[发明专利]一种基于相位探针实现加速器束流自反馈调节的系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于相位探针实现加速器束流自反馈调节的系统及方法，包括相位探针、前置放大器、锁相放大器、射频单元pickup探针、纳伏表和超导线圈电源，所述相位探针的束流输入端口与加速器束流引出端口连接，且所述相位探针的束流输出端口与输运线束流管道连接，所述相位探针信号引出接口与前置放大器信号输入端连接，所述锁相放大器待检测信号输入端口通过同轴电缆与前置放大器信号输出端连接，参考信号输入端口通过同轴电缆与纳伏表信号输出端口连接。本发明的有益效果是：本发明可快速实现加速器启动后束流的稳定，高效实用，大大缩短了加速器开机后束流稳定调节的时间，提高了加速器应用效率，有效节约了质子治疗的成本。

技术领域

本发明涉及一种自反馈调节的系统，具体为一种基于相位探针实现加速器束流自反馈调节的系统及方法，属于加速器应用技术领域。

背景技术

回旋加速器是利用电场和磁场使质子作回旋运动，并在高频电场中反复加速到很高能量的装置。与其他类型的回旋加速器相比，等时型回旋加速器具有连续束运行和高平均流强的特点。在加速器的发展过程中，人们逐步认识到它在许多科技和国民经济领域的重要应用价值，并将其广泛应用于核物理、能源、医疗卫生等领域。

其中，加速器在质子治疗领域的应用近年来备受人们关注，是当前加速器应用与发展的热门领域。质子治疗是一种比传统X射线放疗更先进的放疗疗法，因其治疗精准，副作用小及能进行高剂量靶向照射等特点受到越来越多的医疗专家和患者的青睐。

加速器引出束流的质量直接影响整套质子治疗系统的性能及病患的人身安全。加速器在启动过程中，由于温度变化对磁铁的影响会造成磁场的不稳定，进而影响引出束流质量。该束流不稳定过程会持续数十小时，造成了资源的浪费，提高了质子治疗的成本。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决加速器引出束流的质量直接影响整套质子治疗系统的性能及病患的人身安全。加速器在启动过程中，由于温度变化对磁铁的影响会造成磁场的不稳定，进而影响引出束流质量。该束流不稳定过程会持续数十小时，造成了资源的浪费，提高了质子治疗的成本。为解决该问题，提出了一种基于相位探针实现加速器束流自反馈调节的系统及方法，该方法可快速实现加速器启动后束流的稳定，高效实用，大大缩短了加速器开机后束流稳定调节的时间，提高了加速器应用效率，有效节约了质子治疗的成本。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于相位探针实现加速器束流自反馈调节的系统，包括相位探针、前置放大器、锁相放大器、射频单元pickup探针、纳伏表和超导线圈电源；

所述相位探针的束流输入端口与加速器束流引出端口连接，且所述相位探针的束流输出端口与输运线束流管道连接；

所述相位探针信号引出接口与前置放大器信号输入端连接；

所述锁相放大器待检测信号输入端口通过同轴电缆与前置放大器信号输出端连接，参考信号输入端口通过同轴电缆与纳伏表信号输出端口连接；

所述锁相放大器通过同轴电缆向上位机传输信号；

所述加速器主机射频单元pickup探针信号引出端口与纳伏表信号输入端口连接；

所述上位机通过同轴电缆向超导线圈电源传输控制信号；

所述超导线圈电源为超导磁体提供电流输出。

本发明的进一步技术改进在于：所述相位探针内部采用圆筒形电容性pickup探针，且pickup探针内径应大于束流穿过范围截面外径，pickup探针长度应大于束团长度且小于二倍束团长度。

本发明的进一步技术改进在于：前置放大器将相位探针输出信号放大至锁相放大器待检测信号输入端口可检测信号的幅值范围内。

本发明的进一步技术改进在于：纳伏表将射频单元p i ckup探针输出信号放大至锁相放大器参考信号输入端口可检测信号的幅值范围内。