一种束流能量测量探头及其探测器制造技术

本发明专利技术公开了一种束流能量探头及其探测器，属于加速器束流诊断技术领域，其中探头包括屏蔽支撑体和信号感应与引出装置，信号感应与引出装置包括感应电极和馈通件，馈通件露出信号引出馈通接头；当粒子束流穿过感应电极内部时，感应电极产生感应信号；该感应信号最终被传递至馈通件，最后由信号引出馈通接头将感应信号引出。本发明专利技术公开了一种束流能量测量探头，灵敏度高；本发明专利技术公开了一种束流能量探测器，将信号引出馈通接头上的感应信号发送至示波器，计算机对不同的感应信号进行比较分析，通过感应信号的时间差与探测器安装距离计算给出束流的能量。给出束流的能量。给出束流的能量。

【技术实现步骤摘要】
一种束流能量测量探头及其探测器


[0001]本专利技术属于粒子加速器束流诊断
，具体涉及一种束流能量测量探头及其探测器。

技术介绍

[0002]重离子对健康人体组织破坏小，因而具有在治疗中可精准、高效杀死肿瘤细胞等优点，现已成为肿瘤放化疗研究的热点。医用重离子加速器(英文名称为Heavy Ion Medical Machine，缩小为HIMM)是我国首台具备自主知识产权的重离子治疗肿瘤专用装置，包括回旋加速器(英文名称为cyclotron)、同步环以及连接在两者之间供束流传输的束流真空管道、以及治疗终端等。其中，同步环又被称为同步加速器，是一种将带电粒子沿环形轨道循环运动实现粒子累积和加速的装置，其具体结构形式可以参考中国专利技术专利CN200580019535.2。
[0003]高能粒子束流从回旋加速器流出后并经束流真空管道流入同步环之前，需要精确探测束流的流强，以提供准确束流能量参数。再根据束流能量参数对回旋加速器的束流进行诊断，必要时，需要对进入同步环之前的束流的能量进行匹配，然后才能将完成匹配的束流注入同步环做回旋加速运动。因此，提供准确束流能量参数是获取高品质束流的重要保证，也是关乎到束流加速成败的关键。
[0004]然而，现有的束流信号或能量探测器灵敏度低，极易受干扰，信噪比很差，无法精确测量束流能量及流强，导致医用重离子加速器的束流的能量无法实时观测。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种束流能量的探头及其探测器，用以解决现有的束流信号或能量探测器灵敏度低、无法实时观测束流能量的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种束流能量测量探头，包括：
[0007]屏蔽支撑体，包括屏蔽筒；
[0008]信号感应与引出装置，包括感应电极和馈通件，且所述感应电极和所述馈通件电连接；所述感应电极设置于所述屏蔽筒的内壁上；所述馈通件设置于所述屏蔽支撑体内并露出用于外接的信号引出馈通接头；
[0009]当粒子束流穿过屏蔽筒内的感应电极内的环形空间时，所述感应电极产生感应电荷形成感应信号，该感应信号被传递至馈通件，最后由信号引出馈通接头将感应信号引出，所述屏蔽支撑体能屏蔽环境噪声对感应信号的影响。
[0010]优选地，所述屏蔽支撑体还包括屏蔽管、支撑管和法兰盘，所述屏蔽筒与所述支撑管的一个管端之间通过所述屏蔽管连通，所述法兰盘设置于所述支撑管的另一个管端上；所述屏蔽筒、所述屏蔽管和所述支撑管的外壁依次电连接。
[0011]优选地，所述支撑管与所述屏蔽管连通的管端封闭形成盲端，所述支撑管的盲端设置馈通件，所述屏蔽管的一端通过馈通件设置于所述支撑管的盲端上，所述屏蔽管的另
一端设置于所述屏蔽筒上，由此实现所述屏蔽筒、所述屏蔽管与所述支撑管的外壁依次电连接。
[0012]优选地，所述支撑管的盲端与所述屏蔽筒之间的两侧分别通过支撑杆连接，且连接所述支撑管的盲端与所述屏蔽筒之间的两根支撑杆的长度可调，以实现屏蔽筒位置的微调。
[0013]优选地，所述信号感应与引出装置还包括电极接头和信号引出端子，所述感应电极为圆形铜环，设置于所述屏蔽筒的内壁且与所述屏蔽筒通过若干个电绝缘件隔离绝缘；所述电极接头为两端开口的铜质管体，所述屏蔽管与所述屏蔽筒的连接处设置有电极接头穿孔，所述电极接头的一端穿过所述电极接头穿孔，所述电极接头的另一端的外壁固定于所述感应电极上且与所述感应电极电连接；所述信号引出端子包括插针和馈通件对接接头，所述馈通件对接接头与所述馈通件电连接；所述插针包括导芯和条簇网罩，所述导芯与所述馈通件对接接头固定连接，所述插针插入至所述电极接头内且所述条簇网罩的中部与所述电极接头的内壁相接触，两者相互插接匹配。
[0014]优选地，所述条簇网罩包括多个哈式合金条，所述哈式合金条的两端固定于所述馈通件对接接头上，哈式合金条簇拥于所述导芯并形成中间粗大的所述条簇网罩。
[0015]优选地，所述馈通件对接接头为圆柱体，所述导芯固定于所述馈通件对接接头底面的圆心且一体成型，以保证条簇网罩的哈氏合金条受挤压后所述导芯仍处于所述条簇网罩的居中位置；其中，所述条簇网罩的哈式合金条未受压时向四周弹性凸起，所述条簇网罩的中部外径大于电极接头内壁的内径，当插针插入电极接头内时，条簇网罩的哈氏合金受压收缩，在电极接头内触及电极接头内壁且被迫收拢。
[0016]优选地，所述馈通件包括导电中间体、电绝缘层和屏蔽套，所述支撑管的盲端设置有馈通件穿孔，所述屏蔽套固定于所述馈通件穿孔上且所述屏蔽套的两端分别与所述支撑管的盲端和所述屏蔽管电连接；所述导电中间体穿过所述屏蔽套的内部且露出两端；所述电绝缘层为陶瓷材料，所述电绝缘层设置于所述导电中间体与所述屏蔽套之间的环形空间，将所述导电中间体与所述屏蔽套隔开；所述导电中间体与所述屏蔽套的外端向外伸出形成信号引出馈通接头，用于作为外接的接口；所述导电中间体的内端与所述信号引出端子的馈通件对接接头固定连接。
[0017]优选地，所述屏蔽套嵌套于所述屏蔽管内，且在所述屏蔽套与所述屏蔽管的连接处设置有导电网和卡箍，所述导电网包括若干个哈式合金条，若干个哈式合金条围绕所述屏蔽管的外壁形成一圈，且每根哈式合金条的一端伸入至所述屏蔽管的管口内接触所述馈通件的屏蔽套的外壁并被所述屏蔽管的管口卡住，每根哈式合金条的一端分布于所述屏蔽管的外壁并被所述卡箍箍紧。
[0018]本专利技术公开了一种束流能量探测器，包括若干个上述的束流能量测量探头，用于安装于医用重离子加速器的回旋加速器和同步环之间的束流真空管道上，所述束流能量探测器包括束流真空管道对接管，所述束流真空管道对接管上设置有束流真空管道进口、束流真空管道出口、分子泵接口、离子泵接口和法兰盘接口，
[0019]其中，束流真空管道进口与束流真空管道出口相对设置，用于安装于束流真空管道并与之对接；
[0020]分子泵接口和离子泵接口分别用于对接分子泵和离子泵，以保持该束流真空管道
对接管内的真空环境；所述束流能量测量探头设置于所述束流真空管道对接管内，所述法兰盘与所述束流真空管道对接管的法兰盘接口密封连接，且使感应电极位于束流真空管道的中心位置；所述束流能量探测器还包括前置放大器、示波器和计算机；所述前置放大器的信号输入端通过信号线与馈通件的信号引出馈通接头相连接；所述前置放大器的信号输出端与所述示波器信号输入端相连；所述示波器信号输出端与计算机相连。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术公开了一种束流能量测量探头，屏蔽筒、屏蔽管、导电网、馈通件的屏蔽套以及支撑管自下而上依次相连形成屏蔽支撑体，对环境电磁场形成屏蔽；感应电极、电极接头、信号引出端子和馈通件的导电中间体自下而上依次相连形成在屏蔽支撑体内的将感应信号引出至信号引出馈通接头的电路，当粒子束流穿过探头的屏蔽筒内的感应电极内部时，感应电极产生感应电荷形成感应信号；该感应信号最终被传递至馈通件，最后由信号引出馈通接头将感应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种束流能量测量探头，其特征在于，包括：屏蔽支撑体(1)，包括屏蔽筒(11)；信号感应与引出装置(2)，包括感应电极(21)和馈通件(24)，且所述感应电极(21)和所述馈通件(24)电连接；所述感应电极(21)设置于所述屏蔽筒(11)的内壁上；所述馈通件(24)设置于所述屏蔽支撑体(1)内并露出用于外接的信号引出馈通接头；当粒子束流穿过屏蔽筒(11)内的感应电极(21)内的环形空间时，所述感应电极(21)产生感应电荷形成感应信号，该感应信号被传递至馈通件(24)，最后由信号引出馈通接头将感应信号引出，所述屏蔽支撑体(1)能屏蔽环境噪声对感应信号的影响。2.根据权利要求1所述的束流能量测量探头，其特征在于，所述屏蔽支撑体(2)还包括屏蔽管(12)、支撑管(13)和法兰盘(14)，所述屏蔽筒(11)与所述支撑管(13)的一个管端之间通过所述屏蔽管(12)连通，所述法兰盘(14)设置于所述支撑管(13)的另一个管端上；所述屏蔽筒(11)、所述屏蔽管(12)和所述支撑管(13)的外壁依次电连接。3.根据权利要求2所述的束流能量测量探头，其特征在于，所述支撑管(13)与所述屏蔽管(12)连通的管端封闭形成盲端(130)，所述支撑管(13)的盲端(130)设置馈通件(24)，所述屏蔽管(12)的一端通过馈通件(24)设置于所述支撑管(13)的盲端(130)上，所述屏蔽管(12)的另一端设置于所述屏蔽筒(11)上，由此实现所述屏蔽筒(11)、所述屏蔽管(12)与所述支撑管(13)的外壁依次电连接。4.根据权利要求3所述的束流能量测量探头，其特征在于，所述支撑管(13)的盲端(130)与所述屏蔽筒(11)之间的两侧分别通过支撑杆(15)连接，且连接所述支撑管(13)的盲端与所述屏蔽筒(11)之间的两根支撑杆(15)的长度可调，以实现屏蔽筒(11)位置的微调。5.根据权利要求3所述的束流能量测量探头，其特征在于，所述信号感应与引出装置(2)还包括电极接头(22)和信号引出端子(23)，所述感应电极(21)为圆形铜环，设置于所述屏蔽筒(11)的内壁且与所述屏蔽筒(11)通过若干个电绝缘件(110)隔离绝缘；所述电极接头(22)为两端开口的铜质管体，所述屏蔽管(12)与所述屏蔽筒(11)的连接处设置有电极接头穿孔，所述电极接头(22)的一端穿过所述电极接头穿孔，所述电极接头(22)的另一端的外壁固定于所述感应电极(21)上且与所述感应电极(21)电连接；所述信号引出端子(23)包括插针(231)和馈通件对接接头(232)，所述馈通件对接接头(232)与所述馈通件(24)电连接；所述插针(231)包括导芯(2311)和条簇网罩(2312)，所述导芯(2311)与所述馈通件对接接头(232)固定连接，所述插针(231)插入至所述电极接头(22)内且所述条簇网罩(2312)的中部与所述电极接头(22)的内壁相接触，两者相互插接匹配。6.根据权利要求5所述的束流能量测量探头，其特征在于，所述条簇网罩(2312)包括多个哈式合金条，所述哈式合金条的两端固定于所述馈通件对接接头(232)上，哈式合金条簇拥于所述导芯(2311)并形成中间粗大的所述条簇网罩(2312)。
7.根据权利要求6所述的束流能量测量探头，其特征在于，所述馈通件对接接头(232)为圆柱体，所述导芯(2311)固定于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：康新才，毛瑞士，李娟，胡正国，赵铁成，董金梅，徐治国，冯永春，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：