CN111398877B - 一种可移动的霍尔传感器校准装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可移动的霍尔传感器校准装置，包括驱动机构、支撑平台、固定螺栓、支撑柱、霍尔传感器、传感器支撑、顶丝、夹块、NMR传感器、磁场采集器以及校准铁等组成。所述校准铁提供一个均匀磁场；所述传感器支撑装配在所述支撑柱内,并且能够直线移动；所述磁场采集器与所述NMR传感器及所述霍尔传感器相连接；所述支撑柱通过所述固定螺栓固定在所述支撑平台上；所述支撑平台对其他部件起到固定支撑作用；本发明具有结构紧凑、定位精确、操作简单、测量精准、自动采集数据等优点，通过对霍尔传感器的校准,能够提高霍尔传感器的测量精度,获得精确地磁场数据。

Description

一种可移动的霍尔传感器校准装置
技术领域
本发明属于回旋加速器磁场测量技术领域，尤其涉及一种可移动的霍尔传感器校准装置。
背景技术
回旋加速器在核医学领域有着广泛的应用，尤其是在放射性药物制药，肿瘤治疗等领域有重要意义。回旋加速器中粒子从放射源被引出之后，谐振腔的电场对粒子进行加速，另外，要是粒子在加速的过程中做回旋运动，需要等时性磁场对其产生一个洛仑兹力，使其在加速运动的同时做回旋运动。回旋加速器的磁铁系统其作用就是产生磁场。为了保证磁铁系统产生的磁场的等时性，需要对磁铁系统的磁场进行测量，根据测量结果进行磁场垫补。磁场是回旋加速器相当重要的组成部分，磁场为束流的运动提供了约束力和强聚焦力，其场型分布直接决定了该回旋加速器的性能。为了获得精确地磁场数据，需要高精度的磁场测量传感器。目前国内外比较通用的磁场测量传感器有霍尔传感器、核磁共振传感器以及探测线圈等。霍尔传感器由于灵敏度高、体积小等优点，被广泛使用。但是为了获得较高的精度，需要定期对其进行校准。本发明提供一种可移动的校准装置，具有结构简单、操作容易并且校准精度高、校准时间短、数据自动采集等优点，能快速便捷的对霍尔传感器进行精度校准。
发明内容
本发明的驱动机构内的驱动电机输出轴转动，带动驱动杆转动，驱动杆带动齿轮转动，齿轮啮合齿条带动传感器支撑移动，驱动机构带动传感器支撑及NMR传感器做直线移动，使得NMR传感器感应中心位于校准铁的中心，NMR传感器锁定之后磁场采集器自动采集磁场值A；之后控制器再次发送指令，控制驱动机构运动，驱动机构1带动传感器支撑前移，使得霍尔传感器感应中心位于校准铁中心，磁场采集器自动采集霍尔传感器采集的磁场值B，使用磁场值A可用来对磁场值B进行校准，目的在于提供一种结构简单、操作容易并且校准精度高、校准时间短、数据自动采集的回旋加速器测量磁场用霍尔传感器的校准装置。解决了霍尔传感器在磁场测量过程中误差较大、精度不够等问题，为磁场垫补和离子束流动力学计算提供重要而精确的数据。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种可移动的霍尔传感器校准装置，包括驱动机构、支撑平台、固定螺栓、支撑柱、霍尔传感器、传感器支撑、夹块、顶丝、NMR传感器、校准铁、磁场采集器及控制器，驱动机构及支撑柱安装在支撑平台上面，驱动机构通过齿轮齿条结构能够带动传感器支撑做直线移动，校准铁也安装在支撑平台上，提供一个直径为10mm的均匀磁场；霍尔传感器安装在传感器支撑上，NMR传感器通过夹块与传感器支撑固定在一起，可与传感器支撑一起做直线移动；NMR传感器及霍尔传感器测得的磁场可由磁场采集器自动进行采集；
所述支撑平台上安装有驱动机构,所述支撑平台上还安装有支撑柱，所述驱动机构包括驱动电机、驱动杆、齿轮、齿条，所述驱动电机输出轴上安装有驱动杆，所述驱动杆贯穿支撑柱且顶部安装有齿轮，所述齿轮啮合连接齿条，所述齿条上安装有传感器支撑,所述传感器支撑上安装有霍尔传感器，所述传感器支撑上还安装有夹块，所述夹块上安装有顶丝，所述夹块通过顶丝固定有NMR传感器，所述支撑平台上还安装有校准铁，驱动机构内的驱动电机输出轴转动，带动驱动杆转动，驱动杆带动齿轮转动，齿轮啮合齿条带动传感器支撑移动，驱动机构带动传感器支撑及NMR传感器做直线移动，使得NMR传感器感应中心位于校准铁的中心，NMR传感器锁定之后磁场采集器自动采集磁场值A；之后控制器再次发送指令，控制驱动机构运动，驱动机构1带动传感器支撑前移，使得霍尔传感器感应中心位于校准铁中心，磁场采集器自动采集霍尔传感器采集的磁场值B，使用磁场值A可用来对磁场值B进行校准本，用于对回旋加速器磁场测量设备霍尔传感器的测量精度进行校准，具有结构简单、操作容易并且校准精度高、校准时间短、数据自动采集等优点，能快速便捷的对霍尔传感器进行精度校准；
所述驱动机构及所述支撑柱以及所述校准铁均安装在所述支撑平台上，所述驱动机构可由控制器控制其运动并能够带动所述传感器支撑做直线移动；所述传感器支撑与所述NMR传感器通过所述夹块固定成一体，可整体做直线移动；所述校准铁可提供一个直径10mm的均匀磁场；所述NMR传感器在均匀磁场中可自动锁定，通过所述磁场采集器可采集该点的绝对磁场值；所述NMR传感器测得绝对磁场后，所述驱动机构驱动所述传感器支撑前移12mm，使得所述霍尔传感器感应中心与所述NMR传感器测量点位于同一位置，通过所述磁场采集器采集所述霍尔传感器采集的磁场，通过所述NMR传感器测量值可对所述霍尔传感器进行校准。所述支撑平台上安装有固定螺栓，所述支撑柱通过固定螺栓安装于支撑平台上，所述支撑柱、固定螺栓、传感器支撑、夹块、顶丝均采用无磁的非金属材料或者铝合金材料。所述霍尔传感器与NMR传感器之间通过夹块固定连接，所述校准铁用于霍尔传感器的校准。
本发明的有益效果：本发明驱动机构内的驱动电机输出轴转动，带动驱动杆转动，驱动杆带动齿轮转动，齿轮啮合齿条带动传感器支撑移动，驱动机构带动传感器支撑及NMR传感器做直线移动，使得NMR传感器感应中心位于校准铁的中心，NMR传感器锁定之后磁场采集器自动采集磁场值A；之后控制器再次发送指令，控制驱动机构运动，驱动机构1带动传感器支撑前移，使得霍尔传感器感应中心位于校准铁中心，磁场采集器自动采集霍尔传感器采集的磁场值B，使用磁场值A可用来对磁场值B进行校准，主要用于对回旋加速器磁场测量设备霍尔传感器进行精度校准，采用目前普遍用于标定的NMR传感器对霍尔传感器进行校准，同时整个校准过程采用自动控制和自动采集的模式，整个校准装置具有结构紧凑、操作简单、测量精准、自动采集数据等优点，为磁场垫补和离子束流动力学计算提供重要而精确的数据。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种可移动的霍尔传感器校准装置结构示意图；
图2为本发明驱动机构的结构图；
图3为本发明的俯视图。
图中标示：1、驱动机构；2、支撑平台；3、固定螺栓；4、支撑柱；5、霍尔传感器；6、传感器支撑；7、夹块；8、顶丝；9、NMR传感器；10、校准铁；11、磁场采集器；12、控制器；13、驱动电机；14、驱动杆；15、齿轮；16、齿条。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种可移动的霍尔传感器校准装置，参见图1-3，其结构主要包括驱动机构1、支撑平台2、固定螺栓3、支撑柱4、霍尔传感器5、传感器支撑6、夹块7、顶丝8、NMR传感器9、校准铁10、磁场采集器11及控制器12；一种可移动的霍尔传感器校准装置，包括支撑平台2、霍尔传感器5、NMR传感器9、校准铁10、磁场采集器11、控制器12；
支撑平台2上安装有驱动机构1,支撑平台2上还安装有支撑柱4，驱动机构1包括驱动电机13、驱动杆14、齿轮15、齿条16，驱动电机13输出轴上安装有驱动杆14，驱动杆14贯穿支撑柱4且顶部安装有齿轮15，齿轮15啮合连接齿条16，齿条16上安装有传感器支撑6,传感器支撑6上安装有霍尔传感器5，传感器支撑6上还安装有夹块7，夹块7上安装有顶丝8，夹块7通过顶丝8固定有NMR传感器9，支撑平台2上还安装有校准铁10。
驱动机构1及支撑柱4安装在支撑平台2上面，驱动机构1通过齿轮齿条结构能够带动传感器支撑6做直线移动，校准铁10也安装在支撑平台2上，提供一个直径为10mm的均匀磁场；霍尔传感器5安装在传感器支撑6上，NMR传感器9通过夹块7与传感器支撑6固定在一起，可与传感器支撑6一起做直线移动；NMR传感器9及霍尔传感器5测得的磁场可由磁场采集器11自动进行采集。在对霍尔传感器5进行校准时，校准铁10在其中心产生一个直径为10mm的均匀磁场，控制器12控制驱动机构1运动，本发明驱动机构1内的驱动电机13输出轴转动，带动驱动杆14转动，驱动杆14带动齿轮15转动，齿轮15啮合齿条16带动传感器支撑6移动，驱动机构1带动传感器支撑6及NMR传感器9做直线移动，使得NMR传感器9感应中心位于校准铁10的中心，NMR传感器9锁定之后磁场采集器11自动采集磁场值A；之后控制器12再次发送指令，控制驱动机构1运动，驱动机构1带动传感器支撑6前移12mm，使得霍尔传感器5感应中心位于校准铁10中心，磁场采集器11自动采集霍尔传感器5采集的磁场值B，使用磁场值A可用来对磁场值B进行校准。
上述技术方案中校准铁10材料采用特制10#钢，支撑平台2、固定螺栓3、支撑柱4、传感器支撑6、夹块7以及顶丝8均采用无磁性的非金属材料或者铝合金材料。
请参阅图1-3所示，本实施例的一种可移动的霍尔传感器校准装置的工作过程如下：
驱动机构1内的驱动电机13输出轴转动，带动驱动杆14转动，驱动杆14带动齿轮15转动，齿轮15啮合齿条16带动传感器支撑6移动，驱动机构1带动传感器支撑6及NMR传感器9做直线移动，使得NMR传感器9感应中心位于校准铁10的中心，NMR传感器9锁定之后磁场采集器11自动采集磁场值A；之后控制器12再次发送指令，控制驱动机构1运动，驱动机构1带动传感器支撑6前移12mm，使得霍尔传感器5感应中心位于校准铁10中心，磁场采集器11自动采集霍尔传感器5采集的磁场值B，使用磁场值A可用来对磁场值B进行校准。
本发明技术方案主要用于对回旋加速器磁场测量设备霍尔传感器的测量精度进行校准，具有结构简单、操作容易并且校准精度高、校准时间短、数据自动采集等优点，能快速便捷的对霍尔传感器进行精度校准。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种可移动的霍尔传感器校准装置，其特征在于：包括支撑平台（2）、霍尔传感器（5）、NMR传感器（9）、校准铁（10）、磁场采集器（11）、控制器（12）；
所述支撑平台(2)上安装有驱动机构（1）,所述支撑平台（2）上还安装有支撑柱（4），所述驱动机构（1）包括驱动电机（13）、驱动杆（14）、齿轮（15）、齿条（16），所述驱动电机（13）输出轴上安装有驱动杆（14），所述驱动杆（14）贯穿支撑柱（4）且顶部安装有齿轮（15），所述齿轮（15）啮合连接齿条（16），所述齿条（16）上安装有传感器支撑(6),所述传感器支撑（6）上安装有霍尔传感器（5），所述传感器支撑（6）上还安装有夹块(7)，所述夹块（7）上安装有顶丝（8），所述夹块（7）通过顶丝（8）固定有NMR传感器(9)，所述支撑平台（2）上还安装有校准铁(10)；
所述霍尔传感器（5）与NMR传感器（9）之间通过夹块（7）固定连接，所述校准铁（10）用于霍尔传感器（5）的校准；
所述NMR传感器(9)感应中心与霍尔传感器(5)感应中心相距12mm，所述校准铁（10）用于产生直径为10mm圆形的均匀磁场；
所述磁场采集器（11）用于记录磁场值，所述控制器（12）用于控制驱动电机（13），所述NMR传感器（9）用于测量磁场的绝对值；
所述支撑平台（2）上安装有固定螺栓（3），所述支撑柱（4）通过固定螺栓（3）安装于支撑平台（2）上，所述支撑柱（4）、固定螺栓（3）、传感器支撑（6）、夹块（7）、顶丝（8）均采用无磁的非金属材料或者铝合金材料。
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