【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超导磁体，尤其涉及一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统。
技术介绍
1、随着超导磁体技术几十年来的发展，从实验室走向国民经济应用的主战场时机日益成熟，无论是在工业应用领域还是科学研究领域，对超导装置的需求都逐年增长，对各类超导磁体设备的性能要求也越发苛刻。本专利技术主要服务于对磁轴与机械轴有高同轴度要求的超导磁体系统，以实现在超导磁体系统正常工作时，可在室温端调节磁体同轴度，并对超导磁体三维空间姿态和拉杆应力状态进行实时监测。
2、现有的调节装置一般是指常温端和低温端的连接结构，常见类型有碳纤维式拉杆结构、薄片式拉杆结构和跑道式拉杆结构以及其它结构。现有专利，专利号为：cn116190039的“高密封性调节拉杆及其应用”中提到利用一种高密封性调节拉杆调节超导磁体，来实现超导磁体降温励磁完成后最终匹配室温孔进行同轴度调整。
3、在实际工程应用中，虽然该类结构可实现同轴度调整，但是由于超导磁体密封在真空杜瓦内部，调节过程中无法精准定位其三维空间位置，导致调节过程缓慢，十分依赖调试人员经验，并且调试结束后无法知道各个拉杆的受力情况，导致拉杆受力不均，造成个别拉杆受力过大，在长期工况运行情况下存在一定安全风险。
4、此外现有的拉杆通常可以承受较大的拉力，但受到剪切和扭转时极易发生断裂失效，所以在某些振动或加速度较大的特殊工况环境下运行时，还需监测超导磁体的位置变化，避免超导磁体发生较大的位移，对拉杆造成不可逆的损伤。
5、因此有必要设计一种用于超导磁体三维空间姿态监测
技术实现思路
1、本专利技术公开了一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，解决了调节超导磁体同轴度过程中超导磁体空间位移不可实时反馈、拉杆受力情况未知的问题，为从外部室温端调节超导磁体的姿态提供了数据化的指导，提高了调节的效率和准确性。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，包括：
3、探测靶座、激光位移传感器、真空杜瓦、旋转调节组件、拉杆组件、超导磁体和信号控制端。
4、所述探测靶座设置于超导磁体上，在水平方向和竖直方向间隔布置；
5、所述激光位移传感器设置于真空杜瓦上，传感器探头端正对探测靶座；
6、所述拉杆组件包括碳纤维拉杆、4k过渡套、称重传感器、300k过渡套、300k拉杆及其相应紧固件；
7、所述旋转调节组件包括球形螺母、球形垫、卡簧和波纹管，安装在真空杜瓦端。
8、作为上述技术方案的优选，所述探测靶座为由环氧玻璃钢材料加工而成的工字型部件，安装在超导磁体的支撑板上。
9、作为上述技术方案的优选，所述位移传感器选择常用于工业领域中对厚度、高度、振动等方面可进行高精度、高稳定性和非接触式测量的激光位移传感器，测量精度为0.001mm，激光位移传感器和探测靶座各有4个，成对出现，组成姿态监测装置。
10、作为上述技术方案的优选，所述旋转调节组件、拉杆组件组成一套悬挂调节装置，一端安装在低温端的超导磁体上，一端安装在高温端的真空杜瓦上。
11、作为上述技术方案的优选，所述的旋转调节组件、拉杆组件组成的成套悬挂调节装置共有8套，包含8个称重传感器，每个称重传感器的额定载荷为2000kg。
12、作为上述技术方案的优选，所述拉杆组件中的碳纤维拉杆通过不锈钢过渡件与4k过渡套连接，拉杆与不锈钢过渡件之间用高性能胶粘接成一体。
13、作为上述技术方案的优选，所述称重传感器两端分别连接4k过渡套和300k过渡套。
14、作为上述技术方案的优选，所述激光位移传感器和旋转调节组件均安装在真空杜瓦上，传感器的电源线、4路位移信号线和8路拉力信号线经真空杜瓦上的航空插头接口与外部信号控制端相连。
15、作为上述技术方案的优选，所述真空杜瓦安装在刚性支撑座上。
16、作为上述技术方案的优选，所述外部信号控制端由运行在plc上的软件和触摸屏的组态软件组成，具有位移、拉力信息的采集、参数设置、控制命令输入的功能。
17、本专利技术达到的技术效果如下：
18、1、在室温环境中，利用8套悬挂调节装置，可实现磁体同轴度的调整，使其误差不大于0.04mm。
19、2、在调节磁体同轴度过程中，拉杆的受力状况可通过称重传感器实时显示，可避免部分拉杆受力远大于其余拉杆的状况，延长拉杆使用寿命，提高磁体系统的安全性。
20、3、在某些振动或加速度较大的特殊工况环境下运行磁体系统时，真空杜瓦内的组件若有发生共振或产生较大的位移趋势，操作人员可通过姿态监测装置及时发现并处理，避免拉杆受到剪切和扭转，造成不可逆的损伤。
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1.一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，包括：探测靶座(1)、激光位移传感器(2)、真空杜瓦(3)、旋转调节组件(5)、拉杆组件(6)、超导磁体(7)和信号控制端(8)；
2.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，所述探测靶座(1)为由环氧玻璃钢材料加工而成的工字型部件，安装在超导磁体(7)的支撑板上。
3.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，所述激光位移传感器(2)、探测靶座(1)各有4个，成对出现，组成姿态监测装置；所述旋转调节组件(5)、拉杆组件(6)组成一套悬挂调节装置，共有8套。
4.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，所述拉杆组件(6)中的碳纤维拉杆(61)通过不锈钢过渡件与4k过渡套(62)连接，碳纤维拉杆(61)与不锈钢过渡件之间用高性能胶粘接成一体。
5.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，所述称重传感器(63)两端分别连接4k过
6.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，所述激光位移传感器(2)和旋转调节组件(5)均安装在真空杜瓦(3)上，传感器的电源线、4路位移信号线和8路拉力信号线经真空杜瓦(3)上的航空插头接口与外部信号控制端(8)相连。
7.根据权利要求6所述的一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，所述真空杜瓦(3)安装在刚性支撑座(4)上。
...【技术特征摘要】
1.一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，包括：探测靶座(1)、激光位移传感器(2)、真空杜瓦(3)、旋转调节组件(5)、拉杆组件(6)、超导磁体(7)和信号控制端(8)；
2.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，所述探测靶座(1)为由环氧玻璃钢材料加工而成的工字型部件，安装在超导磁体(7)的支撑板上。
3.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，所述激光位移传感器(2)、探测靶座(1)各有4个，成对出现，组成姿态监测装置；所述旋转调节组件(5)、拉杆组件(6)组成一套悬挂调节装置，共有8套。
4.根据权利要求1所述的一种用于超导磁体三维空间姿态监测与调节的系统，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹葳，刘辉，王晖，王秋良，樊祖达，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：
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