磁场测量装置及其控制方法、电子设备、相关装置制造方法及图纸

本申请涉及高端医疗装备技术领域中所用的磁场测量技术，提供了磁场测量装置及其控制方法、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品，用于测量粒子加速器中扫描磁铁的磁场，所述装置包括：磁场传感器，所述磁场传感器用于测量所述扫描磁铁的各个磁场测量点对应的磁场特征参数；移动控制模块，所述移动控制模块与所述磁场传感器固定连接，所述移动控制模块用于将所述磁场传感器移动至每个所述磁场测量点上，以对每个所述磁场测量点进行磁场测量。该磁场测量装置通过使用磁场传感器和移动控制模块，可以实现对扫描磁铁的多个磁场测量点进行高精度的磁场测量，提高了测量的准确性和可靠性，解决现有磁场测量精度差、测量效率低的问题。率低的问题。率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
磁场测量装置及其控制方法、电子设备、相关装置


[0001]本申请涉及小型化质子放疗设备的粒子加速器、磁场测量、人工智能的
，尤其涉及磁场测量装置、磁场测量装置的控制方法、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品。

技术介绍

[0002]磁场测量是粒子加速器装置设计、测量、标定阶段的重要过程之一。粒子加速器中的粒子经过扫描磁铁的磁场作用，实现对粒子运动方向的偏转控制。扫描磁铁磁场数据的精度直接关系到整个粒子加速器输送束流位置的精度，磁场强度高于或低于预设的磁场强度，都会使束流输送位置出现位置偏差。
[0003]现有的扫描磁铁的磁场测量方法是通过人工手持霍尔传感器在扫描磁铁的孔径区域中移动进行测量，通过读取与霍尔传感器连接的高斯计的数值，得到相应位置处的磁场特征参数。但由于人工手动移动霍尔传感器无法精准的定位磁场测量点，存在磁场测量精度差、测量效率低的问题。
[0004]基于此，本申请提供了磁场测量装置、磁场测量装置的控制方法、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品，以改进现有技术。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供磁场测量装置、磁场测量装置的控制方法、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品，通过机械化、自动化地磁场测量装置进行磁场测量，解决现有磁场测量精度差、测量效率低的问题。
[0006]本申请的目的采用以下技术方案实现：
[0007]本申请提供了一种磁场测量装置，用于测量粒子加速器中扫描磁铁的磁场，所述装置包括：
[0008]磁场传感器，所述磁场传感器用于测量所述扫描磁铁的各个磁场测量点对应的磁场特征参数；
[0009]移动控制模块，所述移动控制模块与所述磁场传感器固定连接，所述移动控制模块用于将所述磁场传感器移动至每个所述磁场测量点上，以对每个所述磁场测量点进行磁场测量。
[0010]该技术方案的有益效果在于：磁场测量装置用于测量粒子加速器中扫描磁铁的磁场。其包括磁场传感器和移动控制模块。磁场传感器用于测量扫描磁铁的各个磁场测量点对应的磁场特征参数，而每个磁场测量点位于扫描磁铁的磁场中。移动控制模块与磁场传感器固定连接，并负责将磁场传感器移动至每个磁场测量点上，再由磁场传感器对每个磁场测量点进行磁场测量。一方面，通过使用磁场传感器和移动控制模块，可以实现对扫描磁铁的多个磁场测量点进行高精度的磁场测量，避免了人工手动测量可能引入的误差，提高了测量的准确性和可靠性。另一方面，移动控制模块的使用使得磁场测量过程自动化，大大
提高了测量效率，相比传统的手动测量方法，节省了时间和人力成本。又一方面，通过在预定位置设置多个磁场测量点，可以获得整个扫描磁铁的磁场分布信息，从而更全面地了解磁场特性。
[0011]在一些可能的实现方式中，所述移动控制模块包括：
[0012]Z轴平移组件，所述Z轴平移组件包括Z轴导轨和Z轴滑块，所述Z轴滑块沿所述Z轴导轨移动；
[0013]X轴平移组件，所述X轴平移组件包括X轴导轨和X轴滑块，所述X轴导轨固定于所述Z轴滑块上，所述X轴滑块沿所述X轴导轨移动；
[0014]Y轴平移组件，所述Y轴平移组件包括Y轴导轨和Y轴滑块，所述Y轴导轨固定于所述X轴滑块上，所述Y轴滑块沿所述Y轴导轨移动；
[0015]延伸杆，所述延伸杆的一端固定于所述Y轴滑块上，所述延伸杆的另一端固定连接有所述磁场传感器。
[0016]该技术方案的有益效果在于：通过对Z轴平移组件、X轴平移组件和Y轴平移组件的精确控制，可以将磁场传感器移动到扫描磁铁的每个磁场测量点上。一旦磁场传感器到达目标位置，便测量该位置处的磁场特征参数。通过三个轴向平移组件的联动控制，磁场传感器可以在三个维度上精确定位，覆盖了扫描磁铁可能存在的所有位置，保证了对整个扫描磁铁磁场的全面测量，避免遗漏任何关键点。同时实现全自动化的测量过程，大大节省了时间和人力成本，并提高了测量的准确性和可重复性。此外，由于允许磁场传感器灵活地移动和调整，以适应不同型号和尺寸的扫描磁铁，因此使得磁场测量装置可以被广泛应用于不同扫描磁铁的磁场测量。
[0017]在一些可能的实现方式中，所述Z轴平移组件还包括第一步进电机、第一传动部件和第一编码器，所述第一步进电机固定于所述Z轴导轨上，所述第一步进电机通过所述第一传动部件驱动所述Z轴滑块在所述Z轴导轨上移动；所述第一编码器安装于所述第一步进电机的电机轴上，用于实时测量所述第一步进电机的旋转距离；
[0018]所述X轴平移组件还包括第二步进电机和第二编码器，所述第二步进电机固定于所述X轴导轨上；所述第二编码器安装于所述第二步进电机的电机轴上，用于实时测量所述第二步进电机的旋转距离；
[0019]所述Y轴平移组件还包括第三步进电机和第三编码器，所述第三步进电机固定于所述Y轴导轨上；所述第三编码器安装于所述第三步进电机的电机轴上，用于实时测量所述第三步进电机的旋转距离。
[0020]该技术方案的有益效果在于：每个轴向平移组件都配备了编码器，Z轴导轨对应第一步进电机和第一编码器，X轴导轨对应第二步进电机和第二编码器，Y轴导轨对应第三步进电机和第三编码器，通过编码器实时测量步进电机的旋转距离，可以提供准确的位置反馈，确保步进电机的控制精度。通过闭环控制，可以实现非常高的定位精度。由此，通过步进电机、编码器和导轨滑块的协同工作，该移动控制模块实现了高精度的移动控制。
[0021]在一些可能的实现方式中，所述Z轴平移组件包括平行设置的两条Z轴导轨，所述第一传动部件设置于所述两条Z轴导轨之间，以连接所述两条Z轴导轨；所述第一传动部件包括两个弹性联轴器和设置于所述两个弹性联轴器之间的传动杆，所述两个弹性联轴器与所述两条Z轴导轨一一对应；所述第一步进电机设置于其中一条Z轴导轨的一端，并与所述Z
轴导轨对应的弹性联轴器相连接，所述两条Z轴导轨之间形成放置所述扫描磁铁的空间。
[0022]该技术方案的有益效果在于：通过设置两条平行的Z轴导轨，使得固定在Z轴滑块上的X轴导轨更加稳定，在Z轴导轨和传动杆之间使用弹性联轴器，确保任何轻微的错位或安装公差都不会对Z轴滑块的平滑运动产生不利影响，提高整体的稳定性和精度，确保磁场测量的准确性。同时，扫描磁铁放置于两条Z轴导轨之间，可以减少X轴导轨、Y轴导轨移动距离，更好地保障测量精度。
[0023]在一些可能的实现方式中，所述延伸杆为中空碳纤维杆。
[0024]该技术方案的有益效果在于：中空碳纤维杆具有高强度和优异的刚性，能够在移动中保持稳定，不易发生形变或振动，有助于确保磁场传感器的位置稳定，提高磁场测量的精确性。同时，采用中空碳纤维杆可以显著减轻磁场测量装置的整体重量，在移动过程中可以减少惯性和负载，提高灵敏度。此外，中空碳纤维杆具有良好的抗干扰性能，不易受到外界电磁干扰的影响，有助于确保磁场传感器测量的准确性和稳定性。
[0025]在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：
[0026]工作台，所述工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁场测量装置，其特征在于，用于测量粒子加速器中扫描磁铁的磁场，所述装置包括：磁场传感器，所述磁场传感器用于测量所述扫描磁铁的各个磁场测量点对应的磁场特征参数；移动控制模块，所述移动控制模块与所述磁场传感器固定连接，所述移动控制模块用于将所述磁场传感器移动至每个所述磁场测量点上，以对每个所述磁场测量点进行磁场测量。2.根据权利要求1所述的磁场测量装置，其特征在于，所述移动控制模块包括：Z轴平移组件，所述Z轴平移组件包括Z轴导轨和Z轴滑块，所述Z轴滑块沿所述Z轴导轨移动；X轴平移组件，所述X轴平移组件包括X轴导轨和X轴滑块，所述X轴导轨固定于所述Z轴滑块上，所述X轴滑块沿所述X轴导轨移动；Y轴平移组件，所述Y轴平移组件包括Y轴导轨和Y轴滑块，所述Y轴导轨固定于所述X轴滑块上，所述Y轴滑块沿所述Y轴导轨移动；延伸杆，所述延伸杆的一端固定于所述Y轴滑块上，所述延伸杆的另一端固定连接有所述磁场传感器。3.根据权利要求2所述的磁场测量装置，其特征在于，所述Z轴平移组件还包括第一步进电机、第一传动部件和第一编码器，所述第一步进电机固定于所述Z轴导轨上，所述第一步进电机通过所述第一传动部件驱动所述Z轴滑块在所述Z轴导轨上移动；所述第一编码器安装于所述第一步进电机的电机轴上，用于实时测量所述第一步进电机的旋转距离；所述X轴平移组件还包括第二步进电机和第二编码器，所述第二步进电机固定于所述X轴导轨上；所述第二编码器安装于所述第二步进电机的电机轴上，用于实时测量所述第二步进电机的旋转距离；所述Y轴平移组件还包括第三步进电机和第三编码器，所述第三步进电机固定于所述Y轴导轨上；所述第三编码器安装于所述第三步进电机的电机轴上，用于实时测量所述第三步进电机的旋转距离。4.根据权利要求3所述的磁场测量装置，其特征在于，所述Z轴平移组件包括平行设置的两条Z轴导轨，所述第一传动部件设置于所述两条Z轴导轨之间，以连接所述两条Z轴导轨；所述第一传动部件包括两个弹性联轴器和设置于所述两个弹性联轴器之间的传动杆，所述两个弹性联轴器与所述两条Z轴导轨一一对应；所述第一步进电机设置于其中一条Z轴导轨的一端，并与所述Z轴导轨对应的弹性联轴器相连接，所述两条Z轴导轨之间形成放置所述扫描磁铁的空间。5.根据权利要求2所述的磁场测量装置，其特征在于，所述延伸杆为中空碳纤维杆。6.根据权利要求1所述的磁场测量装置，其特征在于，所述装置还包括：工作台，所述工作台设置有至少一个第一固定孔和至少一个第二固定孔；所述第一固定孔用于固定所述移动控制模块；所述第二固定孔用于固定所述扫描磁铁；所述工作台采用非铁磁性材料制成。7.根据权利要求1所述的磁场测量装置，其特征在于，所述装置还包括：
电源放大器，所述电源放大器用于为所述扫描磁铁供电；热交换组件，所述热交换组件用于为所述扫描磁铁和所述电源放大器进行冷却。8.根据权利要求1所述的磁场测量装置，其特征在于，所述装置还包括：图像采集组件，所述图像采集组件用于获取所述扫描磁铁的孔径区域照片，以便根据所述孔径区域照片，获取所述扫描磁铁的孔径区域的形状。9.根据权利要求1所述的磁场测量装置，其特征在于，所述装置还包括：位置补偿单元，所述位置补偿单元用于消除所述扫描磁铁的位置发生变动所导致的位置误差。10.一种磁场测量装置的控制方法，其特征在于，用于使用权利要求1
‑
9任一项所述的磁场测量装置对粒子加速器中扫描磁铁的磁场进行测量，所述方法包括：通过移动控制模块，将与所述移动控制模块固定连接的磁场传感器移动至所述扫描磁铁的每个磁场测量点上，以对每个所述磁场测量点进行磁场测量。11.根据权利要求10所述的磁场测量装置的控制方法，其特征在于，所述通过移动控制模块，将与所述移动控制模块固定连接的磁场传感器移动至所述扫描磁铁的每个磁场测量点上，以对每个所述磁场测量点进行磁场测量，包括：获取待测区域信息；所述待测区域信息用于指示所述扫描磁铁的待测区域的形状和尺寸；基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天宇，曾俊洁，赵麟瑄，
申请(专利权)人：迈胜医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：