用于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量的评价系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量的评价系统，包括磁场测量供电系统稳定性评价单元、磁场测量水冷系统稳定性评价单元、磁场测量环境温度湿度稳定性评价单元、磁场测量数据采集通信系统稳定性评价单元、磁场测量运动定位装置稳定性评价单元；还公开一种评价方法：包括测量运行环境对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响；测量数据采集通讯设备对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响；测量运动定位装置对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量；本发明专利技术将单一因素磁场稳定性绝对值限定、综合因素磁场稳定性绝对值限定相结合的方法，且相互支持、相互依赖，解决了本领域长期以来缺乏对于磁场测量稳定性方面的研究且不够系统的技术难题。不够系统的技术难题。不够系统的技术难题。

【技术实现步骤摘要】
用于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量的评价系统和方法


[0001]本专利技术属于回旋加速器领域，具体涉及一种适用于紧凑型小型回旋加速器磁场稳定性测量的评价方法。

技术介绍

[0002]紧凑型小型回旋加速器广泛用于医院生产同位素，能量一般为10MeV-20MeV。磁场强度一般为400Gs-20000Gs，紧凑型小型回旋加速器磁极间气隙小，所需的安匝数也越小，可大大节约能量消耗，但在轴向聚焦较小时容易产生束流打在磁极从而丢失的情况。随着深谷区磁铁设计概念的提出，回旋加速器的轴向聚焦大大提高。在实际应用中，在浇铸过程中盖板内部缩孔、夹杂等缺陷超出了技术要求的问题，这些问题将影响材料的磁性能，进而影响磁场的分布。如果主磁铁的内部缺陷、机械加工的误差和安装误差等等因素存在，将对中心平面的磁场分布有显著的影响，因此，通过磁场测量验证主磁铁磁场是否满足物理设计要求是非常必要的。
[0003]对于大部分紧凑型小型回旋加速器进行磁场测量，磁场测量精度要求达到10-4
，目前对于紧凑型小型回旋加速器磁场测量关注点主要集中在磁场测量精度方面，而对于磁场测量稳定性方面的研究较少且不够系统，而磁场测量稳定性是由多方面影响因素共同决定的，为了得到更高精度的磁场测量结果，需要对主要磁场影响因素进行综合分析。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种适用于紧凑型小型回旋加速器磁场测量稳定性的评价方法，综合考虑了影响紧凑型小型回旋加速器磁场测量过程中稳定性的主要因素，根据实际磁场测量误差要求，将磁场测量中将影响磁场稳定性的诸多因素控制在适当范围内，以得到准确有效的磁场测量结果。
[0005]一种用于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量的评价系统，包括磁场测量供电系统稳定性评价单元、磁场测量水冷系统稳定性评价单元、磁场测量环境温度湿度稳定性评价单元、磁场测量数据采集通信系统稳定性评价单元、磁场测量运动定位装置稳定性评价单元；其特征在于：
[0006]所述磁场测量数据采集通信系统稳定性评价单元、以及磁场测量运动定位装置稳定性评价单元分别包括对于自身因素的稳定性评价、以及对于综合因素的稳定性评价；所述供电系统、水冷系统、环境温度湿度系统的稳定性评价单元向数据采集通信系统稳定性评价单元提供综合因素的稳定性评价；所述供电系统、水冷系统、环境温度湿度系统、数据采集通讯系统的稳定性评价单元向运动定位装置稳定性评价单元提供综合因素的稳定性评价。
[0007]所述供电系统稳定性评价单元包括回旋加速器主磁铁供电系统稳定性评价模块、控制器供电系统稳定性评价模块；所述数据采集通讯系统稳定性评价单元包括霍尔探头稳定性评价模块、高斯计稳定性评价模块、光纤稳定性评价模块、光纤转串口传唤器稳定性评
价模块、以及通信设备稳定性评价模块；所述运动定位装置稳定性评价单元包括测磁仪稳定性评价模块、编码器稳定性评价模块、圆光栅稳定性评价模块。
[0008]一种用于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量的评价系统的评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0009]步骤一、测量运行环境对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响；
[0010]步骤二、测量数据采集通讯设备对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响；
[0011]步骤三、测量运动定位装置对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量；
[0012]所述运行环境包括磁场测量供电系统、磁场测量水冷系统、磁场测量环境温度湿度、所述数据采集通讯设备包括霍尔探头、高斯计、光纤、光纤转串口传唤器、以及磁场测量通信设备；所述运动定位装置包括测磁仪、编码器、圆光栅；
[0013]其特征在于：在保证紧凑型回旋加速器运行环境稳定的情况下进行数据采集通讯设备稳定性测试；在保证紧凑型回旋加速器运行环境稳定和数据采集通讯设备稳定的情况下进行磁场运动系统稳定性测试；
[0014]所述步骤一包括以下过程：
[0015]1)测量电源稳定性对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响
[0016]通过对电源进行24小时测试，测试时间包含用电高峰和低谷，测试完成后取时间T大于实际磁场测量时间T0，根据磁场的B-I曲线，则电源影响因素敏感度S1＝B(ΔI)/B(I)，其中ΔI为测试时间段T内电流相对设定值I的变化；
[0017]2)测量水冷系统稳定性对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响
[0018]通过热敏电阻采集磁极温度，温度采集与1中电源测试同步进行，取时间T大于实际磁场测量时间T0，则磁极温度影响因素敏感度S2＝k1*ΔTepole/Tepole，其中ΔTepole为测试时间段T内磁极温度相对初始温度值Tepole的变化,由于磁极温度相对于磁场而言为间接测量量，需要根据磁极材料和影响效果选择合适的k1；
[0019]3)测量环境温度稳定性对于对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响
[0020]通过热敏电阻采集磁轭温度，温度采集与1中电源测试同步进行，取时间T大于实际磁场测量时间T0，则磁轭温度影响因素敏感度S3＝k2*ΔTeyoke/Teyoke，其中Δteyoke为测试时间段T内磁极温度相对初始温度值Teyoke的变化,由于磁轭温度相对于磁场而言为间接测量量，需要根据磁轭材料和影响效果选择合适的k2。
[0021]所述步骤二包括以下过程：
[0022]1)测量数据采集通讯设备在选取的时间T内进行稳定性测试,测试开始时间TS应在加速器达到稳定运行后，则测量设备影响因素敏感度S4＝ΔBmea/Bmea；
[0023]其中TS为测试开始时间，TE测试结束时间，TE-TS＝T，B为测试时间的磁场测量值；ΔBmea＝Bmax-Bmin,其中Bmax为测试时间内磁场最大值，Bmin为测试时间内磁场最小值；
[0024]2)在保证测试时间T内Si满足|Si|≤P，且的情况下，既在保证加速器运行稳定和测量设备稳定的情况下进行磁场运动系统稳定性测试，P为磁场测量精度。
[0025]所述步骤三包括以下过程：
[0026]1)测量运动定位装置在选取的时间T内进行稳定性测试，则磁场运动系统影响因素敏感度
[0027]其中ΔBradius为在固定角度θ相对于测试期间内磁场径向运动数次后相同半径处相对于测试期间内径向磁场测量值算数平均数Bradius的变化,ΔBangel为在固定半径处R相对于测试期间内磁场角向运动数次后相同角度处相对于测试期间内角向磁场测量值算数平均数Bangel的变化；
[0028]m1为径向测试所取测试点数；m2为径向测试所取测试点数；k3和k4根据实际磁场测量期间径向运动和角向运动比例进行权重分配；
[0029]k3、k4的确定应根据径向定位精度Pradius(单位米)和角向定位精度Pangel(单位度)进行选取，按照Pradius和R*Pangel的比例对权重k3和k4进行分配；
[0030]2)最终根据磁场测量稳定性条件应满足|Si|≤P，且2)最终根据磁场测量稳定性条件应满足|Si|≤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量的评价系统，包括磁场测量供电系统稳定性评价单元、磁场测量水冷系统稳定性评价单元、磁场测量环境温度湿度稳定性评价单元、磁场测量数据采集通信系统稳定性评价单元、磁场测量运动定位装置稳定性评价单元；其特征在于：所述磁场测量数据采集通信系统稳定性评价单元、以及磁场测量运动定位装置稳定性评价单元分别包括对于自身因素的稳定性评价、以及对于综合因素的稳定性评价；所述供电系统、水冷系统、环境温度湿度系统的稳定性评价单元向数据采集通信系统稳定性评价单元提供综合因素的稳定性评价；所述供电系统、水冷系统、环境温度湿度系统、数据采集通讯系统的稳定性评价单元向运动定位装置稳定性评价单元提供综合因素的稳定性评价。2.根据权利要求1所述一种用于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量的评价系统，其特征在于：所述供电系统稳定性评价单元包括回旋加速器主磁铁供电系统稳定性评价模块、控制器供电系统稳定性评价模块；所述数据采集通讯系统稳定性评价单元包括霍尔探头稳定性评价模块、高斯计稳定性评价模块、光纤稳定性评价模块、光纤转串口传唤器稳定性评价模块、以及通信设备稳定性评价模块；所述运动定位装置稳定性评价单元包括测磁仪稳定性评价模块、编码器稳定性评价模块、圆光栅稳定性评价模块。3.根据权利要求1所述一种用于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量的评价系统的评价方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、测量运行环境对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响；步骤二、测量数据采集通讯设备对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响；步骤三、测量运动定位装置对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量；所述运行环境包括磁场测量供电系统、磁场测量水冷系统、磁场测量环境温度湿度、所述数据采集通讯设备包括霍尔探头、高斯计、光纤、光纤转串口传唤器、以及磁场测量通信设备；所述运动定位装置包括测磁仪、编码器、圆光栅；其特征在于：在保证紧凑型回旋加速器运行环境稳定的情况下进行数据采集通讯设备稳定性测试；在保证紧凑型回旋加速器运行环境稳定和数据采集通讯设备稳定的情况下进行磁场运动系统稳定性测试。4.根据权利要求3所述一种用于紧凑型回旋加速器磁场稳定性测量的评价方法，其特征在于：所述步骤一包括以下过程：1)测量电源稳定性对于紧凑型回旋加速器磁场稳定性影响通过对电源进行24小时测试，测试时间包含用电高峰和低谷，测试完成后取时间T大于实际磁场测量时间T0，根据磁场的B-I曲线，则电源影响因素敏感度S1＝B(ΔI)/B(I)，其中ΔI为测试时间段T内电流相对设定值I的变化；2)测量水冷系统稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：关镭镭，李明，黄鹏，李鹏展，贾先禄，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：