编码器或圆光栅尺，径向磁场测量则采用径向光栅尺定位，径向测量具体方法为：将测量臂置于磁极气隙内，滑块、光栅尺和走线拖链装配在测量臂槽内，设计驱动机构带来滑块的运动和精确定位。小型回旋加速器上下磁极之间的极小间隙的磁场测量则不能采用以上光栅尺的方法：因为圆光栅尺和径向光栅尺厚度大约几厘米，而极小间隙只有2.3厘米，光栅尺厚度远大于极小间隙的高度，使得光栅尺不能放到极小间隙之中，因此对于极小间隙小型回旋加速器一般采用半自动化的磁场测量装置开展磁场测量，所述半自动化即角向测量磁场采用自动测量方法、径向磁场测量采用人工辅助定位的方式。所述人工辅助定位方法例如：在测量臂上装满了一定长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回旋加速器小间隙全自动磁场测量自动控制装置，其特征在于：包括磁极内小间隙全方位测量装置、磁极外全方位自动控制装置；所述磁极内小间隙全方位测量装置通过驱动绳以及中心轴与磁极外全方位自动控制装置相连接；所述磁极内小间隙全方位测量装置包括径向磁场测量装置、角向磁场测量装置；所述磁极外全方位自动控制装置实现磁极内小间隙的径向磁场测量自动控制、以及实现磁极内小间隙的角向磁场测量自动控制、以及实现从径向磁场测量自动控制到角向磁场测量自动控制的随机切换；所述小间隙高度小于常规光栅尺厚度，该常规光栅尺用于在磁极之间进行径向磁场测量和角向磁场测量。/n

【技术特征摘要】
1.一种回旋加速器小间隙全自动磁场测量自动控制装置，其特征在于：包括磁极内小间隙全方位测量装置、磁极外全方位自动控制装置；所述磁极内小间隙全方位测量装置通过驱动绳以及中心轴与磁极外全方位自动控制装置相连接；所述磁极内小间隙全方位测量装置包括径向磁场测量装置、角向磁场测量装置；所述磁极外全方位自动控制装置实现磁极内小间隙的径向磁场测量自动控制、以及实现磁极内小间隙的角向磁场测量自动控制、以及实现从径向磁场测量自动控制到角向磁场测量自动控制的随机切换；所述小间隙高度小于常规光栅尺厚度，该常规光栅尺用于在磁极之间进行径向磁场测量和角向磁场测量。


2.根据权利要求1所述一种回旋加速器小间隙全自动磁场测量自动控制置置，其特征在于：所述磁极内小间隙全方位测量装置包括水平布设在磁极之间的小间隙内的环形支撑轨道、布设在沿环形支撑轨道直径两端的测量臂、测量臂径向开有凹槽，槽内中心位置和大半径位置各安装一个正负限位开关，用来限制霍尔探头在测量臂上的运动行程，限位开关采用NPN型光电开关；所述测量臂上还布设有用于带动霍尔探头支架做径向往复运动的驱动绳；所述的霍尔探头支架包括承载霍尔探头的滑块以及与滑块固定连接的霍尔探头。


3.根据权利要求1所述一种回旋加速器小间隙全自动磁场测量自动控制装置，其特征在于：所述磁极外全方位自动控制装置包括与所述霍尔探头连接的磁场读取装置、接收磁场读取装置数据的上位计算机、与上位计算机双向通讯的运动控制装置、由运动控制装置控制的角向转台驱动装置以及径向绳轮驱动装置。


4.根据权利要求3所述一种回旋加速器小间隙全自动磁场测量自动控制装置，其特征在于：所述磁场读取装置包括用于读取磁场数据的特斯拉计、用于给特斯拉计供电的隔离变压器、用于防止特斯拉计和上位机进行数据通信时信号干扰的RS232/多模光纤转换器；所述的特斯拉计连接霍尔探头即可实现磁场数据及探头处温度值的实时读取和显示，并可通过与上位计算机的串口通讯实现磁场数据的实时共享；所述隔离变压器的输出端与输入端是完全“断路”隔离的，这样就有效的对变压器的输入端(电网供给的电源电压)起到了一个良好的过滤作用，从而给用电设备提供了纯净的电源电压；为解决特斯拉计与上位计算机通讯的电磁干扰、地线环路干扰和雷电破坏等问题，两者通过RS232/多模光纤转换器采用光纤通信。


5.根据权利要求3所述一种回旋加速器小间隙全自动磁场测量自动控制装置，其特征在于：所述运动控制器，通过两个轴控接口分别连接径向、角向步进电机的两个驱动器，并分别接收径向编码器和角向圆光栅反馈的霍尔探头的径向移动信息和角向移动信息；所述运动控制器通过向径向、角向步进电机驱动器发送脉冲信号及方向信号控制径向、角向步进电机运动；所述角向圆光栅及径向编码器反馈的位置信息通过运动控制器进行读取再传送给上位机进行半闭环控制；所述测量臂上的正负限位开关触发信号也通过运动控制器的通用数字IO信号接口接入控制系统，进而对滑块行程进行限制。


6.根据权利要求3所述一种回旋加速器小...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，曹磊，关镭镭，崔涛，李明，安世忠，侯世刚，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11