CN108322992A - 射频加速管微波参数调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种射频加速管微波参数调节装置。该调节装置包括台架和调谐系统；所述台架包括台面、框架和脚轮，所述台面上设有固定孔矩阵；所述调谐系统包括第一滑轨，以及能够沿第一滑轨滑动的调谐设备移动模块；所述第一滑轨通过所述固定孔矩阵固定在台架上；所述调谐设备移动模块上设有第一竖直轨道，以及能够沿第一竖直轨道滑动的调谐设备。
Description
技术领域
本发明属于加速器领域，特别涉及一种射频加速管微波参数调节装置。
背景技术
在射频直线加速器领域，射频直线加速器的加速结构按设计初步加工后，由于加工精度及加工误差的影响，通常需要对不满足参数要求的加速结构进行精细调谐。与此同时，初步加工后加速结构参数的确定以及加速结构的精细调谐还涉及到微波参数的测量。
具体来说，对于加速结构的调谐，可能会涉及加速腔或耦合器的精细调谐；而对于微波参数的测量，则可能会涉及单一加速腔、加速腔链或整体射频加速管的测量。
对于上述加速结构调谐和微波参数测量所涉及的各项工作，国内外目前均采用截然分开的手动操作方式，操作精度低，一致性差，不利于射频直线加速器加速结构的精细调谐和微波参数的准确测量。
发明内容
为解决目前射频直线加速器在初步加工后，其加速结构调谐、微波参数测量中存在的操作精度低，一致性差等问题，实现射频直线加速器加速结构的精细调谐、微波参数的准确测量，本发明提供了一种射频加速管微波参数调节装置。
该调节装置包括台架和调谐系统；所述台架包括台面、框架和脚轮，所述台面上设有固定孔矩阵；所述调谐系统包括第一滑轨，以及能够沿第一滑轨滑动的调谐设备移动模块；所述第一滑轨通过所述固定孔矩阵固定在台架上；所述调谐设备移动模块上设有第一竖直轨道，以及能够沿第一竖直轨道滑动的调谐设备。
根据一种实施方式，所述调谐设备可以包括调谐螺钉、调谐旋钮、设有长槽孔的横梁、以及以螺栓固定在所述长槽孔上的立板；所述调谐螺钉具有两段螺纹结构，靠近调谐螺钉帽的一段为第一螺纹结构，远离调谐螺钉帽的一段为第二螺纹结构，第一螺纹结构的径向尺寸大于第二螺纹结构的径向尺寸；所述调谐旋钮为两端带有凸缘的圆柱体，其轴心设有与调谐螺钉相配合的贯穿调谐螺孔；所述立板上设有圆孔；所述调谐旋钮嵌入立板上的圆孔，并通过两端的凸缘卡在该圆孔处。
根据一种实施方式，所述第一竖直轨道上部设置用于驱动调谐设备上下滑动的第一驱动电机。
根据一种实施方式，所述台面采用整块铝板加工而成。
根据一种实施方式，该调节装置还包括探针测量系统，所述探针测量系统包括第二滑轨、探针移动模块、探针模块、V型槽模块；所述第二滑轨通过所述固定孔矩阵固定在台架上，第二滑轨与第一滑轨相平行；所述探针移动模块包括第一探针移动模块和第二探针移动模块，二者均能够沿第二滑轨滑动；所述第一探针移动模块和第二探针移动模块上分别设有第二竖直轨道和第三竖直轨道；所述探针模块包括第一探针模块和第二探针模块，第一探针模块和第二探针模块分别设置在第二竖直轨道和第三竖直轨道上，且均能沿相应的竖直轨道滑动；所述V型槽模块为2块以上，均设置在第一探针移动模块与第二探针移动模块之间的第二滑轨上，并能够沿第二滑轨滑动。
根据一种实施方式，所述第一探针移动模块和第二探针移动模块在第二滑轨上的滑动采用步进电机驱动。
根据一种实施方式，该调节装置还包括非谐振微扰测量系统，所述非谐振微扰测量系统包括第四竖直轨道和第五竖直轨道；所述第四竖直轨道上设有可沿其滑动的第四滑块，所述第四滑块上设有第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮为主动滑轮，所述第二滑轮为从动滑轮；所述主动滑轮由电机驱动旋转；所述第五竖直轨道上设有可沿其滑动的第五滑块，所述第五滑块上设有第三滑轮和第四滑轮，所述第三滑轮和第四滑轮均为从动滑轮；所述第一滑轮与第二滑轮之间，以及第三滑轮与第四滑轮之间的相对位置可调；所述非谐振微扰测量系统还包括测量线和固定在测量线上的微扰体。
根据一种实施方式，所述第四滑块的滑动由步进电机驱动。
根据一种实施方式，该调节装置还包括控制系统，用于对调谐系统、探针测量系统、非谐振微扰测量系统进行控制。
综上所述，本发明的射频加速管微波参数调节装置结构设计合理，能够实现较高的自动化操作，也可以实现手动操作测量，各子系统操作便捷，测量精度和测量效率高，一致性好。
所设计的各个系统中，台架采用了矩阵式固定孔，便于对其它设备的固定调整；调谐系统用于射频加速管微波参量调谐，采用滑轨及移动模块结构，便于操作；设计的调谐设备具备横向的上下、左右调整功能，通过长槽孔可以手动调节对不同直径工件的调谐，方便精确定位调谐点；探针测量系统用于单腔测量与腔链测量，其设计便于探针水平高度的调节，探针可以拆下，能够满足不同波段的射频加速管测量；非谐振微扰测量系统用于整管测量，采用了滑轮组，便于实现不同外径、不同中心高度的射频加速管测量，微扰体的运动调节方便，操作灵活；控制系统用于各系统的控制。
附图说明
图1本发明的台架示意图。
图2本发明的调谐系统正视图。
图3本发明的调谐系统俯视图。
图4本发明的调谐设备示意图。
图5本发明的探针测量系统示意图。
图6本发明的非谐振微扰测量系统的竖直轨道正视图。
图7本发明的非谐振微扰测量系统的竖直轨道侧视图。
图8本发明的射频加速管微波参数调节装置一种实施方式示意图。
附图标记：1.台面，2.框架，3.脚轮，4.第一滑轨，5.第一竖直轨道，6.调谐设备，7.调谐螺钉，8.调谐旋钮，9.横梁，10.立板，11.调谐螺钉帽，12.第一驱动电机，13.第二滑轨，14.V型槽模块，15.第一探针移动模块，16.第二探针移动模块，17.第一探针模块，18.第二探针模块，19.第二竖直轨道，20.第三竖直轨道，21.第四竖直轨道，22.第五竖直轨道，23.第四滑块，24.第一滑轮，25.第二滑轮，26.第五滑块，27.第三滑轮，28.第四滑轮。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。
在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明的实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。为了清楚地示出各个部件的细节，附图中的各个部件并不是按比例绘制的，所以附图中的各个部件的比例也不应作为一种限制。
实施例1
采用本发明的调谐系统对某射频加速管进行微波参量调谐(参见附图1-3)，其主要步骤如下：
(一)确定待调谐的腔体及调谐量，如本实施例的第25号腔体，调谐量﹢800kHz；
(二)将调谐设备移动模块沿第一滑轨4滑动至待调谐的腔体位置；
(三)通过调谐设备对腔体进行调谐。
步骤(三)的调谐设备也可以是附图4所示的调谐设备6，其调谐过程的操作如下：将调谐螺钉7旋入腔体调谐孔，并旋紧；通过旋动调谐旋钮8对腔体进行调谐，至调谐量达到﹢800kHz后停止，取下腔体，完成调谐。
实际应用表明，上述调谐过程操作较为方便，调谐精度高，所设计的调谐设备能够十分便捷的完成腔体的调谐，通过长槽孔可以手动调节对不同直径工件的调谐，方便精确定位调谐点。
实施例2
采用本发明的探针测量系统对某射频加速管进行单腔(或腔链)测量(参见附图5)，其主要步骤如下：
(一)将待测腔体(或腔链)置于V型槽模块14上；
(二)调节探针的水平高度，令第一探针移动模块15和第二探针移动模16块沿第二滑轨13滑动，使探针到达待测腔体(或腔链)的测量位置；
(三)记录测量值；
(四)移开第一探针移动模块15和第二探针移动模块16，取下腔体(或腔链)，完成测量。
实际应用表明，上述测量过程操作十分方便快捷，测量结果精度高，探针水平高度的调节方便，能够满足不同波段的射频加速管测量。
实施例3
采用本发明的非谐振微扰测量系统对某射频加速管进行整管测量(参见附图6-7)，其主要步骤如下：
(一)将测量线穿过放置好的待测射频加速管；
(二)分别调节第一滑轮24与第二滑轮25之间的距离，第三滑轮26与第四滑轮27之间的距离，使之适应待测射频加速管的尺寸；
(三)通过第一滑轮24驱动测量线，使微扰体移动至加速管输入端外侧5cm处；
(四)设定微扰体的移动速度和移动距离，对待测射频加速管进行测量，获得测量数据。
实际应用表明，上述测量过程操作方便，测量结果精度高，所采用的滑轮组便于实现不同外径、不同中心高度的射频加速管测量，微扰体的运动调节方便，操作灵活。
实施例4
本发明控制系统对调谐系统、探针测量系统、非谐振微扰测量系统的控制方式如下：
调谐系统中，调谐设备移动模块沿第一滑轨4的滑动一般采用手动操作，调谐设备的上下移动可采用自动控制，调谐螺钉7的旋入和调谐旋钮8的旋动采用手动操作。
探针测量系统中，探针移动模块在第二滑轨13上的滑动可采用自动控制，探针模块沿竖直轨道的滑动可采用手动操作，V型槽模块14沿第二滑轨13的滑动可采用手动操作。
非谐振微扰测量系统中，滑轮组的转动采用自动控制，可根据待测射频加速管的长度设定微扰体的移动速度和移动距离，并自动获得测量结果。
实施例5
采用本发明的射频加速管微波参数调节装置对某S波段(工作频率2856MHz)行波射频加速管的加工过程各阶段进行相应调谐及测量(整体微波参数调节装置参见附图8)，其主要步骤如下：
(一)将精加工后的腔体按指定顺序紧固成为腔链，使用探针测量系统对腔体进行测量，对不合格的腔体进行加工修正；
(二)将各腔体按指定顺序进行焊接后形成整管，随后使用非谐振微扰测量系统进行测量；
(三)根据非谐振微扰测量的结果，对精度不满足要求的腔体使用调谐系统进行调谐，直至满足要求，完成调谐及测量工作。
经检测，上述微波参数调节所获得的单腔和腔链的频率测量精度达到±0.0005％(2856MHz±15kHz)；整管的相位测量精度达到±0.03％(120°±0.04°)；调谐精度达到±0.002％(2856MHz±50kHz)，因此在各个方面均获得了很高的精度。
上述微波参数调节表明，本发明能够实现射频加速管的高精度测量与调谐，表明本发明通过单一台架及相应调谐/测量系统即可方便快捷的完成射频加速管的微波参数调节，测量范围覆盖单腔到腔链，且能够扩展应用于不同波段范围的加速结构，测量调谐精度完全满足要求。
虽然根据本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，然而，本领域普通技术人员应理解，在不背离本发明的总体构思的原则和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
Claims (10)
1.一种射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：该调节装置包括台架和调谐系统；所述台架包括台面、框架和脚轮，所述台面上设有固定孔矩阵；所述调谐系统包括第一滑轨，以及能够沿第一滑轨滑动的调谐设备移动模块；所述第一滑轨通过所述固定孔矩阵固定在台架上；所述调谐设备移动模块上设有第一竖直轨道，以及能够沿第一竖直轨道滑动的调谐设备。
2.根据权利要求1所述的射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：所述调谐设备包括调谐螺钉、调谐旋钮、设有长槽孔的横梁、以及以螺栓固定在所述长槽孔上的立板；所述调谐螺钉具有两段螺纹结构，靠近调谐螺钉帽的一段为第一螺纹结构，远离调谐螺钉帽的一段为第二螺纹结构，第一螺纹结构的径向尺寸大于第二螺纹结构的径向尺寸；所述调谐旋钮为两端带有凸缘的圆柱体，其轴心设有与调谐螺钉相配合的贯穿调谐螺孔；所述立板上设有圆孔；所述调谐旋钮嵌入立板上的圆孔，并通过两端的凸缘卡在该圆孔处。
3.根据权利要求1或2所述的射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：所述第一竖直轨道上部设置用于驱动调谐设备上下滑动的第一驱动电机。
4.根据权利要求1或2所述的射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：所述台面采用整块铝板加工而成。
5.根据权利要求1或2所述的射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：该调节装置还包括探针测量系统，所述探针测量系统包括第二滑轨、探针移动模块、探针模块、V型槽模块；所述第二滑轨通过所述固定孔矩阵固定在台架上，第二滑轨与第一滑轨相平行；所述探针移动模块包括第一探针移动模块和第二探针移动模块，二者均能够沿第二滑轨滑动；所述第一探针移动模块和第二探针移动模块上分别设有第二竖直轨道和第三竖直轨道；所述探针模块包括第一探针模块和第二探针模块，第一探针模块和第二探针模块分别设置在第二竖直轨道和第三竖直轨道上，且均能沿相应的竖直轨道滑动；所述V型槽模块为2块以上，均设置在第一探针移动模块与第二探针移动模块之间的第二滑轨上，并能够沿第二滑轨滑动。
6.根据权利要求5所述的射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：所述第一探针移动模块和第二探针移动模块在第二滑轨上的滑动采用步进电机驱动。
7.根据权利要求1所述的射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：该调节装置还包括非谐振微扰测量系统，所述非谐振微扰测量系统包括第四竖直轨道和第五竖直轨道；所述第四竖直轨道上设有可沿其滑动的第四滑块，所述第四滑块上设有第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮为主动滑轮，所述第二滑轮为从动滑轮；所述主动滑轮由电机驱动旋转；所述第五竖直轨道上设有可沿其滑动的第五滑块，所述第五滑块上设有第三滑轮和第四滑轮，所述第三滑轮和第四滑轮均为从动滑轮；所述第一滑轮与第二滑轮之间，以及第三滑轮与第四滑轮之间的相对位置可调；所述非谐振微扰测量系统还包括测量线和固定在测量线上的微扰体。
8.根据权利要求5所述的射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：该调节装置还包括非谐振微扰测量系统，所述非谐振微扰测量系统包括第四竖直轨道和第五竖直轨道；所述第四竖直轨道上设有可沿其滑动的第四滑块，所述第四滑块上设有第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮为主动滑轮，所述第二滑轮为从动滑轮；所述主动滑轮由电机驱动旋转；所述第五竖直轨道上设有可沿其滑动的第五滑块，所述第五滑块上设有第三滑轮和第四滑轮，所述第三滑轮和第四滑轮均为从动滑轮；所述第一滑轮与第二滑轮之间，以及第三滑轮与第四滑轮之间的相对位置可调；所述非谐振微扰测量系统还包括测量线和固定在测量线上的微扰体。
9.根据权利要求7或8所述的射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：所述第四滑块的滑动由步进电机驱动。
10.根据权利要求7或8所述的射频加速管微波参数调节装置，其特征在于：该调节装置还包括控制系统，用于对调谐系统、探针测量系统、非谐振微扰测量系统进行控制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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