CN108605407B - 用于加速器设备的旋转模块 - Google Patents

Abstract

提出一种用于加速器设备的测量装置(100以及110、120、115、125)的新型旋转模块(20)。所述旋转模块包括第一径向轴承(22、22')，所述第一径向轴承具有第一轴承侧(24)和第二轴承侧，所述第一轴承侧(24)设计成能够与加速器侧的法兰连接件配对，所述第二轴承侧用于将所述测量装置支承式地承接在所述第一径向轴承上，因此测量装置通过第一径向轴承与加速器设备相连，其中旋转模块还具有用于控制测量装置围绕旋转轴的旋转运动的驱动器。

Description

用于加速器设备的旋转模块

技术领域

本发明涉及一种用于加速器设备的旋转模块、一种可旋转的狭缝光栅发射度测量设备以及一种用于确定粒子射束的发射度的方法。

背景技术和发明的一般说明

在加速器设备中，粒子射束或颗粒射束通常由射束源形成、被加速至提取能量并且被导引至目标。

尤其对于这种颗粒射束来说，发射度是一个重要的品质因素。发射度被定义为通过辐射管中的粒子分布所占据的相空间，并且它适合于量化射束质量并且使射束分别与之后的辐射光学器件适配。

对于超过一定动能的强子，相空间的测量可能是困难的，或者甚至到目前为止可能无法对其进行测量。这个恰恰对于粒子加速器的设计重要的发射度参数的测量可能仅一定程度地可行，即这种相空间的投影借助两个分离的测量、例如在水平x-x'平面和垂直y-y'平面上被测量。如果这些平面之间没有相关性，或者所述相关性很小以至于可以忽略这些平面之间的关联性，那么通过这种测量可以获得足够的结果。但是，更新的要求(需要粒子射束的更高品质)以及更新的认知(例如关于非线性场、例如偶极边缘场，磁性线圈或倾斜插入的磁体的场的影响的关联性，或者由于射束管中的射束损失)显示出，在测量平面之间的这种独立性并不是始终存在。

在这种背景下申请人研发了一种旋转模块，其能够将测量站或测量装置可旋转地安置在加速器上或装入加速器中。旋转模块提供了供测量装置装入的可变的安装长度，因此可以使用不同的测量装置。

所要解决的技术问题的另一方面在于，提供一种测量装置，其能够测量粒子射束的完整的相空间(Phasenraum)，其中，平面之间的关联性也可以测量。

另外的技术问题由以下描述或借助特定实施形式实现的特别的优点解决。

所述技术问题通过独立权利要求的技术方案解决。有利的实施形式是从属权利要求的技术方案。

用于加速器设备的测量装置的按照本发明的旋转模块包含具有第一轴承侧的第一径向轴承，其设计为可与加速器侧的法兰接口配对或者说适配。第一径向轴向例如这样构造，使得其能够安装在用于加速器设备的构件支架的标准化的支架支座或者说容纳部上。这种构件支架通用地安装在各种加速器设备中。第一径向轴承优选设计为径向滚动轴承，其中，滚动体布置在径向轴承的轴承导引件和测量装置的轴承件之间。

为了提高径向轴承的密封性，特别是在设计为尽可能真空密封的径向滚动轴承的情况下，可以使用密封径向轴承的圆周的径向密封器件，例如由合适材料制成的密封唇。被证实为实用的是，作为补充或备选将闸阀集成在径向轴承中，其在旋转运动期间将加速器的真空化的其余部分与径向轴承分开，并且因此防止其余加速器部分上的压力升高。在到达终点位置例如测量位置时，闸阀被打开。滚动轴承或径向密封器件设计成，使得当测量装置静止时可以实现更好的密封效果，并且因此可以将压力升高限制在最小程度。

第一径向轴承还具有用于将测量装置支承式地承接在第一径向轴承上的第二轴承侧。例如，测量装置可以通过轴承件啮合在径向轴承中，其中测量装置的轴承件形成对应轴承并且与径向轴承一起实现径向轴承的功能并且确保测量装置的可旋转的布局。优选地或替代地，轴承件与测量装置可分离地设计，使得轴承件可以保持在径向轴承中并且测量装置可以例如固定在轴承件的轴承件法兰上。这简化了测量装置的装配、拆卸或更换。

测量装置因此经由第一径向轴承与加速器设备连接。通常，加速器设备包括射束管，在射束管中导引粒子射束。第一径向轴承的轴承法兰在这种情况下与射束管连接。在射束管中尤其导引粒子射束，因此粒子射束沿着射束轴导引通过加速器设备、第一径向轴承和测量装置。换句话说，颗粒射束穿过测量装置。

在优选的情况中，测量装置是射束测量装置，其尤其测量加速器设备的颗粒射束的特性，射束测量装置可以直接在穿过测量装置的粒子射束上测量射束特性。

旋转模块还包括用于控制测量装置围绕旋转轴的旋转运动的驱动器。例如，驱动器可以直接地或通过传动连接作用于轴承件和旋转运动。

旋转模块还可以包括真空密封的第二径向轴承，其具有用于将测量装置支承式地承接在径向轴承上的第一轴承侧。第二径向轴承与第一径向轴承对置地布置在测量装置上。换句话说，测量装置布置在第一径向轴承和第二径向轴承之间。

旋转模块还可以包括用于确定测量装置的旋转角的旋转角测量器，其中旋转角测量器可以尤其直接地或通过传动连接与驱动器连接。旋转角测量器尤其设置用于测量所述测量装置相对于中性位置的旋转角。例如，中性位置可以是平行于地球表面延伸的平面。中性位置例如也可以是水平或垂直的颗粒振动的平面。

旋转模块还可以包括具有至少一个终端位置开关或者说限位开关的终端止挡，用于限制测量装置可用的旋转角。终端止挡可以纯电气地或电子地实施，从而在达到一定的旋转角时停止旋转运动。终端止挡还可以具有机械止挡，其定义测量设备的最大旋转角。优选地使用两个终端止挡，因此从测量装置的中性位置出发测量装置能够向两个方向旋转，例如正向或负向、或者说沿射束方向右转或左转。

所述驱动器可以包括步进电机，该步进电机能够对测量装置进行高精度调节并且例如实现数字控制。所以在此还可以援用经过验证的商用发动机技术，并且可以确保可靠的持久运行。

驱动器可以将旋转运动例如通过皮带传动件或者说传动皮带传递到测量装置上。为此，驱动器必要时具有主动带轮，测量装置具有合适的随动件，例如皮带轮，以便通过张紧的皮带实现驱动器和测量装置之间的力传输。传动皮带特别廉价。此外可以实现齿轮连接，其可以设计得特别耐用并且因此可以进一步减小可能的由于传动引起的旋转角误差，因此在必要时可以取消使用旋转角测量器。

旋转模块优选包括用于减慢或停止测量装置的旋转运动的制动装置。在一个简单的实施例中，制动装置可以以盘式制动器的方式设计，如例如在机动车结构中已知的那样。为此可以在测量装置上设置相应的环绕的或部分旋转的盘。然后可以在旋转模块上布置制动器件，例如简单的制动闸块。制动装置也可以用于将测量装置止动或者说锁定在测量位置上，从而可以实现测量装置的充分无振动的布置并且因此减少测量误差。

射束轴尤其基本上在中央导引通过旋转模块以及测量装置，粒子射束沿着射束轴延伸。旋转模块的旋转轴尤其与射束轴相同。

加速器设备的粒子射束尤其是这样的颗粒射束，其包括例如强子并且是强子射束，或者包括离子(带电强子)并且是离子颗粒射束。通常关注的是在光子束、电子束(轻子束)或强子束上的测量，其中在强子束领域中的使用是特别优选的。

加速器设备优选地包括线性的粒子加速器和/或射束传输路径。加速器设备也可以包括用于加速或进一步加速颗粒射束的颗粒的同步加速器或回旋加速器。更优选地，加速器设备包括离子线性加速器和/或离子同步加速器。这种加速器设备可以设置为包括如上所述的旋转模块。

本发明还提供一种可旋转的狭缝-光栅-发射度测量设备，其包括如上所述的旋转模块和上述的射束测量装置，用于测量完整的四维发射度，也就是说尤其也测量耦合发射度或者在粒子射束的振动平面之间的相关性中形成的耦合份额。

原则上已知借助狭缝-光栅结构分别测量一维的射束发射度。耦合发射度对于提供超过100keV/u(每核子千电子伏特)，优选150keV/u，进一步优选200keV/u的射束能量的加速器设备特别受关注。而在约100keV/u(150keV/u，200keV/u)的射束能量以下的能量范围也可以通过其它测量方法获得，例如“Pepperpot”测量，以便能够推断得出射束发射度的四维分布。

按照本发明的发射度测量装置基本上是普遍适用的，因为通常独立于能量和质量数地测量每单位时间、每光栅线的电荷。与此不同地，例如Pepperpot通过光学诊断运行，因此可能取决于例如强度、质量数和射束能量。

换句话说，可以利用根据本发明的发射度测量装置实际地在每个能量范围内、并且尤其独立于粒子质量或射束强度地进行测量。本申请人关注的测量范围(其中可以有利地用按照本发明的发射度测量装置进行测量)例如是UNILAC(通用直线加速器)加速器结构的能级，即特别是在300keV/u以上的能量或高于由Alvarez空腔提供的能量(3.2MeV/u、4.9MeV/u、8.6MeV/u、11.4MeV/u)。借助根据本发明的测量系统尤其例如也可以在按照重离子同步加速器SIS-18提供的能量范围内进行测量，但也可以在例如由未来的SIS-100提供的能量范围内进行测量。

为了确定粒子射束的四维RMS发射度(RMS＝Root Mean Square均方根)，需要知道四维射束矩阵C：

其中，

x是水平坐标，

y是垂直坐标，

x'是x方向上的粒子运动(相位)并且

y'是y方向上的粒子运动(相位)。

在一个特别有利的实施例中，射束矩阵C的矩相应于可以用根据本发明的可旋转式狭缝-光栅-发射度测量设备测量的参数。

在射束矩阵C中位于主对角线元素外的、值不等于零的矩阵元素表示存在耦合项。

RMS发射度ε_x和ε_y在未耦合的离子束中可以根据矩阵C的主对角线元素如下地计算：

其中μ代替x或y。

四维的RMS射束发射度也可以如下计算：

ε₁或ε₂作为射束的固有发射度，其满足本领域技术人员已知的特定条件。

为了简化进一步的计算，引入耦合参数t，其量化平面之间的耦合：

对于t＝0，平面之间没有耦合，在这种情况下，所投影的RMS发射度与固有发射度相同。

对于加速器设备的设备制造商或设备运营商还有利的是，知道在加速器的特定位置上的发射度是怎样的。然而，发射度只能在测量设备实际安装的地方进行测量。但是例如可在应确定射束发射度的位置i和可通过测量装置测量射束发射度的位置f之间存在另外的加速器装置，例如四极磁体(具有在四极磁体内部已知的射束传输)。在位置f处的射束矩阵C_f与在位置i处的射束矩阵C_i通过以下公式关联：

C_f＝MC_iM^T，其中

如果其中一个子矩阵M_xy或M_yx具有不同于零的值，则存在发射度平面之间的耦合，其在点i和f之间引入。

因此，使用具有射束测量装置的旋转模块也提供了一种用于确定加速器设备的耦合发射度或4d发射度的方法，尤其是在加速器设备的确定位置f处或者沿着加速器的路径在位置i和f之间和/或对于大于100keV/u的能量。

例如，用于确定加速器设备的4d耦合发射度的方法可以如下实施。首先，借助射束测量装置在射束测量装置的第一测量位置中关于第一射束平面测量粒子射束的发射度。

之后将射束测量装置旋转到第二测量位置。所述第二个测量位置尤其垂直于第一测量位置，即相对于第一测量位置具有90°的角。在第二测量位置中，借助射束测量装置关于第二射束平面重新测量粒子射束的发射度。

将射束测量装置旋转到第三测量位置，其中第三测量位置相对于第一测量位置具有不同于90°的角，或者其中第三测量位置尤其与第一测量位置或第二测量位置成45°角。在第三测量位置中，关于第三射束平面进行发射度的第三测量。

在尤其是具有与第三测量位置相同的角的第四测量位置中，可以调节不同的加速器磁体设置，并且最后借助射束测量装置关于第三射束平面和/或在改变的加速器磁体设置方面第四次测量粒子射束的发射度。例如在第四测量位置之前，可以改变沿射束方向位于测量设备之前的磁体双重线或单谱线(Singlett)的磁场，以实现改变的加速器磁体设置。

在其它角、即除了0°和90°之外的角中的测量允许对水平和垂直的射束平面之间的相关性进行测量。如通过发明人发现，在此提到的仅具有四次测量的方法是特别有利的，因为由此能够以尽可能少量的测量、并且因此以最短的时间获得足够的测量精度。当然还可行的是，借助更多的测量、也就是尤其在不同的角上借助射束测量装置检测四维相空间。例如，在备选的测量方法中，四维相空间也可以用六次测量或者十六次测量来检测。这可以例如以分别相等的角距离和部分改变的磁体设置来完成。最后，存在数学上无限多的可能性(在机械上由于当前可实现的-0.1°的角分辨率而较少)来根据不同的测量定义足够多的线性不相关的方程组，以确定射束矩阵C的10个未知数，并且因此获得射束矩阵C的16个项。然而，根据目前的认知水平，上述具有4次测量的方法代表了最佳，以便以尽可能少的测量并且因此尽可能快地获得射束发射度。

此外，也可以利用具有射束测量装置的旋转模块仅在两个方向/平面、即特别是0°和90°中进行射束发射度的常规测量。有利地，在此利用根据本发明的旋转模块甚至能够节省用于第二方向的单独测量装置，因为两个测量可以用相同的测量装置来执行。如果传统上需要的两个单独的测量装置必须彼此校准，则根据本发明的射束测量装置的另一个优点可以由此得出，即不必进行测量装置相互间的校准，因为相同的测量装置能够两次使用。

在下文中，将根据实施例并且参考附图更详细地阐述本发明，其中，相同和相似的元件部分地配设有相同的附图标记，并且不同实施例的特征可以相互组合。

附图说明

在附图中：

图1示出按照本发明的具有测量装置的旋转模块的整体视图，

图2示出旋转模块的另一种实施形式，

图3示出旋转模块的另外的实施形式的剖视图，

图4以剖视图的方式示出具有测量装置的旋转模块的俯视图，

图5示出旋转模块的侧视图，

图6示出旋转模块的驱动装置的细节视图，

图7示出旋转模块的驱动装置的另外的细节视图，

图8示出径向轴承的细节视图，

图9示出径向轴承的另一细节视图，

图10示出制动装置的细节视图，

图11示出制动装置的另外的细节视图，

图12示出具有旋转模块的加速器设备的部分构件的示例性构造，

图13示出测量电子器件的控制器的框图，

图14示出步进电机的控制器的框图。

具体实施方式

图1示出由测量装置100和旋转模块20组成的结构的整体视图，其中，测量装置100能够借助旋转模块20的两个径向轴承22、22’可转动地与加速器设备1(参见例如图12)的其它部分相连。构件支架2又实现了旋转模块20在参照环境中、例如在地面5上借助地面螺栓连接4的精确的布置和固定。由测量装置100和两个旋转模块20、20’组成的整体结构的重力由此可以导入地面，因此可以建立与加速器设备1的其余部件的无负载的连接。

径向轴承22包括第一轴承侧24，其在所示的情况下配备有固定孔26。在径向轴承22的第一轴承侧24处可以连接加速器设备1的另外的部件、例如射束管6(参见例如图12)。换句话说，径向轴承22可以通过引入固定孔26中的固定器件(未示出；例如螺钉)与加速器设备1的其余部分固定地、也就是尤其真空密封地连接。

径向轴承22还具有用于支承式地承接测量装置100的第二轴承侧25。测量装置100的轴承件102在图1所示的实施例中啮合到或者说嵌入径向轴承22中。换句话说，测量装置100可旋转地支承在径向轴承20中，从而实现了测量装置100相对于固定布置的加速器设备1的旋转运动。

测量装置100例如在几何形状、测量布局或质量分布方面特别地设计。在所示的实施例中，使用这种特殊的狭缝-光栅-发射度测量装置100。在此，狭缝-光栅-发射度测量装置的测量原理原则上是已知的，并且其通常使用在加速器设备上。该原理将参照图4进行解释，图4部分地示出了测量装置100的内部。

在旋转模块20中还存在闸阀28，通过该闸阀能够将加速器设备1的其余部分(例如参见图12)气密地分隔开。有利地，可以控制闸阀28(或多个闸阀28)，使得旋转模块20与加速器设备1的其余部分在旋转运动期间分隔开。换句话说，在测量装置100的旋转过程中，闸阀28关闭，因此在旋转期间可能出现的径向轴承22的密封性变差不会导致加速器设备1的其余部分中的压力升高。在通过测试结构进行测试测量的范围内，在这方面已经确定，在测试结构中使用的径向轴承22的滚动轴承37(例如参见图8和9)也可以通过使用密封元件27(例如封口圈27)在旋转运动过程中使得数量增大的外部空气通过测量装置100的内部，并且因此可能扰乱加速器的喷射区域中的真空。然而尤其还发现，在封口圈上的适用于真空的润滑剂能够明显改善密封效果。

图1所示的旋转模块20还包括用于向测量装置100供给旋转运动的驱动装置30。所述驱动装置30包括驱动单元32，在这种情况下是线性步进电机32。驱动单元32驱动作用在皮带轮36上的皮带传动件34。换句话说，借助于V形皮带34，驱动单元32的转矩被传递到测量装置100的皮带轮36上，并且由此使测量装置100旋转。

在图1所示的实施例中，径向轴承22具有唯一的驱动装置30，因此径向轴承22'不需要驱动装置30。然而，根据待移动的负载和扭矩分配，也可以考虑将另一个驱动装置30安装到径向轴承22'上。

旋转模块20还包括测量装置100。所述测量装置100在此是射束测量装置100，更准确地说是狭缝-光栅-发射度测量装置。中央管件102跨越从测量装置100的(连接到第一径向轴承22的)第一侧104到测量装置100的(连接到第二径向轴承22')的第二侧106的路径。测量装置100的长度可以取决于期望的测量方法，但是通常射束路径的尽可能短的总长度是优选的。换句话说，第一径向轴承22和第二径向轴承22'之间的距离可以与所使用的测量装置100适配。

测量装置100包括第一执行器110，该第一执行器110能够使沿着垂直于射束轴8(参见例如图4)的狭缝轴可滑动地设置的狭缝115移动(参见例如图4)。执行器110在侧面布置在中央管件102上并且与其压力密封地连接。狭缝115可以进入中央管件102中并且进入射束轴8中。

此外，第二执行器120在侧面布置在中央管件102上并且与其压力密封地连接。第二执行器120能够使沿着垂直于射束轴8的光栅轴可移动布置的光栅125移动(例如参见图4)，其中，光栅125可以进入中央管件102并且进入射束轴8中。

测量原理如下：当粒子射束到达狭缝115时，一束窄的粒子射束带通过，并且粒子射束的剩余部分在狭缝支架116中被吸收。在经过位于狭缝115和光栅125之间的路程之后，原先窄的粒子射束带到达光栅125。基于对在各个单独的光栅线上由入射粒子感应的电荷的分析，可以测量窄的粒子射束带的分辨位置的角轮廓。该测量可以在水平射束平面中、在垂直射束平面中并且通常在每个与两个射束平面之一成-45°和+45°的角的平面中执行。为了使狭缝和光栅形成相应的定向，测量装置100通过旋转模块20旋转。如本发明人在测量方法中所确定的，可以仅借助测量装置100的所述三个测量定向测量粒子射束的全部4d-射束矩阵。

在图1中所示的狭缝115和光栅125的布局、尤其是在中央管件102上的对置布局提供了旋转模块20的无扭矩支承的优点。换句话说，狭缝和光栅也可布置在中央管件102的同一侧，尤其甚至是在共同的壳体中，其中，在这种情况下则需要以有利的方式相对置地安装质量平衡配重(未示出)，用以平衡由重量产生的作用在旋转模块20上的扭矩。当执行器110相对于执行器120具有不同的重量时，也可以使用质量平衡配重。

还可以考虑的是，作为对一个狭缝115和一个光栅125的补充在测量装置100中安置第二狭缝115'和第二光栅125'，它们可以备用地或交替地进入射束轴8中，因此在测量装置100不旋转的情况下已经可以通过旋转模块20测量两个测量定向。然而在这样的布置中，必须考虑到由于中央管件102的长度增加而导致旋转模块的结构长度增加。另外在这种布置中，需要使用两倍数量的执行器110、120和其它部件，这会导致成本增加。因此，根据本发明的旋转模块在总体上还提供了明显的成本降低，因为对于所有测量能够仅使用一个狭缝115和一个光栅125。

为了读取来自光栅125、125'的轮廓光栅信号设置读取连接器122。

图2示出了旋转模块20的另一实施例。径向轴承22的驱动由具有驱动单元32、皮带传动件34和皮带轮36的驱动装置30提供(详细视图见图6)。测量装置100是设计用于可旋转使用的狭缝-光栅-发射度测量装置。

在图2的实施例中，信号装置50提供警告信号，其可以在测量装置100即将旋转或主动地旋转的情况下例如光学地和/或声学地发出。

旋转模块20具有用于限制测量装置100可用的旋转角的终端止挡44。在该示例中，测量装置100的旋转角根据安装在径向轴承22上的位置显示器42来显示。位置显示器42在测量装置100的相应旋转角处碰到终端止挡44，并且机械地使测量装置100的旋转运动结束。如果位置开关设置在终端止挡44上，则位置显示器42可以在测量装置100的相应旋转角处操作该位置开关，通过这种方式，必要时在通过位置显示器42在终端止挡44上作用产生机械负载之前，就直接电力地结束旋转运动。

图3以剖视图示出了旋转模块20的又一个实施例，其中，该剖面沿着垂直平面导引并且通过射束轴8(参见例如图4)。例如，在图3中示出布置在测量装置100上的轴承件108，其啮合在径向轴承22中。在所示的情况下，轴承件108与测量装置100螺栓连接。

制动装置60用于图3所示的实施例中并且借助制动盘62和制动闸块64实现。通过制动装置60能够将测量装置100的旋转运动停止。测量装置100也可以通过制动装置60保持在测量位置中，并且因此可以减少可能的轴承间隙或驱动间隙或一般间隙。制动装置还可以用于例如只在测量装置100附近的人员停留可以被排除时才释放测量装置100的旋转。

在图3的剖视图中还示出位于移入位置中的光栅125。光栅125可以通过执行器120移动到射束轴8中，使得粒子射束撞击在光栅125上。

图4示出了旋转模块20的俯视图，其中也以剖视图的方式示出射束轴8和旋转模块20的布置在内部的部件。轴承件108啮合到径向轴承22内；轴承件108'啮合到径向轴承22'中。除了光栅125之外，在所示实施例中还示出了具有狭缝115的狭缝支架。在测量位置中，狭缝115和光栅125借助执行器110、120缩进射束轴8中。

图5示出了旋转模块20的另一个实施例的侧视图。在第一轴承侧24上，粒子射束沿着射束轴8被导引通过径向轴承22、轴承件108、测量装置110、轴承件108'并且最后通过径向轴承22'。

驱动装置30通过驱动单元32、布置在驱动单元32上的主动带轮31以及经由主动带轮31和皮带轮36导引的传动皮带34来驱动旋转模块20的旋转运动。

图6示出了驱动装置30的详细视图。驱动单元32(在这种情况下是线性步进马达32)通过主动带轮31驱动传动皮带34，传动皮带又驱动能够与测量装置100固定连接的皮带轮36。位置显示器42显示测量装置100的旋转角和/或例如一旦位置显示器42贴靠在两个终端止挡44中的一个上，就能够识别出侧面终端位置。

图7示出了驱动装置30的另一详细视图。在这种情况下，驱动单元32经由主动带轮31'驱动角传感器38，该角传感器38能够提供关于测量装置100的所调节的旋转角的非常准确的说明。

图8示出了具有滚动轴承37的径向轴承22的详细视图。滚动体37a在旋转的情况中沿圆周滚动。密封元件27能够减少输入内部加速器区域中的空气的量。密封元件27尽可能密封地包围轴承件108。

图9示出了具有滚动轴承37或滚动体37a的径向轴承22以及旋转模块20通过密封元件27在轴承件108的端部区域中的密封的另一详细视图。轴承件108插入到径向轴承22中。在该实施例中其具有不同的外径，借助于所述外径例如可以实现滚动轴承37的更好导引或者密封元件27的优化适配。

图10示出了具有制动盘62的制动装置60的一个可能的实施例，制动盘62具有盘孔68，因此制动盘62能够借助啮合到盘孔68中的盘销66被锁定或固定，并且防止测量装置100可能的旋转。

图11还示出了制动装置60的实施例，该制动装置60具有制动盘62和用于在制动盘62上施加制动力的制动闸块64。

最后，图12示出了加速器设备1的示例性部件的视图。偶极磁体200首先将颗粒射束导引到射束轴8上。借助于斜三合透镜202(其是可以旋转45°的四极三合透镜)能够在通过测量位置之前首先在发射平面中产生相关性，或者如果之前已经存在于射束中，则被消除。在所示的实验装置中，三合透镜主要用于使ROSE投入运行，因为可以计算故意引起的相关性，并且现在也可以使用新的测量系统进行测量。为了射束聚焦以及改变加速器设置，双合透镜204可在掩体壁中应用。

图12中示出了不同的测量站。例如，在图12中示出了已知的固定的狭缝-光栅-发射度测量装置，用于与新开发的系统进行比较测量。

图13示出了测量电子器件的示例性控制的框图。UNILAC定时模块72通过TIF向事件调度器74输出一个脉冲。测量装置100接收脉冲并且开始测量。测量装置100还可以配备有经由装置总线与UNILAC定时模块72的直接连接。

图14示出了经由控制系统80对步进电机32的示例性控制的框图，控制系统80例如可以被远程操作。步进电机控制器33接收例如角传感器38的可用数据并且控制步进电机32。同样，例如终端止挡44的信号可以由步进电机控制器33处理，以停止步进电机32的运动。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，上述实施例应示例性地理解，并且本发明不限于此，而是可以在不脱离权利要求书的保护范围的情况下以多种方式进行改变。此外显而易见的是，所述特征与在说明书、权利要求书、附图中还是以其它方式公开无关地，也单独地定义本发明的基本组成部分，即使它们与其它特征一起被描述。

附图标记清单

1 加速器设备

2 构件支架

4 地板螺栓

5 地板

6 射束管

8 射束轴

20 旋转模块

22 第一径向轴承

22’ 第二径向轴承

24 第一轴承侧

25 第二轴承侧

26 固定孔

27 密封元件

28 闸阀

30 驱动装置

31 主动带轮

31’ 主动带轮

32 驱动单元

33 步进电机控制器

34 皮带传动、V形皮带

36 皮带轮

37 滚动轴承

37a 滚动体

38 角传感器

42 位置显示器

44 终端止挡

50 信号设备

60 制动装置

62 制动盘

64 制动闸块

66 盘销

68 盘孔

72 UNILAC定时模块

74 事件调度器

80 控制系统

100 测量装置

102 中央管件

104 测量装置的第一侧

106 测量装置的第二侧

108 轴承件

108’ 轴承件

110 第一执行器

115 狭缝

116 狭缝支架

120 第二执行器

122 光栅125的读取连接器

125 光栅

125’ 光栅

200 偶极磁体

202 斜三合透镜

204 双合透镜

Claims (14)

1.一种旋转模块(20)，其具有用于确定加速器设备的4D发射度的测量装置(100)，所述旋转模块包括：

-第一径向轴承(22)，所述第一径向轴承具有第一轴承侧(24)和第二轴承侧(25)，所述第一轴承侧(24)设计成能够与加速器侧的法兰连接件配对，所述第二轴承侧(25)用于将所述测量装置(100)支承式地承接在所述第一径向轴承(22)上，

-发射度测量装置，其与旋转模块(20)的第一径向轴承(22)的第二轴承侧(25)相连并且通过第一径向轴承(22)与加速器设备(1)相连，

-驱动器(30)，所述驱动器用于控制测量装置(100)围绕旋转轴的旋转运动，

其中，加速器设备(1)的射束沿着射束轴(8)被导引通过加速器设备(1)、第一径向轴承(22)和测量装置(100)。

2.按照前述权利要求1所述的旋转模块(20)，所述旋转模块还包括：

-第二径向轴承(22')，所述第二径向轴承具有用于将测量装置(100)支承式地承接在第二径向轴承(22')上的第一轴承侧(24)，

其中，第二径向轴承(22')与第一径向轴承(22)对置地布置在测量装置(100)上。

3.按照权利要求1所述的旋转模块(20)，所述旋转模块还包括：

用于确定测量装置(100)的旋转角的旋转角测量器(38)，其中，旋转角测量器(38)直接地或通过传动连接(31、31')与驱动器(30)相连。

4.按照权利要求1所述的旋转模块(20)，所述旋转模块还包括：

具有至少一个终端位置开关的终端止挡(44)，所述终端止挡用于限制测量装置(100)可用的旋转角。

5.按照权利要求1所述的旋转模块(20)，

其中，加速器设备(1)包含射束管(6)，射束在所述射束管中导引，并且

其中，第一径向轴承(22)的第一轴承侧(24)与射束管(6)相连。

6.按照权利要求1所述的旋转模块(20)，

其中，驱动器(30)包含步进电机(32)和/或

其中，驱动器(30)通过皮带传动(34)将旋转运动传递至测量装置(100)。

7.按照权利要求1所述的旋转模块(20)，所述旋转模块还包括：

制动装置(60)，所述制动装置用于减慢或停止测量装置(100)的旋转运动和/或用于将测量装置(100)止动在测量位置上。

8.按照权利要求1所述的旋转模块(20)，

其中，旋转轴与射束轴相同。

9.按照权利要求1所述的旋转模块(20)，

其中，所述射束是粒子射束和/或

其中，所述射束包含强子并且是强子射束，其中，射束包含离子并且是离子颗粒射束。

10.按照权利要求1所述的旋转模块(20)，

其中，加速器设备(1)包括粒子加速器、尤其是离子线性加速器和/或射束传输路径。

11.一种加速器设备(1)，包含按照前述权利要求之一所述的旋转模块(20)。

12.一种可旋转的狭缝光栅发射度测量设备，包含按照权利要求1至10之一所述的旋转模块(20)，狭缝光栅发射度测量设备用于测量4d-射束矩阵并且由此测量加速器设备(1)的射束的耦合发射度，其中，发射度测量装置是狭缝光栅发射度测量装置。

13.一种用于确定加速器设备(1)的4d-射束矩阵的方法，包含以下步骤：

-借助射束测量装置(100)在射束测量装置(100)的第一测量位置中、关于第一射束平面测量粒子射束的发射度，

-借助按照权利要求1至10之一所述的旋转模块(20)将射束测量装置(100)旋转到第二测量位置，其中，借助射束测量装置(100)关于第二射束平面重新测量粒子射束的发射度，

-借助按照权利要求1至10之一所述的旋转模块(20)将射束测量装置(100)旋转到第三测量位置，其中，关于第三射束平面第三次测量发射度，

-之后调节加速器磁体设置(200、202、204)，并且借助射束测量装置、关于第三射束平面地、和/或在改变的加速器磁体设置(200、202、204)方面、第四次测量粒子射束的发射度，使得仅借助测量装置(100)的所述三个测量位置测量粒子射束的全部4d-射束矩阵。

14.按照权利要求13所述的方法，其中，第二测量位置垂直于第一测量位置，和/或，第三测量位置与第一测量位置或第二测量位置成45°角。

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