CN105425826B - 用于束流探测器的真空传动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于束流探测器的真空传动控制装置，包括：真空腔，该真空腔内为高真空；转动板，用于安装闪烁体材料，该转动板位于真空腔内并铰接于真空腔的腔壁；驱动机构，安装于真空腔腔壁，该驱动机构用于驱动转动板的一端往复摆动进而带动转动板在第一位置和第二位置间转动；限位机构，位于真空腔内并安装于真空腔腔壁，用于限制转动板在第一位置和第二位置间转动，第一位置为工作状态，第二位置为待机状态。本发明利用电磁力和杠杆原理完成探测器要求的机械动作，不会破坏真空，也无需其他密封装置。该装置结构简单，制造成本低，工作稳定，其在工作时不会影响真空度，对于改进型，其在待机时不产生磁场，不会对束流传输造成影响。

Description

用于束流探测器的真空传动控制装置

技术领域

本发明涉及束流诊断与测量领域，尤其涉及用于束流探测器的真空传动控制装置。

背景技术

束流探测器(或称束流检测器)大都有真空腔，腔内机构进行机械运动，包括转动或直线运动，用于对束流进行反射和测量。实现该转动或直线运动一种方法是用真空电机，但价格昂贵，另外一种方法是使用真空传动装置，但结构和控制都比较复杂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供用于束流探测器的真空传动控制装置，其结构简单，制造成本低，工作稳定。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

用于束流探测器的真空传动控制装置，包括：

真空腔，真空腔内为高真空状态，真空腔外为大气；

转动板，用于安装闪烁体材料，该转动板位于真空腔内并铰接于真空腔的腔壁；

驱动机构，安装于真空腔腔壁，该驱动机构用于驱动转动板的一端往复摆动进而带动转动板在在第一位置和第二位置间转动，第一位置为工作状态，驱动机构加电，第二位置为待机状态，驱动机构断电；

限位机构，位于真空腔内并安装于真空腔腔壁，用于限制转动板在第一位置和第二位置间转动。

优选地，驱动机构包括连接线、电源、可编程开关、电磁铁和磁性体，可编程开关的两端与电磁铁的两端电连接并形成控制回路，电源串接于该控制回路，磁性体连接于转动板的一端，电磁铁与该磁性体间隔相对。

优选地，电源、可编程开关位于真空腔外，电磁铁位于真空腔内，连接线通过真空接头穿接固定于真空腔腔壁。

优选地，磁性体铰接于转动板的一端。

优选地，驱动机构包括连接线、电源、可编程开关和分合闸电磁铁，可编程开关的两端与分合闸电磁铁的两端电连接并形成控制回路，电源串接于该控制回路，转动板的一端开有限位槽，分合闸电磁铁具有伸缩杆，该伸缩杆通过限位槽与转动板滑动连接。

优选地，电源、可编程开关位于真空腔外，分合闸电磁铁位于真空腔内，连接线通过真空接头穿接固定于真空腔腔壁。

优选地，限位机构包括均固定于真空腔腔壁的第一限位块和第二限位块，第一限位块靠近于转动板的一端，第二限位块靠近于转动板的另一端，第一限位块和第二限位块的连线平行于处于第一位置下的转动板。

优选地，第一限位块和第二限位块分别位于转动板两端的上方。

优选地，转动板与真空腔铰接形成铰接点，该铰接点位于束流线的上方，铰接点与转动板的一端间距小于铰接点与转动板另一端的间距。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过转动板与真空腔的铰接，使转动板形成杠杆，以在驱动机构的对转动板的一端的驱动作用下，使转动板可以在第一位置和第二位置间切换转动，从而以结构简单、成本低廉的方式实现了对转动板的转动传动，而且，由于具备限位机构的限位，使得转动板在真空腔内的转动更为稳定，以使传动工作稳定。本发明利用电磁力和杠杆原理完成探测器要求的机械动作，不会破坏真空，也无需其他密封装置。此外，对于改进型的驱动机构，断电后无磁场，不影响束流传输。

附图说明

图1为本发明用于束流探测器的真空传动控制装置的结构示意图；

图2为本发明采用其中一种驱动机构时转动板处于第二位置的原理图；

图3为本发明采用其中一种驱动机构时转动板处于第一位置的原理图；

图4为本发明采用另一种驱动机构时转动板处于第二位置的原理图；

图5为本发明采用另一种驱动机构时转动板处于第一位置的原理图。

图中：1、真空腔；2、探测窗；3、束流入射口；4、束流出射口；5、转动板；51、限位槽；52、铰接点；6、驱动机构；61、连接线；62、电源；63、可编程开关；64、电磁铁；65、磁性体；66、分合闸电磁铁；661、伸缩杆；662、弹簧；67、真空接头；7、限位机构；71、第一限位块；72、第二限位块。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1-2所示的用于束流探测器的真空传动控制装置，包括：真空腔1、转动板5、驱动机构6和限位机构7，其中：

真空腔1，该真空腔1腔壁具有探测窗2以及相对的束流入射口3和束流出射口4；

转动板5，用于安装闪烁体材料，该转动板5位于真空腔1内并铰接于真空腔1的腔壁；

驱动机构6，安装于真空腔1腔壁，该驱动机构6用于驱动转动板5的一端往复摆动进而带动转动板5在在第一位置和第二位置间转动，第一位置为工作状态，驱动机构加电，第二位置为待机状态，驱动机构断电；

限位机构7，位于真空腔1内并安装于真空腔1腔壁，用于限制转动板5在第一位置和第二位置间转动，在第一位置下，转动板5的板面与探测窗2正对，在第二位置下，转动板5平行于束流入射口3和束流出射口4的连线。

使用时，通过驱动机构6带动转动板5的一端摆动，以使转动板5位于第一位置或第二位置。如图3所示，当转动板5位于第一位置时，转动板5与束流入射口3和束流出射口4的连线相交，此时，束流从束流入射口3进入，照射于转动板5的闪烁体面板上，闪烁体在束流的粒子或射线轰击下发出荧光，通过探测窗2处的CCD相机探测该闪烁体面板反射产生的光线，并利用光学成像的方法测定束流的位置和截面形状，以便探测测量。在不需要测量时，如图2所示，只需将转动板5转动至第二位置，此时转动板5与束流入射口3和束流出射口4的连线平行，避开了束流，束流便可从束流出射口4射出，不影响束流的正常工作。

驱动机构6可采用常规的直线运动机构，为进一步简化结构，也可优选本例的其中一种驱动机构6，该驱动机构6包括连接线61、电源62、可编程开关63、电磁铁64和磁性体65，可编程开关63的两端与电磁铁64的两端电连接并形成控制回路，电源62串接于该控制回路，磁性体65连接于转动板5的一端，电磁铁64与该磁性体65间隔相对。利用电磁力和杠杆原理，实现转动板5在真空腔1内的转动动作。本例的电源62为直流电源62，磁性体65为永磁铁，永磁体下面为N极，上面为S极。当电磁铁64加电后，电磁铁64下面为N极，永磁铁上面为S极。电磁铁64线圈回路由直流电源62供电，可编程开关63，可进行远程控制。

其中，电源62、可编程开关63位于真空腔1外，电磁铁64位于真空腔1内，连接线61通过真空接头67穿接固定于真空腔1腔壁。真空腔1里的控制回路通过两个真空接头67与真空腔1外的控制回路连接。真空接头67可用BNC头或者Lemo头。电源62的电压电流可设计得足够大，以使电磁铁64能够产生足够的磁力转动转动板5。

为了形成更稳定、强度更足的磁力，磁性体65铰接于转动板5的一端，则电磁铁64得电后产生磁力时，跟随转动板5转动运动中的磁性体65也将转动，以使N极和S极保持相对，使转动板5转动更平稳。

采用该电磁铁64和磁性体65磁性吸附的方式形成的具体控制方案如下：

该用于束流探测器的真空传动控制装置，包括：

真空腔，该真空腔内为真空，外部为空气；转动板，位于真空腔内并铰接于转动轴，转动轴安装于真空腔侧壁上；永磁铁，固定于转动板一端，电磁铁固定在真空腔上壁，通电后磁体相互吸引驱动转动板的较短一端摆动，进而带动转动板在待机位置(第二位置)和工作位置(第一位置)间转动，在待机位置时有束流通过，工作位置时束流打在转动板上；电磁铁的供电和控制线路通过真空接头连接真空腔内外回路。

在其它实施例中，为在待机时不影响束流，也可采用另一种驱动机构6，形成改进型，如图4-5所示，该驱动机构6包括连接线61、电源62、可编程开关63和分合闸电磁铁66，可编程开关63的两端与分合闸电磁铁66的两端电连接并形成控制回路，电源62串接于该控制回路，转动板5的一端开有限位槽51，分合闸电磁铁66具有伸缩杆661，该伸缩杆661伸入限位槽51并与转动板5的滑动连接。分合闸器断电时，伸缩杆不动作，弹簧处于自然伸长状态，转动板处于第一位置，如图4，分合闸电磁铁66通电，其内部电磁力带动伸缩杆661向上运动，分合闸电磁铁66的弹簧662被压缩，带动转动板5转动，转动板5处于第二位置，如图5所示，断电后，分合闸电磁铁66失去电磁力，分合闸电磁铁66的弹簧的弹力使伸缩杆661向下运动，恢复到第一位置。电源切断后该驱动机构6将不对真空腔1产生磁场，避免影响束流。

其中，电源62、可编程开关63位于真空腔1外，分合闸电磁铁66位于真空腔1内，连接线61通过真空接头67穿接固定于真空腔1腔壁。

作为一个优选的实施方式，如图2-5所示，本例的限位机构7包括均固定于真空腔1腔壁的第一限位块71和第二限位块72，第一限位块71靠近于转动板5的一端，第二限位块72靠近于转动板5的另一端，第一限位块71和第二限位块72的连线平行于处于第一位置下的转动板5。当转动板5摆动至第一位置时，将被第一限位块71阻挡限位，当转动板5摆动至第二位置时，将被第二限位块72阻挡限位，以使转动板5的转动工作更稳定。其中，第一限位块71和第二限位块72分别位于转动板5两端的上方。

为更好地不影响束流的工作，如图2所示，转动板5与真空腔1铰接形成铰接点52，该铰接点52位于束流入射口3与束流出射口4连线的上方，铰接点52与转动板5的一端间距小于铰接点52与转动板5另一端的间距。藉此，铰接点52可尽可能避开束流，转动板5的在第二位置时也可以尽可能避开对束流的干扰，而在第一位置时，又可充分阻挡反射束流，形成杠杆式的转动。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于束流探测器的真空传动控制装置，其特征在于，包括：

真空腔，真空腔内为高真空状态，真空腔外为大气；

转动板，用于安装闪烁体材料，该转动板位于真空腔内并铰接于真空腔的腔壁；

驱动机构，安装于真空腔腔壁，该驱动机构用于驱动转动板的一端往复摆动进而带动转动板在在第一位置和第二位置间转动，第一位置为工作状态，驱动机构加电，第二位置为待机状态，驱动机构断电；

限位机构，位于真空腔内并安装于真空腔腔壁，用于限制转动板在第一位置和第二位置间转动。

2.根据权利要求1所述的用于束流探测器的真空传动控制装置，其特征在于，驱动机构包括连接线、电源、可编程开关、电磁铁和磁性体，可编程开关的两端与电磁铁的两端电连接并形成控制回路，电源串接于该控制回路，磁性体连接于转动板的一端，电磁铁与该磁性体间隔相对。

3.根据权利要求2所述的用于束流探测器的真空传动控制装置，其特征在于，电源、可编程开关位于真空腔外，电磁铁位于真空腔内，连接线通过真空接头穿接固定于真空腔腔壁。

4.根据权利要求2所述的用于束流探测器的真空传动控制装置，其特征在于，磁性体铰接于转动板的一端。

5.根据权利要求1所述的用于束流探测器的真空传动控制装置，其特征在于，驱动机构包括连接线、电源、可编程开关和分合闸电磁铁，可编程开关的两端与分合闸电磁铁的两端电连接并形成控制回路，电源串接于该控制回路，转动板的一端开有限位槽，分合闸电磁铁具有伸缩杆，该伸缩杆通过限位槽与转动板滑动连接。

6.根据权利要求5所述的用于束流探测器的真空传动控制装置，其特征在于，电源、可编程开关位于真空腔外，分合闸电磁铁位于真空腔内，连接线通过真空接头穿接固定于真空腔腔壁。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于束流探测器的真空传动控制装置，其特征在于，限位机构包括均固定于真空腔腔壁的第一限位块和第二限位块，第一限位块靠近于转动板的一端，第二限位块靠近于转动板的另一端，第一限位块和第二限位块的连线平行于处于第一位置下的转动板。

8.根据权利要求7所述的用于束流探测器的真空传动控制装置，其特征在于，第一限位块和第二限位块分别位于转动板两端的上方。

9.根据权利要求8所述的用于束流探测器的真空传动控制装置，其特征在于，转动板与真空腔铰接形成铰接点，该铰接点位于束流线的上方，铰接点与转动板的一端间距小于铰接点与转动板另一端的间距。