CN103712558A - 回旋加速器轴向注入线的对中测量方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了回旋加速器轴向注入线的对中测量方法和装置。回旋加速器轴向注入线的对中测量方法包括以下步骤：沿轴向注入线在轴向注入线的起始端设备处或在该起始端设备之外设置激光光源定位工装以确定用于发射激光的激光光源的位置，激光光源定位工装的中心具有激光定位孔以供激光穿过；沿轴向注入线在轴向注入线的起始端设备与轴向注入线的末端之间设置至少两个准直孔工装，每个准直孔工装均在其中心具有一个准直孔以供激光穿过；以及沿轴向注入线在轴向注入线的末端处或在该末端之外设置光靶，其中，在激光穿过激光定位孔和每个准直孔并且在光靶上形成光斑的情况下，根据激光在光靶上形成的光斑来测量轴向注入线对中精度。

Description

回旋加速器轴向注入线的对中测量方法和装置
技术领域
本发明涉及回旋加速器轴向注入线，尤其涉及回旋加速器轴向注入线的对中测量方法和装置。
背景技术
轴向注入是回旋加速器（尤其是强流回旋加速器）设计和研究中的一个重要方面。轴向注入线将束流从上往下或从下往上注入到中心平面中，这样的轴向注入线一般由聚焦元件（如四极透镜、螺线管透镜、静电透镜等）、校正元件（导向磁铁）、聚束元件（聚束器）、诊断元件（双丝扫描、法拉第筒等）、真空盒、管道等组成。轴向注入线涉及的元件种类多而且相互之间的连接法兰多，安装对中误差是否满足物理需求对加速器束流性能有很大影响，如果设备元件对中不良，会造成聚焦或聚束元件对束流的作用效果降低，从而造成束流损失，不仅为束流调试带来困难而且会使整个加速器的性能降低。所以注入线上各元件和设备安装完成后，必须有对中误差的测量手段。
传统的千分表对中法比较适合单个元件的检测，而且在被测元件为非光滑圆柱表面或存在表面缺陷时该方法就可能失效，且工作效率低。激光对中仪对中精度高，但测量需要被测工件能够旋转，无法应用于注入线的测量中。因此，对于回旋加速器轴向注入线的安装对中的测量需要一种快速简洁易于操作且行之有效的手段。
发明内容
本发明提供了利用光的直线传播原理来确定回旋加速器轴向注入线的对中精度的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法和装置，能够方便的对回旋加速器轴向注入线的安装对中进行测量。
一方面，本发明实施方式提供了一种回旋加速器轴向注入线的对中测量方法，其包括以下步骤：沿所述回旋加速器轴向注入线在所述回旋加速器轴向注入线的起始端设备处或在该起始端设备之外设置激光光源定位工装以确定用于发射激光的激光光源的位置，所述激光光源定位工装的中心具有激光定位孔以供所述激光穿过；沿所述回旋加速器轴向注入线在所述回旋加速器轴向注入线的起始端设备与所述回旋加速器轴向注入线的末端之间设置至少两个准直孔工装，每个准直孔工装均在其中心具有一个准直孔以供所述激光穿过；以及沿所述回旋加速器轴向注入线在所述回旋加速器轴向注入线的末端处或在该末端之外设置光靶，其中，在所述激光穿过所述激光定位孔和每个准直孔并且在所述光靶上形成光斑的情况下，根据所述激光在所述光靶上形成的光斑来测量所述回旋加速器轴向注入线对中精度。
根据本发明的一方面，穿过所述激光定位孔的所述激光光源定位工装的轴线与所述起始端设备的理想轴线重合。
根据本发明的一方面，所述起始端设备是离子源真空室。
根据本发明的一方面，所述光靶上画有十字同轴刻线。
根据本发明的一方面，根据所需要的回旋加速器轴向注入线对中精度来设置所述激光定位孔和所述每个准直孔的直径。
根据本发明的一方面，所述激光定位孔和所述每个准直孔的直径相同。
另一方面，本发明实施方式提供了一种回旋加速器轴向注入线的对中测量装置，其包括：回旋加速器轴向注入线；激光光源定位工装，其被设置为沿所述回旋加速器轴向注入线位于所述回旋加速器轴向注入线的起始端设备处或在该起始端设备之外以确定用于发射激光的激光光源的位置，所述激光光源定位工装的中心具有激光定位孔以供所述激光穿过；至少两个准直孔工装，它们被设置为沿所述回旋加速器轴向注入线位于所述回旋加速器轴向注入线的起始端设备与所述回旋加速器轴向注入线的末端之间，每个准直孔工装均在其中心具有一个准直孔以供所述激光穿过；以及光靶，其被设置为沿所述回旋加速器轴向注入线位于所述回旋加速器轴向注入线的末端处或在该末端之外，其中，在所述激光穿过所述激光定位孔和每个准直孔并且在所述光靶上形成光斑的情况下，根据所述激光在所述光靶上形成的光斑来测量所述回旋加速器轴向注入线对中精度。
上述技术方案具有如下有益效果：实现根据本发明的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法和装置所需成本低，其安装和使用简单、快捷，可在同类加速器的安装调试中推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法的原理示意图。
图2是根据本发明的医用小型回旋加速器轴向注入线的对中测量装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
图1是根据本发明的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法的原理示意图。
图1所示的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法的大致原理为：整条回旋加速器轴向注入线安装完成后在其起始端放置激光光源（激光具有极佳的方向性，光束发散角极小，基本沿直线传播），在其沿线上放置两个准直孔，然后在回旋加速器轴向注入线末端放置光靶，利用光的直线传播来确定注入线的对中情况。
在通过使用根据本发明的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法进行对中测量时，具体步骤如下：
1）沿回旋加速器轴向注入线在回旋加速器轴向注入线的起始端设备处或在该起始端设备之外设置激光光源定位工装以确定用于发射激光的激光光源的位置，激光光源定位工装的中心具有激光定位孔以供激光穿过。将激光光源定位工装设置在起始端设备处或其外是为了在进行对中测量时能够将整个回旋加速器轴向注入线包含在测量范围内。优选地，配做轴线（穿过激光定位孔）与离子源真空室（注入线起始端设备）理想轴线重合的激光光源定位工装，将其放置于离子源真空室上入口处。优选地，激光光源定位工装中心处留有直径为Φ的激光定位孔，用于确定激光光源的位置。优选地，根据所需要的回旋加速器轴向注入线对中精度来设置激光定位孔的直径，即，Φ的尺寸根据设计要求的对中精度来决定。
2）沿回旋加速器轴向注入线在回旋加速器轴向注入线的起始端设备与回旋加速器轴向注入线的末端之间设置至少两个准直孔工装，每个准直孔工装均在其中心具有一个准直孔以供激光穿过。如图1所示，可以采用两个准直孔工装来对激光进行准直。另外，还可以采用三个或更多的准直孔工装来对激光进行准直。优选地，在回旋加速器轴向注入线中间两个不同位置处，分别放置与该位置处元件同轴的准直孔工装。优选地，准直孔工装中心处均留有直径为Φ的准直孔，对激光光束的传输进行准直。优选地，根据所需要的回旋加速器轴向注入线对中精度来设置每个准直孔的直径，即，Φ的尺寸根据设计要求的对中精度来决定。优选地，每个准直孔的直径与所述激光定位孔的直径相同。
3）沿回旋加速器轴向注入线在回旋加速器轴向注入线的末端处或在该末端之外设置光靶。将光靶设置在回旋加速器轴向注入线的末端处或在该之外是为了在进行对中测量时能够将整个回旋加速器轴向注入线包含在测量范围内。优选地，在回旋加速器轴向注入线的末端安装光靶。优选地，光靶上画有十字同轴刻线。
4）在激光穿过激光定位孔和每个准直孔并且在光靶上形成光斑的情况下，根据激光在光靶上形成的光斑来测量回旋加速器轴向注入线对中精度。具体而言，若激光光束通过激光光源定位工装和所述至少两个准直孔工装，且在光靶上有光斑，则从光斑在光靶上的位置来确定同轴度是否满足设定的误差要求。
在执行根据本发明的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法时，优选地，可以在回旋加速器轴向注入线的元件在安装过程中首先利用高精度水平仪调平，其后执行上述回旋加速器轴向注入线的对中测量方法。
图2是根据本发明的医用小型回旋加速器轴向注入线的对中测量装置的示意图。
图2所示的医用小型回旋加速器轴向注入线由真空室、磁四极透镜、x-y导向磁铁、聚束器、管道法兰等组成。因此，图2所示的医用小型回旋加速器轴向注入线的对中测量装置是通过在该医用小型回旋加速器轴向注入线的基础上结合了本发明的图1中所示的一个激光光源定位工装1、两个准直孔工装2和3和光靶4而构成。
在进行医用小型回旋加速器轴向注入线的对中测量装置的安装时，在轴向注入线的适当位置设置了测量工装，如图2所示。在图2所示的医用小型回旋加速器轴向注入线的对中测量装置中，根据设计要求，激光定位孔和每个准直孔的直径为0.5mm。为方便起见，用激光笔作为激光光源，进行对中测量。当激光光束顺利通过，并在光靶中心形成明亮的光斑时，表明医用小型回旋加速器的轴向注入线安装完成后对中满足设计要求，整条线的同轴度≤0.5mm。
图2中所示的医用小型回旋加速器轴向注入线的对中测量装置仅仅是将本发明的回旋加速器轴向注入线的对中测量的原理应用于医用小型回旋加速器轴向注入线的对中测量而实现的。本领域技术人员可以理解，根据本说明书，可以将本发明的回旋加速器轴向注入线的对中测量的原理应用于各种回旋加速器轴向注入线的对中测量。
根据本发明的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法利用光的直线传播原理，能够方便的对回旋加速器轴向注入线的安装对中进行测量。该方法所需成本低、简单、快捷，可在同类加速器的安装调试中推广使用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种回旋加速器轴向注入线的对中测量方法，其特征在于包括以下步骤：
沿所述回旋加速器轴向注入线在所述回旋加速器轴向注入线的起始端设备处或在该起始端设备之外设置激光光源定位工装以确定用于发射激光的激光光源的位置，所述激光光源定位工装的中心具有激光定位孔以供所述激光穿过；
沿所述回旋加速器轴向注入线在所述回旋加速器轴向注入线的起始端设备与所述回旋加速器轴向注入线的末端之间设置至少两个准直孔工装，每个准直孔工装均在其中心具有一个准直孔以供所述激光穿过；以及
沿所述回旋加速器轴向注入线在所述回旋加速器轴向注入线的末端处或在该末端之外设置光靶，
其中，在所述激光穿过所述激光定位孔和每个准直孔并且在所述光靶上形成光斑的情况下，根据所述激光在所述光靶上形成的光斑来测量所述回旋加速器轴向注入线对中精度。
2.根据权利要求1所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法，其特征在于，穿过所述激光定位孔的所述激光光源定位工装的轴线与所述起始端设备的理想轴线重合。
3.根据权利要求1所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法，其特征在于，所述起始端设备是离子源真空室。
4.根据权利要求1所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法，其特征在于，所述光靶上画有十字同轴刻线。
5.根据权利要求1所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法，其特征在于，根据所需要的回旋加速器轴向注入线对中精度来设置所述激光定位孔和所述每个准直孔的直径。
6.根据权利要求5所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量方法，其特征在于，所述激光定位孔和所述每个准直孔的直径相同。
7.一种回旋加速器轴向注入线的对中测量装置，其特征在于包括：
回旋加速器轴向注入线；
激光光源定位工装，其被设置为沿所述回旋加速器轴向注入线位于所述回旋加速器轴向注入线的起始端设备处或在该起始端设备之外以确定用于发射激光的激光光源的位置，所述激光光源定位工装的中心具有激光定位孔以供所述激光穿过；
至少两个准直孔工装，它们被设置为沿所述回旋加速器轴向注入线位于所述回旋加速器轴向注入线的起始端设备与所述回旋加速器轴向注入线的末端之间，每个准直孔工装均在其中心具有一个准直孔以供所述激光穿过；以及
光靶，其被设置为沿所述回旋加速器轴向注入线位于所述回旋加速器轴向注入线的末端处或在该末端之外，
其中，在所述激光穿过所述激光定位孔和每个准直孔并且在所述光靶上形成光斑的情况下，根据所述激光在所述光靶上形成的光斑来测量所述回旋加速器轴向注入线对中精度。
8.根据权利要求7所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量装置，其特征在于，穿过所述激光定位孔的所述激光光源定位工装的轴线与所述起始端设备的理想轴线重合。
9.根据权利要求7所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量装置，其特征在于，所述起始端设备是离子源真空室。
10.根据权利要求7所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量装置，其特征在于，所述光靶上画有十字同轴刻线。
11.根据权利要求7所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量装置，其特征在于，根据所需要的回旋加速器轴向注入线对中精度来设置所述激光定位孔和所述每个准直孔的直径。
12.根据权利要求11所述的回旋加速器轴向注入线的对中测量装置，其特征在于，所述激光定位孔和所述每个准直孔的直径相同。
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