CN106406215A - 一种用于同位素电磁分离器接收器的控制系统 - Google Patents

一种用于同位素电磁分离器接收器的控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述系统包括：挡门电机、第一丝杠、前后电机、第一传动杆、扫描电机、第二传动杆、第二丝杠、谱线扫描口袋；其中，所述挡门电机固定在所述接收器的尾端；所述扫描电机固定在所述接收器的法兰上，扫描电机带动相连的第一传动杆、万向节、第二丝杠转动，第二丝杠上连接接收离子束流的谱线扫描口袋；所述前后电机固定在接收器的法兰盘上，前后电机转动带动第一丝杠转动，第一丝杠能够带动第二传动杆前后移动。所述控制系统通过PCL采集数据，实现了远程控制，操作简易而且可靠性高。可实时测量束流谱线，根据谱线分析束流的分离状态，进行参数调节，改善束流的分离品质，提高同位素的丰度。

Description

一种用于同位素电磁分离器接收器的控制系统
技术领域
本发明具体涉及一种用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，属于同位素电磁分离器技术领域。
背景技术
同位素电磁分离器是我国唯一一台大型同位素电磁分离器。为了保障我国卫星导航系统核心材料Rb-85、Rb-87国产化，对同位素电磁分离器进行综合技术改造，同位素电磁分离器控制系统是同位素电磁分离器综合技术改造项目的五个重点系统之一。
同位素电磁分离器的接收器是分离器的核心部件之一，主要用于接收同位素。原有的接收器存在如下技术问题：
(1)采用就地手动控制模式，实时调节困难；
(2)束流采集通过电气控制方式，采集精度低；
(3)无束流扫描功能。
发明内容
为解决以上问题，本发明的目的是提供一种用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述控制系统通过PCL采集数据，实现了远程控制，操作简易而且可靠性高。
具体的，本发明提供了一种用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述系统包括如下部件：挡门电机、第一丝杠、前后电机、第一传动杆、扫描电机、第二传动杆、第二丝杠、第三传动杆、谱线扫描口袋；
其中，所述挡门电机固定在所述接收器的尾端；
所述扫描电机固定在所述接收器的法兰上，扫描电机带动相连的第一传动杆、万向节、第二丝杠转动，第二丝杠上连接接收离子束流的谱线扫描口袋；
所述前后电机固定在接收器的法兰盘上，前后电机转动带动第一丝杠转动，第一丝杠能够带动第二传动杆前后移动。
进一步，如上所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述挡门电机能够转动并通过所述第三传动杆控制接收器的挡门的开关，并且所述挡门电机有起点和终点两个限位开关。
进一步，如上所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述扫描电机和前后电机均具有起点和终点两个限位开关。
进一步，如上所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述谱线扫描口袋能够从第二丝杠的一端移动到另一端。
进一步，如上所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述接收器的接收口袋有7个，均安装在所述上支板和下支板上。
进一步，如上所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述系统进一步包括一个19针航空插头，能够接收7个接收口袋的束流信号、挡门的束流信号一个、所述接收器的面板的束流信号一个、谱线扫描口袋的束流信号一个。
进一步，如上所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述19针航空插头连接采集模块进行采集、分析、显示、存储。
进一步，如上所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述三个电机与十个束流信号的传输电缆采用双绞屏蔽线。
进一步，如上所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，所述航空插头和采集模块之间连有十个电阻，所述电阻为250欧，工作功率为0.5瓦，十个电阻分别对应并连接航空插头对应十个束流信号的针。
本发明具有如下有益效果：
1)实现远程控制，操作方便、简单，可实时操作接收器位置，找到束流的最佳接收位置，提高同位素的丰度。
2)通过PLC采集数据，数据采集精度高、可靠性高，根据采集的数据对参数进行调节，改善束流品质，提高同位素丰度。
3)增加了束流扫描功能，可实时测量束流谱线，根据谱线分析束流的分离状态，进行参数调节，改善束流的分离品质，提高同位素的丰度。
附图说明
图1为本发明用于同位素电磁分离器接收器的侧视图。
图2为本发明用于同位素电磁分离器接收器的挡门内部结构示意图。
图3为本发明的控制系统结构原理图。
附图标记对应如下：1挡门电机；2航空插头；3第一丝杠；4前后电机；5接收口袋；6面板；7挡门；8第一传动杆；9扫描电机；10第二传动杆；11第二丝杠；12谱线扫描口袋；13第三传动杆；14上支板；15下支板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、2所示，本发明所提供的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统包括如下部件：挡门电机1、航空插头2、第一丝杠3、前后电机4、接收口袋5、面板6、挡门7、第一传动杆8、扫描电机9、第二传动杆10、第二丝杠11、谱线扫描口袋12、第三传动杆13、上支板14、下支板15。
接收器的控制点包括三个电机1、4、9的转动及其限位开关和十个束流测量点。
挡门电机1：挡门电机固定在接收器的尾端。挡门电机转动通过第三传动杆13控制接收器挡门7的开关，有起点和终点两个限位开关。
扫描电机9：固定在接收器法兰上。扫描电机有起点和终点两个限位开关。其工作原理是扫描电机带动相连的第一传动杆8、万向节、丝杠11转动，丝杠11上连接一个接收离子束流的谱线扫描口袋12，可以从丝杠11的一端移动到另一端。实验时，离子束固定不动，扫描电机9带动谱线扫描口袋12移动，一次扫过束，实现谱线扫描。
前后电机4：前后电机固定在法兰盘上，前后电机转动带动第一丝杠3转动，第一丝杠3带动第二传动杆10前后移动，实现接收器头部整体的前后移动，前后电机有起点和终点两个限位开关。接收器用于同时接收已分开的多个同位素，对每种同位素，接收的最佳位置是不同的。在运行中，由于加速电压、弧放电等参数的变化，离子束聚焦面的位置也在变化，为更好地接收同位素，通过远程控制前后电机运动带动接收器前后移动，使离子束的位置与相应的口袋位置对准，来保证同位素的丰度。
图1、2中5为接收器的一个接收口袋，在同样位置最多可以并排排放7个同样的接收口袋。由于所述挡门、面板的材质为石墨，离子束打在接收口袋、挡门、面板、谱线扫面口袋上，即产生束流电信号。本发明中需测量7个接收口袋5的束流、挡门7的束流一个、面板6的束流一个、谱线扫描口袋12的束流一个。这些测量点在真空室内，通过一个19针航空插头2引出，信号在真空室外通过采集模块(用PLC来实现)进行采集、分析、显示、存储。如图3所示，表示了本发明的控制系统结构原理。
由于上述束流信号为直流小信号，因此存在小信号放大、处理及抗干扰问题。为了减少电机对束流信号的干扰，电机与束流信号的传输电缆分开，电缆采用双绞屏蔽线。测量束流信号电流的测量范围为0-10mA，为了测量准确性，测量束流时将电流通过特定值的电阻转换成电压信号进行采集。所述电阻为250欧，工作功率为0.5瓦，共有十个，分别对应十个束流信号。
本发明的接收器控制对象列表如下表1所示:
表1接收器控制对象列表
本发明的接收器口袋移动由原有的手动方式改为电动方式，可远程精确调节，实时调节接收器的位置，确定接收器的最佳接收位置；提高了束流的采集精度；通过分析束流扫描谱线，调节设备的运行参数，提高束流的品质，最终提高同位素产品的丰度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，其特征在于：
所述系统包括如下部件：挡门电机、前后电机、扫描电机、第一丝杠、第一传动杆、第二传动杆、第二丝杠、第三传动杆、谱线扫描口袋；其中，
所述挡门电机固定在所述接收器的尾端；
所述扫描电机固定在所述接收器的法兰上，扫描电机带动相连的第一传动杆、万向节、第二丝杠转动，第二丝杠上连接接收离子束流的谱线扫描口袋；
所述前后电机固定在接收器的法兰盘上，前后电机转动带动第一丝杠转动，第一丝杠能够带动第二传动杆前后移动。
2.如权利要求1所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，其特征在于：
所述挡门电机能够转动并通过所述第三传动杆控制接收器的挡门的开关。
3.如权利要求1所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，其特征在于：
所述挡门电机、扫描电机、前后电机均具有起点和终点两个限位开关。
4.如权利要求1所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，其特征在于：
所述谱线扫描口袋能够从第二丝杠的一端移动到另一端。
5.如权利要求1或2所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，其特征在于：
所述接收器的接收口袋有7个，均安装在上支板和下支板上。
6.如权利要求5所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，其特征在于：
所述系统进一步包括一个19针航空插头，能够接收7个接收口袋的束流信号、挡门的束流信号一个、所述接收器的面板的束流信号一个、谱线扫描口袋的束流信号一个。
7.如权利要求6所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，其特征在于：
所述19针航空插头连接采集模块进行采集、分析、显示、存储。
8.如权利要求6或7所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，其特征在于：
所述三个电机与十个束流信号的传输电缆采用双绞屏蔽线。
9.如权利要求7所述的用于同位素电磁分离器接收器的控制系统，其特征在于：
所述航空插头和采集模块之间连有十个电阻，所述十个电阻分别对应并连接航空插头的对应十个束流信号的针。
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