[发明专利]基于电磁感应实现回旋加速器磁测系统的校准装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于磁场测量的校准标定领域，尤其涉及基于电磁感应实现回旋加速器磁测系统的校准装置及方法。

背景技术

回旋加速器在核医学领域有着广泛的应用，尤其是在放射性药物制药，肿瘤治疗等领域有重要意义。它能够实现用微观世界中的质子、重离子射线治疗肿瘤，是当今世界最尖端的放射治疗技术，仅有个别发达国家掌握并应用该技术。

超导回旋加速器磁场主要由常温主磁铁和超导线圈提供，它是回旋加速器相当重要的组成部分，加速器磁场为束流的运动提供了约束力和强聚焦力，其场型分布直接决定了该回旋加速器的性能。为了检验超导回旋加速器中的超导线圈的加工质量及其位置安装精度，需要分析超导线圈的磁场性能，因此需要设计磁场测量系统对超导线圈中心平面及附近的磁场进行精准测量。近年来，比较常用的测试方法是基于探测线圈的电磁感应原理，但是，每个线圈会因绕制工艺的差异而导致测试结果不精确。因此，需要对回旋加速器的磁测系统的探测线圈进行校准和标定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供基于电磁感应实现回旋加速器磁测系统的校准装置及方法，通过在一个良好且已知的磁场环境中，采用电磁感应原理来校准和标定探测线圈，具有结构紧凑、操作简单、测量精准、自动采集数据等优点，可通过校准和标定提高探测线圈的测量精度，减小测试误差。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

基于电磁感应实现回旋加速器磁测系统的校准装置，包括驱动机构以及安装在驱动机构上方的探测机构；

所述探测机构包括探测架以及分布在探测架上方的探测线圈；

所述探测线圈上方分布有通电线圈盘，通电线圈盘与线圈电源相连；

所述探测线圈与磁通计相连。

进一步地，所述探测架包括测试盘以及分布在测试盘底部边缘的支撑杆，支撑杆底部设有探测底盘；

所述驱动机构包括支撑盘以及分布在支撑盘上的光栅尺和导柱，导柱顶部穿过探测底盘且导柱与探测底盘之间进行滑动配合，支撑盘底部分布有电机，电机与控制柜相连；

所述线圈电源和磁通计均设于控制柜内。

进一步地，所述控制柜内还设置有上位机，该上位机与磁通计相连。

进一步地，所述探测机构包括分布在顶部的测试盘，测试盘表面设有用于安装探测线圈的凹槽，探测线圈呈同心圆分布；

所述测试盘与通电线圈盘同轴线分布。

进一步地，所述探测机构旁边设置有支架，支架包括立柱以及固定在立柱顶部的安装板，安装板底部与通电线圈盘固定相连；立柱底部设有升降机构，升降机构包括水平分布在立柱的底部的升降底盘，升降底盘表面设有支撑调节螺栓。

本发明还提供一种基于电磁感应实现回旋加速器磁测系统的校准方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：做好测试前准备工作；

步骤二：通过激光跟踪仪，测试通电线圈与测试盘之间的平行度，若满足精度要求，则进入步骤三，若超过精度要求，则对测试盘位置进行调整；

步骤三：将探测线圈进行编号；

步骤四：将探测线圈连接至磁通计；

步骤五：控制测试盘向上移动；

步骤六：通过磁通计采集探测线圈所产生的磁感应强度值；

步骤七：对采集的磁感应强度值进行分析处理。

进一步地，所述步骤一中的准备工作包括：调整测试盘与通电线盘的位置至合适位置处，线圈电源为通电线圈盘加载恒流电。

进一步地，所述步骤三中将探测线圈由内到外进行编号，依次是N1,N2,N3，……，NX，其中X为探测线圈的圈数。

进一步地，所述步骤四中磁通计需要开机预热、调零及调漂。

进一步地，所述步骤五的具体步骤为：控制电机匀速向上移动，使测试盘从起始点上移至终点处；

所述步骤六的具体步骤为：通过磁通计采集探测线圈所产生的磁感应强度值并上传至上位机进行保存，然后由驱动机构控制测试盘返回到起始点处。

本发明的有益效果是：

本发明所提供的用于探测线圈校准标定的装置和方法，具有结构紧凑、操作简单、测量精准、自动采集数据等优点，可通过校准和标定提高探测线圈的测量精度，减小测试误差，在核医学领域具有十分重要的意义。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：