CN116634649B - 加速器腔体老练装置及方法、电子设备、相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及小型化质子放疗技术领域，提供了加速器腔体老练装置及方法、电子设备、存储介质、程序产品，用于对加速器的腔体进行老练，所述装置包括：磁场调整模块，所述磁场调整模块安装在所述腔体上或者安装于所述腔体周围，所述磁场调整模块用于调整所述腔体内的磁场，以抑制次级电子的产生。该磁场调整模块可以安装在腔体上或者安装于腔体周围，其主要功能是调整腔体内的磁感应强度和磁场分布，以抑制次级电子的产生。通过调整磁场，可以有效减少次级电子的数量，提高射频能量的传递效率。通过引入磁场调整模块，加速器腔体老练装置能够在模拟加速器运行环境的同时，解决次级电子产生的问题，提高腔体老练的效率和稳定性。

Description

加速器腔体老练装置及方法、电子设备、相关装置

技术领域

本申请涉及小型化质子放疗设备的回旋加速器、腔体老练、人工智能的技术领域，尤其涉及加速器腔体老练装置、加速器腔体老练方法、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品。

背景技术

在加速器领域，回旋加速器是一种被广泛应用于粒子放疗、放射性药物合成等领域的设备。回旋加速器的射频系统是其中的核心子系统之一，为离子(如质子、重离子等)提供加速电场。为确保回旋加速器的稳定运行，射频谐振腔作为射频系统的重要组成部分，在正式安装到加速器前需要进行腔体老练及测试。

加速器腔体老练过程中存在次级电子的产生问题。在腔体内表面存在灰尘、油污等附着物的情况下，次级电子会在真空条件下产生倍增效应，导致高频功率无法有效传递到腔体或者反射功率过高。

基于此，本申请提供了加速器腔体老练装置、加速器腔体老练方法、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品，以改进现有技术。

发明内容

本申请的目的在于提供加速器腔体老练装置、加速器腔体老练方法、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品，抑制次级电子的产生，加快腔体老练进程。

本申请的目的采用以下技术方案实现：

本申请提供了一种加速器腔体老练装置，用于对加速器的腔体进行老练，所述装置包括：

磁场调整模块，所述磁场调整模块安装在所述腔体上或者安装于所述腔体周围，所述磁场调整模块用于调整所述腔体内的磁场，以抑制次级电子的产生。

该技术方案的有益效果在于：抑制次级电子的产生，加快腔体老练进程，腔体例如是射频谐振腔等。本申请提供了一种加速器腔体老练装置，其中包括磁场调整模块。该磁场调整模块可以安装在腔体上或者安装于腔体周围，其主要功能是调整腔体内的磁感应强度和磁场分布，以抑制次级电子的产生。通过调整磁场，可以有效减少次级电子的数量，提高射频能量的传递效率。通过引入磁场调整模块，加速器腔体老练装置能够在模拟加速器运行环境的同时，解决次级电子产生的问题，提高腔体老练的效率和稳定性。该装置有助于降低回旋加速器的调试难度，并提高其运行的稳定性。

在一些可能的实现方式中，所述磁场调整模块采用电螺线管和/或永磁环。

该技术方案的有益效果在于：磁场调整模块用于解决回旋加速器腔体老练过程中次级电子产生的问题，根据实际应用中的性能需求和成本需求，磁场调整模块可以采用电螺线管和/或永磁环的方式实现。通过使用电螺线管，可以在腔体内部创建一个适当的磁场分布，以抑制次级电子的产生。电螺线管可以通过调整其磁感应强度和位置来优化磁场分布，从而实现最佳的次级电子抑制效果。此外，永磁环也可作为磁场调整模块的一种选择，通过其固有的磁场特性来实现对次级电子的抑制。这样做的好处是，可以有效地降低次级电子的产生，从而减少高频功率无法传递到腔体或反射功率过高的情况，这有助于提高射频能量的传递效率和稳定性，使回旋加速器能够正常运行。其次，通过调整电螺线管的磁感应强度和位置，或者利用永磁环的固有磁场特性，可以根据实际需要进行优化，以达到最佳的次级电子抑制效果，这种灵活性和可调节性使得磁场调整模块能够适应不同回旋加速器的要求和实际情况。

在一些可能的实现方式中，所述磁场调整模块安装于所述腔体的D形部及D形部上方的抵挡部之间。

该技术方案的有益效果在于：基于对腔体内磁场分布和次级电子产生的深入研究和分析，通过将磁场调整模块放置在这个特定位置，可以最大程度地影响腔体内磁场的分布，从而实现有效的次级电子抑制。安装于D形部和抵挡部之间的磁场调整模块具有以下优点。首先，可以直接影响腔体内的磁场分布。其次，由于D形部和抵挡部的特殊几何形状，安装磁场调整模块的空间被最大程度地利用，这使得磁场调整模块能够更好地覆盖腔体内的整个磁场区域，从而实现对次级电子的全面抑制。这样做的好处是，这个位置靠近腔体的工作区域，可以最大限度地减少次级电子在加速器中的产生。其次，这种安装方式可以保持腔体的结构完整性，不会对加速器的正常运行产生不利影响，有助于保证加速器的稳定性和性能。综上所述，通过将磁场调整模块安装于腔体的D形部和D形部上方的抵挡部之间，实现了对回旋加速器腔体老练过程中次级电子产生的有效抑制。这种安装方式在位置选择和几何布局上经过精心设计，能够最大程度地影响腔体内的磁场分布，提高射频能量的传递效率和稳定性，从而为回旋加速器的正常运行提供有力支持。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

射频控制模块，用于生成射频信号；

射频放大器，用于接收并放大所述射频信号；

耦合器，设置于所述射频放大器和所述腔体之间，所述耦合器用于通过放大后的所述射频信号将射频能量传递至所述腔体，以及耦合出正向功率信号和反射功率信号并发送至所述射频控制模块；

所述射频控制模块还用于根据所述正向功率信号和所述反射功率信号调整所输出的射频信号。

该技术方案的有益效果在于：除了磁场调整模块，该装置还包括其他组件，包括射频控制模块、射频放大器和耦合器(例如是定向耦合器等)，这些组件共同协作以实现对回旋加速器腔体的老练过程进行控制和调节。

射频控制模块作为装置的重要组成部分，用于生成射频信号，以供后续的加速过程使用。射频放大器则负责放大射频信号的功率，以确保足够的(射频)能量传递至腔体。耦合器被设置于射频放大器和腔体之间，其作用是通过放大后的射频信号将射频能量有效地传递至粒子，同时耦合器还能够耦合出正向功率信号和反射功率信号，并将它们发送至射频控制模块。

射频控制模块不仅仅是生成射频信号的源头，它还根据接收到的正向功率信号和反射功率信号进行调节，以实现对输出射频信号的动态控制。通过对正向功率和反射功率的监测和分析，射频控制模块能够实时调整输出的射频信号，以适应腔体老练过程中的变化和需求。

这样做的好处是，通过引入射频控制模块、射频放大器和耦合器，该装置能够实现对射频能量的有效控制和传递，从而促进腔体老练过程的进行，射频控制模块的动态调节能够保证射频信号的稳定性和适应性，提高腔体老练的效率和质量。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

射频移相器，设置于所述耦合器和所述射频控制模块之间，用于调整所述腔体接收到的射频信号的相位。

该技术方案的有益效果在于：该装置还包括射频移相器，其位于耦合器和射频控制模块之间，用于调整腔体接收到的射频信号的相位。射频移相器是一种微波网络模块，它能够提供可控的相位差，用于调整射频信号在腔体中的相位。通过改变射频信号的相位，射频移相器可以对加速过程中的相对相位进行精确的控制和调节。这样做的好处是，射频移相器的引入为加速器腔体老练装置带来了更大的灵活性和可调节性。通过调整射频信号的相位，可以精确控制腔体中的电场分布和加速过程，以满足特定的要求和优化加速效果，即，射频移相器的应用能够进一步提高腔体老练的精度和可控性。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

电压监测模块，用于监测得到所述腔体的Dee电压信号并发送至所述射频控制模块；

温度监测模块，用于监测得到所述腔体内的温度信号并发送至所述射频控制模块；

打火监测模块，用于监测得到所述腔体的打火信号并发送至所述射频控制模块。

该技术方案的有益效果在于：该装置还包括电压监测模块、温度监测模块和打火监测模块，这些模块用于监测并传输关于腔体的重要信号至射频控制模块。

电压监测模块的作用是实时监测腔体的Dee电压信号，并将其发送至射频控制模块进行分析和处理。腔体的Dee电压是腔体老练程度的重要指标之一，它反映了腔体内部电场的强度和稳定性，通过电压监测模块的应用，可以对腔体老练情况进行实时监测和评估，以便进行相应的调节和控制。

温度监测模块的作用是实时监测腔体内部的温度信号，并将其传输至射频控制模块进行分析。腔体的温度是影响老练过程和性能的重要因素之一，通过温度监测模块的应用，可以对腔体的温度变化进行监测和控制，以确保在适宜的温度范围内进行老练操作，并保证腔体的稳定性和安全性。

打火监测模块的作用是监测腔体的打火信号，并将其传输至射频控制模块进行处理。在腔体老练过程中，频繁的打火情况可能会导致安全隐患和腔体损坏，通过打火监测模块的应用，可以及时检测并报告腔体的打火情况，以便采取相应的措施，如关闭射频放大器等，以保障装置的安全运行。

这样做的好处是，通过电压监测模块、温度监测模块和打火监测模块的应用，该装置能够实时监测和评估腔体的关键指标，包括Dee电压、温度和打火情况，这些监测数据可作为腔体老练程度和安全性的重要指标，为射频控制模块提供决策依据，以优化腔体老练过程，降低风险并提高系统的性能和稳定性。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

真空系统，用于为所述腔体提供真空环境，以及监测得到所述腔体的真空度信号；

液冷系统，用于通过冷却液体为所述腔体进行液冷。

该技术方案的有益效果在于：该装置还包括真空系统和液冷系统(例如是水冷系统等)。

真空系统用于为腔体提供所需的真空环境，并监测并传输关于腔体的真空度信号。在腔体老练过程中，保持适当的真空度是至关重要的。真空系统通过控制真空泵和监测真空计等组件，确保腔体内部的适宜真空环境，从而为腔体老练提供良好的工作条件。

液冷系统用于通过冷却液体对腔体进行液冷。腔体在运行过程中会产生热量，为了保持腔体的稳定工作温度，液冷系统通过循环冷却液体，将热量带走，以保持腔体的适宜温度。液冷系统能够有效地控制腔体的温度，确保腔体在老练过程中的稳定性和安全性。

这样做的好处是，通过引入真空系统和液冷系统，该装置能够为腔体提供所需的真空环境和液冷功能。真空系统确保腔体内部的适宜真空度，而液冷系统则控制腔体的温度，使其保持在稳定的工作范围内。这些功能的应用有助于提高腔体老练的效率和稳定性，确保回旋加速器系统的正常运行。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

安全连锁系统，用于收集安全信号集合，并当检测到安全信号集合满足预设关闭条件时，通过所述射频控制模块关闭所述射频放大器；

其中，所述安全信号集合包括所述温度信号、打火信号、所述真空度信号、真空系统状态信号和液冷系统状态信号中的一种或多种。

该技术方案的有益效果在于：该装置还包括安全连锁系统，安全连锁系统收集安全信号集合，并在检测到安全信号集合满足预设的关闭条件时，通过射频控制模块关闭射频放大器。安全连锁系统的作用是确保装置在安全运行的条件下进行操作，它会收集来自多个安全信号源的信息，并对其进行监测和分析。安全信号集合包括温度信号、打火信号、真空度信号、真空系统状态信号和液冷系统状态信号中的一种或多种。通过对这些信号的综合分析，安全连锁系统能够判断装置的工作状态是否符合安全标准。当安全信号集合满足预设的关闭条件时，安全连锁系统将触发射频控制模块关闭射频放大器，以避免潜在的安全风险和装置损坏。这样做的好处是，通过引入安全连锁系统，该装置能够实现对装置安全运行状态的实时监测和控制。安全连锁系统通过集成多个安全信号源的信息，能够全面评估装置的安全性，并在必要时采取相应的措施，这有助于提高装置的安全性、稳定性和可靠性，保障回旋加速器系统的正常运行。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

主控计算机，用于对所述射频控制模块、所述真空系统和所述液冷系统进行设置和状态监控。

该技术方案的有益效果在于：该装置还包括主控计算机，主控计算机对射频控制模块、真空系统和液冷系统进行设置和状态监控。主控计算机是整个装置的核心控制单元，负责对各个子系统进行整合和管理，它具备对射频控制模块的设置和参数调节功能，可以根据实际需求进行灵活的配置。同时，主控计算机还能够实时监控真空系统和液冷系统的状态，包括真空度、真空系统状态(特别是真空系统异常状态)、液冷系统状态(特别是液冷系统异常状态)等，并提供相关的状态报告和警告信息。通过主控计算机的应用，操作人员可以方便地进行系统的设置和参数调节，实现对装置各个子系统的集中控制和监控。主控计算机通过与射频控制模块、真空系统和液冷系统的连接，实现对整个装置的智能化管理，提高装置的运行效率和可靠性。这样做的好处是，通过引入主控计算机，该装置实现了对射频控制模块、真空系统和液冷系统的集中控制和监控。主控计算机具备灵活的设置和调节功能，可以根据实际需求进行优化配置。同时，通过实时监控系统状态，主控计算机能够及时发现并处理异常情况，提高装置的运行稳定性和安全性。

在一些可能的实现方式中，所述装置还包括：

示波器，用于实时读取所述射频控制模块接收到的老练信号集合并进行可视化展示，以识别所述腔体的老练状态；

其中，所述老练信号集合包括所述正向功率信号、所述反射功率信号、所述Dee电压信号、所述温度信号和所述打火信号中的一种或多种。

该技术方案的有益效果在于：该装置还包括示波器，示波器实时读取射频控制模块接收到的老练信号集合，并进行可视化展示，以便识别腔体的老练状态。示波器通过对老练信号集合的实时读取和分析，能够提供对腔体老练过程的可视化展示。老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、Dee电压信号、温度信号和打火信号中的一种或多种。通过示波器的应用，操作人员可以直观地观察和分析腔体的老练情况，以便及时调整和优化老练参数。示波器可以将老练信号以波形的形式显示出来，提供对信号的细节和变化趋势的观察。这样的可视化展示有助于操作人员对腔体的老练状态进行判断和评估，及时发现潜在问题并采取相应措施。通过示波器的应用，可以提高腔体老练的精确性和效率，进一步提升回旋加速器系统的性能和稳定性。这样做的好处是，通过示波器的引入，该装置实现了对老练信号集合的实时读取和可视化展示。示波器能够直观地显示腔体的老练状态，帮助操作人员进行准确的评估和判断，这有助于优化老练参数，提高腔体老练的效果，并为回旋加速器系统的性能提升提供指导。综上所述，通过示波器的应用，实现了对老练信号集合的实时读取和可视化展示，示波器的使用提高了腔体老练的准确性和效率，为回旋加速器系统的运行提供了更精细的监测和控制。

第二方面，本申请提供了一种加速器腔体老练方法，用于通过上述任一项加速器腔体老练装置对加速器的腔体进行老练，所述方法包括：

通过磁场调整模块调整所述腔体内的磁场，以抑制次级电子的产生；

其中，所述磁场调整模块安装在所述腔体上或者安装于所述腔体周围。

该技术方案的有益效果在于：本申请提供了一种加速器腔体老练方法，用于通过所述加速器腔体老练装置中的磁场调整模块对加速器的腔体进行老练。具体而言，通过磁场调整模块对腔体内的磁场分布进行调整。磁场调整模块可以安装在腔体上或者安装于腔体周围，其作用是根据实际需求，对腔体内的磁场进行优化和调节，以达到抑制次级电子产生的目的。通过调整腔体内的磁感应强度和磁场分布，可以有效地抑制次级电子的产生。次级电子的产生会影响高频功率的输入和反射功率的控制，从而对腔体老练产生不利影响。通过磁场调整模块的应用，可以优化腔体内的磁场分布，减少次级电子的产生，提高老练效果。这样做的好处是，通过磁场调整模块对腔体内的磁场分布进行调整，实现了对次级电子的抑制，这有助于提高腔体老练的效果，并提升回旋加速器系统的性能和稳定性。

在一些可能的实现方式中，所述通过磁场调整模块调整所述腔体内的磁场，包括：

根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块的磁场参数集合；

根据所述磁场参数集合，控制所述磁场调整模块调整所述腔体内的磁场；

其中，所述老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、所述Dee电压信号、所述温度信号和所述打火信号中的一种或多种，所述磁场参数集合包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性中的一种或多种。

该技术方案的有益效果在于：首先，根据老练信号集合获取磁场调整模块的磁场参数集合。老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、Dee电压信号、温度信号和打火信号中的一种或多种。通过对这些信号的监测和分析，可以获得反映腔体老练状态(或者说老练程度)的相关信息。然后，根据磁场参数集合控制磁场调整模块来调整腔体内的磁感应强度和磁场分布。磁场参数集合包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性中的一种或多种。通过调节磁场调整模块的工作状态，可以实现对腔体内磁场的精确控制和优化调节，以满足腔体老练的要求。这样做的好处是，通过根据老练信号集合获取磁场参数集合，并根据磁场参数集合控制磁场调整模块，实现了对腔体内磁场分布的动态调整。通过根据实际老练情况对磁场进行优化，可以进一步提升腔体老练的效果和精度，从而增强回旋加速器系统的性能。

在一些可能的实现方式中，所述根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块的磁场参数集合，包括：

根据所述老练信号集合，识别所述腔体的老练状态；

根据所述老练状态，确定所述磁场调整模块的磁场参数集合。

该技术方案的有益效果在于：首先，根据老练信号集合识别腔体的老练状态。老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、Dee电压信号、温度信号和打火信号中的一种或多种。通过分析这些信号，可以获得关于腔体老练状态的信息。例如，正向功率信号和反射功率信号可以反映射频系统的功率传输效率，Dee电压信号可以反映腔体内的电场分布，温度信号可以反映腔体的热量分布，打火信号可以反映腔体的安全情况。然后，根据腔体的老练状态确定磁场调整模块的磁场参数集合。根据老练信号集合的分析结果，可以判断腔体当前的老练状态，例如是否存在功率传输不理想、电场分布不均匀、温度异常或打火风险等。根据这些信息，可以确定适合的磁场参数集合，包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性等。这样做的好处是，通过根据老练信号集合识别腔体的老练状态，并根据该状态确定磁场调整模块的磁场参数集合，可以实现根据实际情况调整磁场，从而进一步优化腔体的老练效果。通过针对不同的老练状态确定合适的磁场参数，可以提高腔体老练的精度和效率，使加速器系统达到更好的性能。

在一些可能的实现方式中，所述根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块的磁场参数集合，包括：

将所述老练信号集合输入磁场调整模型，以得到所述磁场调整模块的磁场参数集合；

其中，所述磁场调整模型是使用训练集对预设的深度学习模型训练得到的。

该技术方案的有益效果在于：将老练信号集合作为输入，传递给磁场调整模型。磁场调整模型会对输入的老练信号集合进行处理和分析，它能够识别不同老练信号集合与磁场参数之间的关系，并根据这些关系预测出适合的磁场参数集合。根据模型预测的结果，可以调整磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性等参数，以满足腔体老练的要求。这样做的好处是，通过使用训练得到的深度学习模型，能够根据输入的老练信号集合自动预测出适合的磁场参数集合。相比传统的手动调整方法，这种自动化的方式更高效、更准确，能够提高腔体老练的精度和效率。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，用于通过上述任一项加速器腔体老练装置对加速器的腔体进行老练，所述电子设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时实现以下步骤：

通过磁场调整模块调整所述腔体内的磁场，以抑制次级电子的产生；

其中，所述磁场调整模块安装在所述腔体上或者安装于所述腔体周围。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项方法的步骤或者实现上述任一项电子设备的功能。

第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项方法的步骤或者实现上述任一项电子设备的功能。

附图说明

下面结合说明书附图和具体实施方式进一步说明本申请。

图1是本申请实施例提供的一种加速器腔体老练装置的结构框图。

图2是本申请实施例提供的一种磁场调整模块安装于腔体上及腔体位于支架上的示意图。

图3是本申请实施例提供的一种加速器腔体老练方法的流程示意图。

图4是本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。

图5是本申请实施例提供的一种计算机程序产品的结构示意图。

图中：100、腔体；101、密封组件；200、加速器腔体老练装置；201、磁场调整模块；202、射频控制模块；203、射频放大器；204、耦合器；205、射频移相器；206、电压监测模块；207、温度监测模块；208、打火监测模块；209、真空系统；210、液冷系统；211、安全连锁系统；212、主控计算机；213、示波器；214、D形部；215、连接部；216、旋转电容；217、抵挡部；300、谐振腔支架；301、顶部。

具体实施方式

下面将结合本申请的说明书附图以及具体实施方式，对本申请中的技术方案进行描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施方式之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施方式。

本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施方式或设计方案不应被解释为比其他实施方式或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对数量的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。

下面对本申请实施例的技术领域和相关术语进行简单说明。

人工智能(Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。换句话说，人工智能是计算机科学的一个综合技术，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能研究各种智能机器的设计原理与实现方法，使机器具有感知、推理与决策的功能。人工智能技术是一门综合学科，涉及领域广泛，既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习、自动驾驶、智慧交通等几大方向。

机器学习(Machine Learning,ML)是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。计算机程序可以在给定某种类别的任务T和性能度量P下学习经验E，如果其在任务T中的性能恰好可以用P度量，则随着经验E而提高。机器学习专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。机器学习是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人工智能的各个领域。

深度学习是一种特殊的机器学习，通过学习将世界使用嵌套的概念层次来表示并实现巨大的功能和灵活性，其中每个概念都定义为与简单概念相关联，而更为抽象的表示则以较不抽象的方式来计算。机器学习和深度学习通常包括人工神经网络、置信网络、强化学习、迁移学习、归纳学习、示教学习等技术。

加速器可用于原子核实验、放射性医学、放射性化学、放射性同位素的制造、非破坏性探伤等。粒子增加的能量一般都在0.1兆电子伏以上。加速器的种类很多，有回旋加速器、直线加速器、静电加速器、粒子加速器、倍压加速器等。加速器是用人工方法把带电粒子加速到较高能量的装置。利用这种装置可以产生各种能量的电子、质子、氘核、α粒子以及其它一些重离子。利用这些直接被加速的带电粒子与物质相作用，还可以产生多种带电的和不带电的次级粒子，例如γ粒子、中子及多种介子、超子、反粒子等。

回旋加速器在粒子放疗、放射性药物合成等领域应用广泛。射频系统作为小型化质子放疗设备的回旋加速器核心子系统，为加速的离子比如质子、重离子等提供加速电场。射频系统包括射频谐振腔、射频功率源、射频耦合器、射频系统监测系统及射频控制系统等。在射频谐振腔正式安装到回旋加速器前，需要经过离线老练及测试，以降低回旋加速器调试的难度、并能提高回旋加速器运行的稳定性。

射频系统的老练及测试平台能够模拟射频系统在整个回旋加速器中的运行环境，并能对老练过程进行实时监测、保护射频系统的安全性。

在谐振腔的老练初期，由于谐振腔体表面光洁度低、存在灰尘与油污等附着物，腔体会发生真空条件下的次级电子倍增，导致高频功率不能馈入腔体或者反射功率过高的情况发生。

基于此，本申请提供了加速器腔体老练装置、加速器腔体老练方法、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品，以改进现有技术。

本申请采用调整磁场的方式来抑制次级电子的产生，加快老练进度。除了实时监测老练过程中的正向功率、反射功率、谐振腔的Dee电压等信息，本申请还利用热成像摄像头实时监测谐振腔中的温度、使用打火探测器实时监测谐振腔的打火情况，作为谐振腔老练程度的重要指标以及降低老练过程风险的措施。综上，本申请提出一种集成度高、安全性高的谐振腔老练装置，能够真实模拟射频系统在加速器中的运行环境，利用螺线管抑制次级电子的产品，加快谐振腔老练的进度。

本申请实施例提供的方案涉及回旋加速器、腔体老练、人工智能等技术，具体通过如下实施例进行说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。

(加速器腔体老练装置200)

参见图1和图2，图1是本申请实施例提供的一种加速器腔体老练装置200的结构框图，图2是本申请实施例提供的一种磁场调整模块201安装于腔体100上及腔体100位于支架上的示意图。

本申请实施例提供了一种加速器腔体老练装置200，用于对加速器的腔体100进行老练，所述装置包括：

磁场调整模块201，所述磁场调整模块201安装在所述腔体100上或者安装于所述腔体100周围，所述磁场调整模块201用于调整所述腔体100内的磁场，以抑制次级电子的产生。

本申请实施例中，加速器例如可以是回旋加速器、直线加速器、静电加速器、粒子加速器、倍压加速器等。腔体100例如可以是射频谐振腔或者其他腔体。回旋加速器例如可以是同步回旋加速器。

加速器腔体老练装置200是一种专门用于对加速器腔体100进行老练的装置，旨在提高腔体100的性能和稳定性。

磁场调整模块201可以安装在腔体100上或腔体100周围，用于调整腔体100内的磁感应强度和磁场分布。通过改变磁场分布，可以抑制次级电子的产生，从而减少对腔体100性能的影响。例如，可以使用电螺线管或永磁环来实现磁场调整。

次级电子对腔体100内的射频场产生干扰，影响加速器的性能。磁场调整模块201的作用是抑制次级电子的产生。

由此，抑制次级电子的产生，加快腔体老练进程，腔体100例如是加速器的射频谐振腔等。本申请提供了一种加速器腔体老练装置200，其中包括磁场调整模块201。该磁场调整模块201可以安装在腔体100上或者安装于腔体100周围，其主要功能是调整腔体100内的磁感应强度和磁场分布，以抑制次级电子的产生。通过调整磁场，可以有效减少次级电子的数量，提高射频能量的传递效率。通过引入磁场调整模块201，加速器腔体老练装置200能够在模拟加速器运行环境的同时，解决次级电子产生的问题，提高腔体老练的效率和稳定性。该装置有助于降低回旋加速器的调试难度，并提高其运行的稳定性。

在一些实施例中，所述磁场调整模块201采用电螺线管和/或永磁环。

在一些可能的实现方式中，所述磁场调整模块201安装于所述腔体的D形部214及D形部214上方的抵挡部217之间。

由此，基于对腔体100内磁场分布和次级电子产生的深入研究和分析，通过将磁场调整模块201放置在这个特定位置，可以最大程度地影响腔体100内磁场的分布，从而实现有效的次级电子抑制。安装于D形部214和抵挡部217之间的磁场调整模块201具有以下优点。首先，可以直接影响腔体100内的磁场分布。其次，由于D形部214和抵挡部217的特殊几何形状，安装磁场调整模块201的空间被最大程度地利用，这使得磁场调整模块201能够更好地覆盖腔体100内的整个磁场区域，从而实现对次级电子的全面抑制。这样做的好处是，这个位置靠近腔体100的工作区域，可以最大限度地减少次级电子在加速器中的产生。其次，这种安装方式可以保持腔体100的结构完整性，不会对加速器的正常运行产生不利影响，有助于保证加速器的稳定性和性能。综上所述，通过将磁场调整模块201安装于腔体100的D形部214和D形部214上方的抵挡部217之间，实现了对回旋加速器腔体100老练过程中次级电子产生的有效抑制。这种安装方式在位置选择和几何布局上经过精心设计，能够最大程度地影响腔体100内的磁场分布，提高射频能量的传递效率和稳定性，从而为回旋加速器的正常运行提供有力支持。

继续参见图2，所述腔体100包括位于底部的D形部214及自D形部214向上延伸形成的连接部215，D形部214和连接部215为中空结构。旋转电容216安装于连接部215上，旋转电容216和耦合器204分别位于连接部215的相对两侧。所述腔体100安装于可移动的谐振腔支架300上，连接部215上设置有用于向下抵挡在谐振腔支架300顶部301上的抵挡部217。相较于耦合器204，旋转电容216更加靠近抵挡部217。

所述磁场调整模块201安装于腔体的D形部214及D形部214上方的抵挡部217之间。在一些实施例中，在D形部214与连接部215尚未连接在一起时，将连接部215穿过谐振腔支架300的顶部301，抵挡部217抵在顶部301上。将磁场调整模块201套在连接部215的外围，再将D形部214与连接部215连接在一起，磁场调整模块201位于抵挡部217与D形部214之间。作为一个示例，磁场调整模块201分别向上抵持抵挡部217及向下抵持D形部214。D形部214的底部与地面可以相距一定距离。

为实现粒子在回旋加速器中可以持续进行加速，回旋加速器中的射频谐振腔的频率需要与粒子的回旋频率相匹配，以保持谐振加速条件，从而突破经典回旋加速器中相对论性质量增加对提高能量的限制。在同步回旋加速器中，随着粒子能量的增加，飞行半径进而增大，粒子的回旋频率逐渐减小。为实现可以持续加速不同束团的粒子，同步回旋加速器中的射频谐振腔的频率需要先减小，并快速恢复至初始的加速器频率，为继续加速下一个粒子束团做准备。射频谐振腔上述的频率调制通过上述旋转电容216实现，旋转电容216周期性地调制射频谐振腔的频率。

通过改变磁场的强度和分布，可以对加速器的性能进行优化和控制。

电螺线管是一种磁场调整元件，由螺旋状的导线组成。通过通电激励产生的磁场，可以在加速器腔体100内产生恰当的磁感应强度和磁场分布，以抑制次级电子的产生。例如，通过调整电螺线管中电流的大小和方向，可以实现所需的磁场效果。

永磁环是另一种磁场调整元件，它是由具有固定磁性的材料制成的环形结构。通过安装永磁环，可以在加速器腔体100内建立所需的磁感应强度和磁场分布。与电螺线管不同，永磁环不需要外部电源，因为它本身就具有恒定的磁性。

由此，磁场调整模块201用于解决回旋加速器腔体老练过程中次级电子产生的问题，根据实际应用中的性能需求和成本需求，磁场调整模块201可以采用电螺线管和/或永磁环的方式实现。通过使用电螺线管，可以在腔体100内部创建一个适当的磁场分布，以抑制次级电子的产生。电螺线管可以通过调整其磁感应强度和位置来优化磁场分布，从而实现最佳的次级电子抑制效果。此外，永磁环也可作为磁场调整模块201的一种选择，通过其固有的磁场特性来实现对次级电子的抑制。这样做的好处是，可以有效地降低次级电子的产生，从而减少高频功率无法传递到腔体100或反射功率过高的情况，这有助于提高射频能量的传递效率和稳定性，使回旋加速器能够正常运行。其次，通过调整电螺线管的磁感应强度和位置，或者利用永磁环的固有磁场特性，可以根据实际需要进行优化，以达到最佳的次级电子抑制效果，这种灵活性和可调节性使得磁场调整模块201能够适应不同回旋加速器的要求和实际情况。

作为一个示例，磁场调整模块201可以安装在腔体100上：在这种情况下，磁场调整模块201可以直接安装在腔体100的表面或内部。例如，可以将电螺线管或永磁环固定在腔体100的表面上或者内壁上，以便调整腔体内的磁场。这样的安装位置可以确保磁场调整模块201直接接触到腔体100，并对其内部的磁场进行调整。

作为一个示例，磁场调整模块201安装于腔体100周围：在这种情况下，磁场调整模块201可以安装在腔体100的外部，但仍与腔体100相邻。例如，可以将电螺线管或永磁环安装在腔体100的周围，并通过适当的支架或固定装置固定在其位置上。这样的安装位置可以通过外部的磁场调整模块201对腔体100的磁场产生影响，实现对腔体内磁场的调整。

在一些实施例中，所述装置还包括：

射频控制模块202，用于生成射频信号；

射频放大器203，用于接收并放大所述射频信号；

耦合器204，设置于所述射频放大器203和所述腔体100之间，所述耦合器204用于通过放大后的所述射频信号将射频能量传递至所述腔体100，以及耦合出正向功率信号和反射功率信号并发送至所述射频控制模块202；

所述射频控制模块202还用于根据所述正向功率信号和所述反射功率信号调整所输出的射频信号。

射频控制模块202能够产生具有特定频率和幅度的射频信号，以供加速器系统使用。例如，可以设置射频控制模块202以生成频率为100MHz、幅度为0.02瓦特的射频信号。在实际应用中，射频信号的幅度范围例如可以是8～13dBm。

射频放大器203用于放大射频信号的功率。它接收来自射频控制模块202的低功率射频信号，并将其放大到适合腔体100的工作需求。例如，射频放大器203可以将输入的0.02瓦特射频信号放大到15千瓦。

耦合器204安装在射频放大器203和腔体100之间，通过放大后的射频信号将能量传输到腔体100，并从中耦合出正向功率信号和反射功率信号。这些信号将发送至射频控制模块202进行分析和调整。耦合器204例如可以采用定向耦合器204。

射频控制模块202不仅生成射频信号，还根据正向功率信号和反射功率信号进行调整。通过分析反射功率和正向功率(例如驻波比等参数)，射频控制模块202可以对输出的射频信号进行相应的调整，以优化腔体100的工作状态。例如，当反射功率过高时，射频控制模块202可以减小输出射频信号的幅度，以降低反射功率。

由此，除了磁场调整模块201，该装置还包括其他组件，包括射频控制模块202、射频放大器203和耦合器204(例如是定向耦合器204等)，这些组件共同协作以实现对回旋加速器腔体100的老练过程进行控制和调节。

射频控制模块202用于生成射频信号，以供后续的加速过程使用。射频放大器203则负责放大射频信号的功率，以确保足够的(射频)能量传递至腔体100。耦合器204被设置于射频放大器203和腔体100之间，其作用是通过放大后的射频信号将射频能量有效地传递至粒子，同时耦合器204还能够耦合出正向功率信号和反射功率信号，并将它们发送至射频控制模块202。

射频控制模块202不仅仅是生成射频信号的源头，它还根据接收到的正向功率信号和反射功率信号进行调节，以实现对输出射频信号的动态控制。通过对正向功率和反射功率的监测和分析，射频控制模块202能够实时调整输出的射频信号，以适应腔体老练过程中的变化和需求。

这样做的好处是，通过引入射频控制模块202、射频放大器203和耦合器204，该装置能够实现对射频能量的有效控制和传递，从而促进腔体老练过程的进行，射频控制模块202的动态调节能够保证射频信号的稳定性和适应性，提高腔体老练的效率和质量。

在一些实施例中，所述装置还包括：

射频移相器205，设置于所述耦合器204和所述射频控制模块202之间，用于调整所述腔体100接收到的射频信号的相位。

射频移相器205安装在耦合器204和射频控制模块202之间，用于调整腔体100接收到的射频信号的相位。射频移相器205通过改变射频信号的相位，可以实现对粒子束的精确控制和加速。例如，当需要将相位前移60度时，射频移相器205可以实现这样的调整，确保粒子束在腔体100中得到适当的加速和操控。

由此，该装置还包括射频移相器205，其位于耦合器204和射频控制模块202之间，用于调整腔体100接收到的射频信号的相位。射频移相器205是一种微波网络模块，它能够提供可控的相位差，用于调整射频信号在腔体100中的相位。通过改变射频信号的相位，射频移相器205可以对加速过程中的相对相位进行精确的控制和调节。这样做的好处是，射频移相器205的引入为加速器腔体老练装置200带来了更大的灵活性和可调节性。通过调整射频信号的相位，可以精确控制腔体100中的电场分布和加速过程，以满足特定的要求和优化加速效果，即，射频移相器205的应用能够进一步提高腔体老练的精度和可控性。

在一些实施例中，所述装置还包括：

电压监测模块206，用于监测得到所述腔体100的Dee电压信号并发送至所述射频控制模块202；

温度监测模块207，用于监测得到所述腔体100内的温度信号并发送至所述射频控制模块202；

打火监测模块208，用于监测得到所述腔体100的打火信号并发送至所述射频控制模块202。

电压监测模块206用于监测加速器腔体100的Dee电压信号。Dee电压是指腔体100中用于产生加速场的电压。通过监测Dee电压的变化，可以了解加速器系统的工作状态和性能。电压监测模块206会将获取到的Dee电压信号发送至射频控制模块202进行分析和调整。例如，当Dee电压不处于预设范围时，射频控制模块202可以采取相应措施进行调整，以确保加速器的正常运行。

温度监测模块207用于监测加速器腔体100内的温度信号。在加速器运行过程中，腔体100的温度变化可能会影响加速器的性能和稳定性。温度监测模块207通过感知腔体100内部的温度变化，并将获取到的温度信号发送至射频控制模块202进行处理。例如，如果温度超过设定的安全阈值，射频控制模块202可以采取相应的控制策略，如关闭射频放大器203、减小射频功率或采取冷却措施，以保持腔体100的稳定运行温度。

打火监测模块208用于监测加速器腔体100的打火信号。在腔体老练过程中，打火是指在腔体100内部发生的异常放电现象。打火可能对加速器的安全性和性能造成严重影响。打火监测模块208通过感知腔体100的打火信号，并将其发送至射频控制模块202进行处理和分析。例如，如果频繁出现打火现象，射频控制模块202可以触发相应的保护机制，如关闭射频放大器203，以防止进一步的故障和危险。

由此，该装置还包括电压监测模块206、温度监测模块207和打火监测模块208，这些模块用于监测并传输关于腔体100的重要信号至射频控制模块202。

电压监测模块206的作用是实时监测腔体100的Dee电压信号，并将其发送至射频控制模块202进行分析和处理。腔体100的Dee电压是腔体老练程度的重要指标之一，它反映了腔体100内部电场的强度和稳定性，通过电压监测模块206的应用，可以对腔体老练情况进行实时监测和评估，以便进行相应的调节和控制。

温度监测模块207的作用是实时监测腔体100内部的温度信号，并将其传输至射频控制模块202进行分析。腔体100的温度是影响老练过程和性能的重要因素之一，通过温度监测模块207的应用，可以对腔体100的温度变化进行监测和控制，以确保在适宜的温度范围内进行老练操作，并保证腔体100的稳定性和安全性。

打火监测模块208的作用是监测腔体100的打火信号，并将其传输至射频控制模块202进行处理。在腔体老练过程中，频繁的打火情况可能会导致安全隐患和腔体100损坏，通过打火监测模块208的应用，可以及时检测并报告腔体100的打火情况，以便采取相应的措施，如关闭射频放大器203等，以保障装置的安全运行。

这样做的好处是，通过电压监测模块206、温度监测模块207和打火监测模块208的应用，该装置能够实时监测和评估腔体100的关键指标，包括Dee电压、温度和打火情况，这些监测数据可作为腔体老练程度和安全性的重要指标，为射频控制模块202提供决策依据，以优化腔体老练过程，降低风险并提高系统的性能和稳定性。

在一些实施例中，所述装置还包括：

真空系统209，用于为所述腔体100提供真空环境，以及监测得到所述腔体100的真空度信号；

液冷系统210，用于通过冷却液体为所述腔体100进行液冷。

真空系统209用于为腔体100提供必要的真空环境。在回旋加速器中，腔体100需要在真空条件下运行，以保证粒子加速的稳定性和精确性。真空系统209连接于D形部214的一侧，包括真空计、真空泵以及真空控制系统等组件。通过监测腔体100的真空度信号，可以了解真空环境的状态和性能，以及是否存在真空泄漏等问题。例如，当真空度超过设定的范围或出现异常时，真空系统209可以触发相应的报警或控制措施，以确保腔体100保持适宜的工作状态。

液冷系统210用于为腔体100进行液冷，通过冷却液体将腔体100内部的热量带走，以维持腔体100在合适的温度范围内运行。液冷系统210通常采用冷却水或其他冷却液体，通过循环供应冷却介质，并通过热交换器将热量带走。它可以保持腔体100在安全工作温度范围内，并防止腔体100过热引发故障或损坏。例如，液冷系统210可以通过循环冷却水来维持腔体100的温度在设定的范围内，确保腔体100处于最佳的工作状态。

由此，该装置还包括真空系统209和液冷系统210(例如是水冷系统等)。

真空系统209用于为腔体100提供所需的真空环境，并监测并传输关于腔体100的真空度信号。在腔体老练过程中，保持适当的真空度是至关重要的。真空系统209通过控制真空泵和监测真空计等组件，确保腔体100内部的适宜真空环境，从而为腔体老练提供良好的工作条件。

液冷系统210用于通过冷却液体对腔体100进行液冷。腔体100在运行过程中会产生热量，为了保持腔体100的稳定工作温度，液冷系统210通过循环冷却液体，将热量带走，以保持腔体100的适宜温度。液冷系统210能够有效地控制腔体100的温度，确保腔体100在老练过程中的稳定性和安全性。

这样做的好处是，通过引入真空系统209和液冷系统210，该装置能够为腔体100提供所需的真空环境和液冷功能。真空系统209确保腔体100内部的适宜真空度，而液冷系统210则控制腔体100的温度，使其保持在稳定的工作范围内。这些功能的应用有助于提高腔体老练的效率和稳定性，确保回旋加速器系统的正常运行。

在一些实施例中，所述装置还包括：

安全连锁系统211，用于收集安全信号集合，并当检测到安全信号集合满足预设关闭条件时，通过所述射频控制模块202关闭所述射频放大器203；

其中，所述安全信号集合包括所述温度信号、打火信号、所述真空度信号、真空系统209状态信号和液冷系统210状态信号中的一种或多种。

真空系统209状态信号是指用于监测和反映真空系统209运行状态的信号。它可以包括各种参数和指标，用于评估真空系统209的正常工作情况或检测异常情况。具体的信号可以根据具体的加速器腔体老练装置200和系统设计而有所不同，作为一个示例，真空系统209状态信号包括以下内容：

气体流量信号：用于监测真空系统209中气体的流量情况。通过测量气体进出口的流量或压差，可以评估真空系统209的气体流动情况和系统中可能存在的泄漏问题。

泄漏检测信号：用于监测真空系统209中的泄漏情况。可以通过安装泄漏传感器或使用其他检测方法，实时监测系统中的气体泄漏，以便及时发现并解决泄漏问题。

液冷系统210状态信号是指用于监测和反映液冷系统210运行状态的信号。液冷系统210主要负责通过冷却液体对腔体100进行液冷，以保持腔体100在适宜的工作温度范围内。作为一个示例，液冷系统210状态信号包括以下内容：

冷却液流量信号：用于监测冷却液的流动情况。通过测量冷却液的流速或流量，可以评估液冷系统210中冷却液的供应情况和流动状态。

冷却液温度信号：用于监测冷却液的温度。通过测量冷却液的温度变化，可以判断液冷系统210的冷却效果和工作状态。

冷却液压力信号：用于监测冷却液的压力。通过测量冷却液的压力变化，可以评估液冷系统210的工作压力和冷却液供应的稳定性。

在回旋加速器装置中，安全连锁系统211的功能是收集各种安全信号集合，并在满足预设的关闭条件时通过射频控制模块202关闭射频放大器203，以保障加速器系统的安全运行。安全信号集合包括多个信号源，例如温度信号、打火信号、真空度信号、真空系统209状态信号和液冷系统210状态信号等。当这些信号中的任意一个或多个满足设定的安全关闭条件时，安全连锁系统211会触发相应的动作，关闭射频放大器203以避免潜在的风险和故障。

举例来说，预设关闭条件是温度超过100度且打火频率超过5次/分钟，假设在回旋加速器操作过程中，安全连锁系统211检测到温度为120度，超过了设定的高温阈值，同时检测到打火信号的频率为1分钟7次，超过了设定的频率阈值，满足了预设关闭条件。在这种情况下，安全连锁系统211将向射频控制模块202发送信号，通过射频控制模块202关闭射频放大器203，以防止进一步的温度升高和火灾风险。在仿真过程中，温度可能达到200～300摄氏度。

因此，安全连锁系统211是回旋加速器装置中的关键组成部分，通过收集和监测多个安全信号集合，确保加速器系统在出现异常或危险情况时能够及时采取保护措施，保障操作人员和设备的安全。

由此，该装置还包括安全连锁系统211，安全连锁系统211收集安全信号集合，并在检测到安全信号集合满足预设的关闭条件时，通过射频控制模块202关闭射频放大器203。安全连锁系统211的作用是确保装置在安全运行的条件下进行操作，它会收集来自多个安全信号源的信息，并对其进行监测和分析。安全信号集合包括温度信号、打火信号、真空度信号、真空系统209状态信号和液冷系统210状态信号中的一种或多种。通过对这些信号的综合分析，安全连锁系统211能够判断装置的工作状态是否符合安全标准。当安全信号集合满足预设的关闭条件时，安全连锁系统211将触发射频控制模块202关闭射频放大器203，以避免潜在的安全风险和装置损坏。这样做的好处是，通过引入安全连锁系统211，该装置能够实现对装置安全运行状态的实时监测和控制。安全连锁系统211通过集成多个安全信号源的信息，能够全面评估装置的安全性，并在必要时采取相应的措施，这有助于提高装置的安全性、稳定性和可靠性，保障回旋加速器系统的正常运行。

在一些实施例中，所述装置还包括：

主控计算机212，用于对所述射频控制模块202、所述真空系统209和所述液冷系统210进行设置和状态监控。

在回旋加速器装置中，主控计算机212用于对射频控制模块202、真空系统209和液冷系统210进行设置和状态监控。主控计算机212具有强大的计算和控制能力，能够与各个子系统(例如射频系统、真空系统209、液冷系统210等)进行通信和交互，实现对装置的整体控制和监测。

主控计算机212通过与射频控制模块202、真空系统209和液冷系统210建立连接，可以对这些系统的参数、状态和运行模式进行设置和调整。例如，通过主控计算机212可以设定射频控制模块202的工作频率和功率输出，调整真空系统209的运行模式和报警阈值，以及监测液冷系统210的温度和流量等参数。

此外，主控计算机212还能够实时监控各个系统的状态和性能指标。通过接收来自射频控制模块202、真空系统209和液冷系统210的数据反馈，主控计算机212可以对装置的工作情况进行实时监测和分析。例如，可以通过主控计算机212对射频功率、真空度和温度等参数进行图形化显示和记录，以便操作人员对装置进行有效管理和故障排除。

由此，该装置还包括主控计算机212，主控计算机212对射频控制模块202、真空系统209和液冷系统210进行设置和状态监控。主控计算机212是整个装置的核心控制单元，负责对各个子系统进行整合和管理，它具备对射频控制模块202的设置和参数调节功能，可以根据实际需求进行灵活的配置。同时，主控计算机212还能够实时监控真空系统209和液冷系统210的状态，包括真空度、真空系统209状态(特别是真空系统209异常状态)、液冷系统210状态(特别是液冷系统210异常状态)等，并提供相关的状态报告和警告信息。通过主控计算机212的应用，操作人员可以方便地进行系统的设置和参数调节，实现对装置各个子系统的集中控制和监控。主控计算机212通过与射频控制模块202、真空系统209和液冷系统210的连接，实现对整个装置的智能化管理，提高装置的运行效率和可靠性。这样做的好处是，通过引入主控计算机212，该装置实现了对射频控制模块202、真空系统209和液冷系统210的集中控制和监控。主控计算机212具备灵活的设置和调节功能，可以根据实际需求进行优化配置。同时，通过实时监控系统状态，主控计算机212能够及时发现并处理异常情况，提高装置的运行稳定性和安全性。

在一些实施例中，所述装置还包括：

示波器213，用于实时读取所述射频控制模块202接收到的老练信号集合并进行可视化展示，以识别所述腔体100的老练状态；

其中，所述老练信号集合包括所述正向功率信号、所述反射功率信号、所述Dee电压信号、所述温度信号和所述打火信号中的一种或多种。

在回旋加速器装置中，示波器213是一种用于测量和显示信号波形的仪器。它可以实时读取射频控制模块202接收到的老练信号集合，并以可视化的方式展示这些信号的波形，以便识别腔体100的老练状态。

示波器213可以同时读取一个或多个信号，并将它们显示在同一个屏幕上，以便进行比较和分析。在回旋加速器的腔体老练过程中，示波器213常用于监测和评估多个关键信号，以确定腔体100的老练情况和性能。

所述老练信号集合包括多个关键信号，其中包括正向功率信号、反射功率信号、Dee电压信号、温度信号和打火信号中的一种或多种。正向功率信号是指射频能量传递到腔体100的功率大小，反射功率信号是指未能传递到腔体100内的射频能量反射回来的功率大小。Dee电压信号是指腔体100中的Dee电压大小，它是加速粒子所需的电场强度指示之一。温度信号是指腔体100内的温度，它可以反映腔体100的热量分布和冷却效果。打火信号是指腔体100发生火花放电的信号，它可能是由于接触不良或其他故障引起的。

通过示波器213对老练信号集合进行实时读取和分析，操作人员可以直观地了解腔体100的老练状态。例如，正常的老练过程中，正向功率和反射功率应该在合理范围内，并且Dee电压应该保持稳定。如果温度异常升高或出现频繁的打火现象，可能需要进一步检查和调整装置以确保腔体100的正常运行。通过实时读取和可视化展示老练信号集合，帮助识别腔体100的老练状态和进行故障诊断，以确保装置的性能和稳定运行。

由此，该装置还包括示波器213，示波器213实时读取射频控制模块202接收到的老练信号集合，并进行可视化展示，以便识别腔体100的老练状态。示波器213通过对老练信号集合的实时读取和分析，能够提供对腔体老练过程的可视化展示。老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、Dee电压信号、温度信号和打火信号中的一种或多种。通过示波器213的应用，操作人员可以直观地观察和分析腔体100的老练情况，以便及时调整和优化老练参数。示波器213可以将老练信号以波形的形式显示出来，提供对信号的细节和变化趋势的观察。这样的可视化展示有助于操作人员对腔体100的老练状态进行判断和评估，及时发现潜在问题并采取相应措施。通过示波器213的应用，可以提高腔体老练的精确性和效率，进一步提升回旋加速器系统的性能和稳定性。这样做的好处是，通过示波器213的引入，该装置实现了对老练信号集合的实时读取和可视化展示。示波器213能够直观地显示腔体100的老练状态，帮助操作人员进行准确的评估和判断，这有助于优化老练参数，提高腔体老练的效果，并为回旋加速器系统的性能提升提供指导。综上所述，通过示波器213的应用，实现了对老练信号集合的实时读取和可视化展示，示波器213的使用提高了腔体老练的准确性和效率，为回旋加速器系统的运行提供了更精细的监测和控制。

故障诊断在回旋加速器领域起着至关重要的作用，通过对系统中出现的异常行为或故障进行分析和判断，以确定其原因并采取适当的修复措施。作为一个示例，故障诊断过程如下：

故障检测：故障诊断的第一步是检测加速器腔体老练装置200中的异常情况或故障。这可以通过多种手段实现，例如传感器监测、信号采集和实时数据分析。加速器腔体老练装置200中装备有各种传感器和监测装置，用于监测参数如温度、压力、电压、电流等，并将数据反馈给主控计算机212。主控计算机212通过对这些数据进行监测和分析，可以及时检测到加速器腔体老练装置200中的异常情况。

异常行为分析：一旦异常被检测到，下一步是对异常行为进行分析。主控计算机212对加速器腔体老练装置200的各个组件和子系统的运行状态进行评估，以确定异常行为的来源。通过分析异常的性质、发生时机和可能的原因，可以缩小故障范围并确定进一步的诊断方向。

故障原因推断：基于异常行为的分析结果，以智能或者人工方式，根据经验和专业知识，推断可能导致故障的原因。这需要对加速器腔体老练装置200的工作原理、设计规范和故障模式有深入的了解。通过综合考虑多个因素，包括故障现象、操作历史、设备参数等，可以缩小原因范围，并确定可能性最高的故障原因。

故障验证和诊断：为了确认故障原因的准确性，通常需要进行进一步的验证和诊断。这可以包括对相关设备或组件进行检查、测试和测量，以确定其状态和性能是否与预期相符。此外，还可以采用故障模拟、实验验证和仿真分析等方法来模拟和重现故障情况，以验证推断的故障原因是否正确。

修复和预防措施：一旦故障原因确定，就可以采取相应的修复措施来恢复系统的正常运行。这可能包括更换故障组件、调整参数设置、重新校准设备或调整操作程序等。同时，为了预防类似故障再次发生，还可以分析故障的根本原因，并采取相应措施以降低故障再次发生的概率。

在一个具体应用场景中，本申请实施例还提供了一种加速器腔体老练装置200，用于对加速器的腔体100进行老练，所述装置包括：

磁场调整模块201，所述磁场调整模块201安装在所述腔体100上或者安装于所述腔体100周围，所述磁场调整模块201用于调整所述腔体100内的磁场，以抑制次级电子的产生；所述磁场调整模块201采用电螺线管和/或永磁环；

射频控制模块202，用于生成射频信号，以及根据所述正向功率信号和所述反射功率信号调整所输出的射频信号；

射频放大器203，用于接收并放大所述射频信号；

耦合器204，设置于所述射频放大器203和所述腔体100之间，所述耦合器204用于通过放大后的所述射频信号将射频能量传递至所述腔体100，以及耦合出正向功率信号和反射功率信号并发送至所述射频控制模块202；

射频移相器205，设置于所述耦合器204和所述射频控制模块202之间，用于调整所述腔体100接收到的射频信号的相位；

电压监测模块206，用于监测得到所述腔体100的Dee电压信号并发送至所述射频控制模块202；

温度监测模块207，用于监测得到所述腔体100内的温度信号并发送至所述射频控制模块202；

打火监测模块208，用于监测得到所述腔体100的打火信号并发送至所述射频控制模块202；

真空系统209，用于为所述腔体100提供真空环境，以及监测得到所述腔体100的真空度信号；

液冷系统210，用于通过冷却液体为所述腔体100进行液冷；其中，冷却液体是冷却水或者其他冷却液体；

安全连锁系统211，用于收集安全信号集合，并当检测到安全信号集合满足预设关闭条件时，通过所述射频控制模块202关闭所述射频放大器203；其中，所述安全信号集合包括所述温度信号、打火信号、所述真空度信号、真空系统209状态信号和液冷系统210状态信号中的一种或多种；

主控计算机212，用于对所述射频控制模块202、所述真空系统209和所述液冷系统210进行设置和状态监控；

示波器213，用于实时读取所述射频控制模块202接收到的老练信号集合并进行可视化展示，以识别所述腔体100的老练状态；其中，所述老练信号集合包括所述正向功率信号、所述反射功率信号、所述Dee电压信号、所述温度信号和所述打火信号中的一种或多种。

为了更有效地抑制次级电子的产生，该加速器腔体老练装置200的磁场调整模块201可以采用超导磁体或磁体阵列，以实现更精细的磁场调整，从而减少次级电子的生成。此外，可以优化电螺线管和永磁环的布局和结构，以提高磁场调整的效果。为了更精确地控制射频信号的生成和输出，可以采用自适应控制算法，结合对正向功率和反射功率的实时监测和分析，可以实现更精确的射频信号调整，提高腔体老练的效率和稳定性。为了提高射频能量传递效率，可以采用更高效的耦合器204结构和材料，以减少能量损耗和反射。同时，可以引入自动匹配网络，以实现更好的能量匹配和耦合控制，提高能量传递的效率和精度。为了更准确地监测腔体100的Dee电压信号，可以采用高精度的电压监测器和传感器。结合先进的信号处理和校准技术，确保电压监测的准确性和稳定性。此外，考虑引入自动调节装置，根据监测到的Dee电压信号，实现对射频控制模块202的实时调整和优化。为了提高腔体100的液冷效果，可以采用更高效的冷却器和冷却液体流动模式，以提高冷却效率和热量传递性能。同时，引入温度反馈控制和自动调节机制，实现对液冷系统210的精确控制和优化。针对安全连锁系统211的预设关闭条件，可以引入更灵活的设定方式。例如，设置可调节的阈值和延时，以适应不同实验条件和操作要求。这样可以根据实际情况灵活调整预设关闭条件，确保在安全事件发生时能够及时采取措施。

作为一个示例，本申请实施例提供的加速器腔体老练装置200如图1所示，其中实线表示控制系统/监测数据信号线，虚线表示安全连锁信号线，点划线表示水冷管道。腔体100为射频谐振腔，磁场调整模块201安装于腔体100上及射频谐振腔位于支架上的示意图如图2所示。

射频谐振腔底部的密封组件101需采用透明材料如PP材料或者亚克力，为使用热成像摄像头实时监测射频谐振腔中的温度创造条件。采用透明材料的密封组件101可以允许热成像摄像头实时监测射频谐振腔内的温度分布情况，提供更直观、准确的温度信息。这对于判断腔体100的老练情况、优化老练过程以及调整冷却系统具有重要意义。

射频谐振腔的密封组件101上开设真空窗用于安装打火检测探测器。将打火检测探测器安装在真空窗处，能够更精确地监测腔体100的打火情况。打火是回旋加速器中的常见问题，及时检测和处理打火现象可以保证装置的稳定运行和工作安全。

加速器腔体老练装置200包括如下模块：

射频谐振腔：为粒子加速提供加速电压的装置。

磁感应强度模块：安装在射频谐振腔上的模块，用于抑制次级电子的产生。螺线管可以使用电螺线管，也可使用永磁环。螺旋管的磁感应强度需根据实际的老练情况进行调整。

真空系统209：为射频谐振腔提供真空环境，包括真空计、真空泵以及真空控制系统。真空系统209出现异常会向安全连锁系统211发送连锁信号(即真空系统209异常状态信号)。

水冷系统：为射频谐振腔及射频放大器203提供冷却水，保证其运行温度。水冷系统出现异常会向安全连锁系统211发送连锁信号(即水冷系统异常状态信号)。

电压监测模块206：实时监测射频谐振腔的Dee电压，并将Dee电压信号反馈给射频控制模块202。Dee电压信号用于判断射频谐振腔的老练情况。

温度监测模块207：实时监测射频谐振腔中的温度，并将温度信号反馈给射频控制模块202。温度信号用于判断射频谐振腔的老练情况。温度监测模块207包括热成像摄像头。

打火监测模块208：实时监测射频谐振腔的打火情况，并将打火信号反馈给射频控制模块202。打火信号可作为射频谐振腔的安全信号，如频繁出现打火情况(即预设时长内打火次数大于预设次数，或者说打火频率大于预设频率)，将触发射频控制模块202关闭射频放大器203。预设时长例如是1分钟，预设次数例如是30次，预设频率例如是30次/分钟。打火监测模块208包括打火检测探测器。

定向耦合器204：用于正向功率信号和反射功率信号的取样，以便测试正向功率、反射功率和驻波比(Voltage Standing Wave Ratio，简称VSWR)。VSWR衡量射频功率从射频放大器203通过传输线传输到射频谐振腔的效率。调试VSWR到理想的数值是射频谐振腔老练的目的之一。也就是说，腔体老练过程的预设结束条件例如可以包括VSWR处于预设数值范围。

射频移相器205：为(射频谐振腔接收到的)射频信号提供可控相位差的微波网络模块，消除环路的每个元件的相对相位进行控制。其中，环路是指射频控制模块202→射频放大器203→定向耦合器204→射频谐振腔→定向耦合器204→射频移相器205→射频控制模块202。

射频放大器203：为射频谐振腔提供微波功率。射频放大器203可以采用水冷方式。在出现异常后，自身会关闭，同时也会触发安全连锁系统211，以使安全连锁系统211执行预先设定的安全连锁操作。

射频控制模块202：射频系统的核心控制模块，实现射频系统的锁相功能、功率调节功能、射频放大器203的开关等核心功能。射频控制模块202可以采用基于PFGA的模块，具有相应时间快、数据处理量等特点。

安全连锁系统211：收集影响加速器腔体老练装置200的信号，如射频谐振腔真空度、射频谐振腔温度、水冷系统状态、真空系统209状态等。如上述核心指标不满足要求，则触发射频控制模块202关闭射频放大器203。

主控计算机212：对射频控制模块202、水冷系统及真空系统209进行设置和状态监控。

示波器213：实时读取射频控制模块202获得的Dee电压信号、正向功率信号、反射功率信号等信号，是判断射频谐振腔老练状态的主要手段。

作为一个示例，在进行一台加速器的腔体老练工作时，将电螺线管安装在腔体100上，通过调整电螺线管的磁场分布来抑制次级电子的产生。电螺线管的磁感应强度可以根据具体需要进行调整，比如设置为1.2Tesla(即特斯拉，磁感应强度的国际单位)。

此外，设置射频控制模块202使得输出的射频信号频率为100兆赫，功率为0.02瓦特。使用一台功率为15千瓦的射频放大器203。设置射频移相器205以消除环路中各个射频信号的相位差。确保腔体100的真空度达到10^(-6)帕(即1微帕)，并通过真空系统209将该信号发送给其他组件进行监控和控制。使用冷却水对腔体100进行冷却，并确保冷却系统的运行状态正常。通过主控计算机212设置射频控制模块202的参数、监测真空系统209和液冷系统210的工作状态，并进行必要的调整和控制。

此时，实时监测到腔体100的Dee电压为15千伏，并将该信息反馈给射频控制模块202。监测到腔体100内的温度为25摄氏度，并将该信息传输给射频控制模块202进行分析。实时监测到腔体100发生3次打火现象，并将该信息发送至射频控制模块202。假设温度超过安全阈值或发生频繁的打火现象，安全连锁系统211将触发射频控制模块202关闭射频放大器203，以保护系统安全。

通过示波器213，可以监测到正向功率信号为15kW，反射功率信号为3kW，Dee电压信号为10kV(即千伏)，温度信号为30摄氏度，并根据这些信号进行判断和分析，以评估腔体100的老练程度。其中，根据正向功率信号和反射功率信号，计算得到驻波比为2.618。

在实际应用中，射频谐振腔中的工作电压可以维持在8～10kV。

在腔体老练过程中，可以设定预设的老练结束条件，如将VSWR(驻波比)控制在预设数值范围内。VSWR是衡量射频功率从射频放大器203传输到射频谐振腔的效率的重要指标之一。通过调试VSWR到理想的数值范围，可以确保腔体老练的质量和性能。

本申请实施例还提供了一种射频系统老练装置，所述射频系统老练装置包括上述任一项加速器腔体老练装置200。

(加速器腔体老练方法)

参见图3，图3是本申请实施例提供的一种加速器腔体老练方法的流程示意图。

本申请实施例还提供了一种加速器腔体老练方法，用于通过上述任一项加速器腔体老练装置200对加速器的腔体100进行老练，所述方法包括：

通过磁场调整模块201调整所述腔体100内的磁场，以抑制次级电子的产生；

其中，所述磁场调整模块201安装在所述腔体100上或者安装于所述腔体100周围。

由此，本申请提供了一种加速器腔体老练方法，用于通过所述加速器腔体老练装置200中的磁场调整模块201对加速器的腔体100进行老练。具体而言，通过磁场调整模块201对腔体100内的磁场分布进行调整。磁场调整模块201可以安装在腔体100上或者安装于腔体100周围，其作用是根据实际需求，对腔体100内的磁场进行优化和调节，以达到抑制次级电子产生的目的。通过调整腔体100内的磁感应强度和磁场分布，可以有效地抑制次级电子的产生。次级电子的产生会影响高频功率的输入和反射功率的控制，从而对腔体老练产生不利影响。通过磁场调整模块201的应用，可以优化腔体100内的磁场分布，减少次级电子的产生，提高老练效果。这样做的好处是，通过磁场调整模块201对腔体100内的磁场分布进行调整，实现了对次级电子的抑制，这有助于提高腔体老练的效果，并提升回旋加速器系统的性能和稳定性。

在一些实施例中，所述通过磁场调整模块201调整所述腔体100内的磁场，包括：

根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块201的磁场参数集合；

根据所述磁场参数集合，控制所述磁场调整模块201调整所述腔体100内的磁场；

其中，所述老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、所述Dee电压信号、所述温度信号和所述打火信号中的一种或多种，所述磁场参数集合包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性中的一种或多种。

由此，首先，根据老练信号集合获取磁场调整模块201的磁场参数集合。老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、Dee电压信号、温度信号和打火信号中的一种或多种。通过对这些信号的监测和分析，可以获得反映腔体老练状态(或者说老练程度)的相关信息。然后，根据磁场参数集合控制磁场调整模块201来调整腔体100内的磁感应强度和磁场分布。磁场参数集合包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性中的一种或多种。通过调节磁场调整模块201的工作状态，可以实现对腔体100内磁场的精确控制和优化调节，以满足腔体老练的要求。这样做的好处是，通过根据老练信号集合获取磁场参数集合，并根据磁场参数集合控制磁场调整模块201，实现了对腔体100内磁场分布的动态调整。通过根据实际老练情况对磁场进行优化，可以进一步提升腔体老练的效果和精度，从而增强回旋加速器系统的性能。

在一些实施例中，所述根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块201的磁场参数集合，包括：

根据所述老练信号集合，识别所述腔体100的老练状态；

根据所述老练状态，确定所述磁场调整模块201的磁场参数集合。

由此，首先，根据老练信号集合识别腔体100的老练状态。老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、Dee电压信号、温度信号和打火信号中的一种或多种。通过分析这些信号，可以获得关于腔体老练状态的信息。例如，正向功率信号和反射功率信号可以反映射频系统的功率传输效率，Dee电压信号可以反映腔体100内的电场分布，温度信号可以反映腔体100的热量分布，打火信号可以反映腔体100的安全情况。然后，根据腔体100的老练状态确定磁场调整模块201的磁场参数集合。根据老练信号集合的分析结果，可以判断腔体100当前的老练状态，例如是否存在功率传输不理想、电场分布不均匀、温度异常或打火风险等。根据这些信息，可以确定适合的磁场参数集合，包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性等。这样做的好处是，通过根据老练信号集合识别腔体100的老练状态，并根据该状态确定磁场调整模块201的磁场参数集合，可以实现根据实际情况调整磁场，从而进一步优化腔体100的老练效果。通过针对不同的老练状态确定合适的磁场参数，可以提高腔体老练的精度和效率，使加速器系统达到更好的性能。

在一些实施例中，所述根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块201的磁场参数集合，包括：

将所述老练信号集合输入磁场调整模型，以得到所述磁场调整模块201的磁场参数集合；

其中，所述磁场调整模型是使用训练集对预设的深度学习模型训练得到的。

由此，将老练信号集合作为输入，传递给磁场调整模型。磁场调整模型会对输入的老练信号集合进行处理和分析，它能够识别不同老练信号集合与磁场参数之间的关系，并根据这些关系预测出适合的磁场参数集合。根据模型预测的结果，可以调整磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性等参数，以满足腔体老练的要求。这样做的好处是，通过使用训练得到的深度学习模型，能够根据输入的老练信号集合自动预测出适合的磁场参数集合。相比传统的手动调整方法，这种自动化的方式更高效、更准确，能够提高腔体老练的精度和效率。

在一个具体应用场景中，本申请实施例还提供了一种加速器腔体老练方法，用于通过上述任一项加速器腔体老练装置200对加速器的腔体100进行老练，所述方法包括：

根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块201的磁场参数集合；

根据所述磁场参数集合，控制所述磁场调整模块201调整所述腔体100内的磁场，以抑制次级电子的产生；

其中，所述磁场调整模块201安装在所述腔体100上或者安装于所述腔体100周围；

其中，所述老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、所述Dee电压信号、所述温度信号和所述打火信号中的一种或多种，所述磁场参数集合包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性中的一种或多种。

其中，磁场参数集合可以采取以下任一种方式获取：

第一种方式：根据所述老练信号集合，识别所述腔体100的老练状态；根据所述老练状态，确定所述磁场调整模块201的磁场参数集合；

第二种方式：将所述老练信号集合输入磁场调整模型，以得到所述磁场调整模块201的磁场参数集合；其中，所述磁场调整模型是使用训练集对预设的深度学习模型训练得到的。

作为一个示例，在腔体老练过程中，通过加速器腔体老练装置200对加速器的腔体100进行老练。

磁场调整模块201可以采用电螺线管。其中，电螺线管可以产生磁感应强度为1.5Tesla的磁场。

老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、Dee电压信号、温度信号和打火信号。例如，正向功率信号可以为15kW，反射功率信号可以为3kW，Dee电压信号可以为10kV，温度信号可以为25摄氏度，打火信号可以为3次/分钟。

磁场参数集合包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性。例如，磁感应强度可以设定为1.2Tesla，磁场方向可以设置为垂直于腔体100壁面的方向，磁场均匀性可以保持在5％的范围内。

磁场参数集合的获取方式：

第一种方式：根据老练信号集合，识别腔体100的老练状态，例如根据正向功率信号、反射功率信号和打火信号判断腔体100是否正常老练。根据腔体老练状态，确定磁场调整模块201的磁场参数集合，例如根据老练状态调整磁感应强度和磁场方向。

第二种方式：将老练信号集合输入磁场调整模型，使用预设的深度学习模型对磁场参数进行预测和调整。例如，通过训练深度学习模型使用老练信号集合作为输入，输出磁场参数集合，以达到最佳的腔体老练效果。深度学习模型可以使用预先训练的数据集进行训练。

本申请实施例对深度学习模型的类型不作限定，可以使用多种类型的深度学习模型来训练得到磁场调整模型。以下是一些可能的深度学习模型：

卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)：CNN主要用于处理具有网格结构的数据，例如图像或二维信号。在腔体老练中，可以使用CNN模型对老练信号集合进行图像化处理，提取特征并预测磁场参数集合。

递归神经网络(Recurrent Neural Networks,RNN)：RNN适用于处理具有时序关系的数据，例如时间序列信号。在腔体老练中，可以使用RNN模型对老练信号集合进行时序建模，捕捉信号之间的动态变化，以预测磁场参数集合。

长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)：LSTM是一种特殊的RNN变体，可以更好地处理长期依赖关系。在腔体老练中，LSTM模型可以用于处理具有长期记忆依赖的老练信号集合，提取重要的时间序列特征，并预测磁场参数集合。

生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)：GAN由生成器和判别器组成，用于生成新样本以及对生成样本进行判别。在腔体老练中，可以使用GAN模型生成具有良好老练效果的磁场参数集合，并通过判别器评估生成结果的质量。

深度自编码器(Deep Autoencoders)：自编码器是一种无监督学习模型，用于学习输入数据的压缩表示和重构。在腔体老练中，可以使用深度自编码器对老练信号集合进行降维编码，以获取对磁场参数集合的表示，从而实现磁场调整的预测和优化。

以上仅是一些常见的深度学习模型类型，在腔体老练过程中还可以根据具体需求和数据特点选择其他适合的模型，如变换器模型(Transformer)、生成式对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)等。用户可以根据具体加速器的各项参数和粒子加速中的性能需求选择合适的深度学习模型，以提高腔体老练的准确性和效率。

(电子设备)

本申请实施例还提供了一种电子设备，其具体实施例与上述方法实施例中记载的实施例、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。

所述电子设备用于通过上述任一项加速器腔体老练装置200对加速器的腔体100进行老练，所述电子设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时实现以下步骤：

通过磁场调整模块201调整所述腔体100内的磁场，以抑制次级电子的产生；

其中，所述磁场调整模块201安装在所述腔体100上或者安装于所述腔体100周围。

在一些实施例中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式通过磁场调整模块201调整所述腔体100内的磁场：

根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块201的磁场参数集合；

根据所述磁场参数集合，控制所述磁场调整模块201调整所述腔体100内的磁场；

其中，所述老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、所述Dee电压信号、所述温度信号和所述打火信号中的一种或多种，所述磁场参数集合包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性中的一种或多种。

在一些实施例中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块201的磁场参数集合：

根据所述老练信号集合，识别所述腔体100的老练状态；

根据所述老练状态，确定所述磁场调整模块201的磁场参数集合。

在一些实施例中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块201的磁场参数集合：

将所述老练信号集合输入磁场调整模型，以得到所述磁场调整模块201的磁场参数集合；

其中，所述磁场调整模型是使用训练集对预设的深度学习模型训练得到的。

参见图4，图4是本申请实施例提供的一种电子设备10的结构框图。

电子设备10例如可以包括至少一个存储器11、至少一个处理器12以及连接不同平台系统的总线13。

存储器11可以包括易失性存储器形式的(计算机)可读介质，例如随机存取存储器(RAM)111和/或高速缓存存储器112，还可以进一步包括只读存储器(ROM)113。其中，存储器11还存储有计算机程序，计算机程序可以被处理器12执行，使得处理器12实现上述任一项方法的步骤。存储器11还可以包括具有至少一个程序模块115的实用工具114，这样的程序模块115包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

相应的，处理器12可以执行上述计算机程序，以及可以执行实用工具114。处理器12可以采用一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific IntegratedCircuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)或其他电子元件。

总线13可以为表示几类总线结构的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、图形加速端口、处理器或者使用多种总线结构的任意总线结构的局域总线。

电子设备10也可以与一个或多个外部设备例如键盘、指向设备、蓝牙设备等通信，还可与一个或者多个能够与该电子设备10交互的设备通信，和/或与使得该电子设备10能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等)通信。这种通信可以通过输入输出接口14进行。并且，电子设备10还可以通过网络适配器15与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器15可以通过总线13与电子设备10的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，但在实际应用中可以结合电子设备10使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。

(计算机可读存储介质)

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其具体实施例与上述方法实施例中记载的实施例、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。

所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项方法的步骤或者实现上述任一项电子设备的功能。

计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。在本申请实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质还可以是任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括Java、C++、Python、C#、JavaScript、PHP、Ruby、Swift、Go、Kotlin等。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

(计算机程序产品)

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，其具体实施例与上述方法实施例中记载的实施例、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。

本申请提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项方法的步骤或者实现上述任一项电子设备的功能。

参见图5，图5是本申请实施例提供的一种计算机程序产品的结构示意图。

所述计算机程序产品用于实现上述任一项方法的步骤或者实现上述任一项电子设备的功能。计算机程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的计算机程序产品不限于此，计算机程序产品可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。

本申请从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本申请以上的说明书及说明书附图，仅为本申请的较佳实施例而已，并非以此局限本申请，因此，凡一切与本申请构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本申请专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本申请的专利申请保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种加速器腔体老练装置，其特征在于，用于对加速器的腔体进行老练，所述装置包括：

磁场调整模块，所述磁场调整模块安装在所述腔体上或者安装于所述腔体周围，所述磁场调整模块用于调整所述腔体内的磁场，以抑制次级电子的产生；

射频控制模块，用于生成射频信号；

射频放大器，用于接收并放大所述射频信号；

耦合器，设置于所述射频放大器和所述腔体之间，所述耦合器用于通过放大后的所述射频信号将射频能量传递至所述腔体，以及耦合出正向功率信号和反射功率信号并发送至所述射频控制模块；

所述射频控制模块还用于根据所述正向功率信号和所述反射功率信号调整所输出的射频信号。

2.根据权利要求1所述的加速器腔体老练装置，其特征在于，所述磁场调整模块采用电螺线管和/或永磁环，所述磁场调整模块安装于所述腔体的D形部及D形部上方的抵挡部之间。

3.根据权利要求1所述的加速器腔体老练装置，其特征在于，所述装置还包括：

射频移相器，设置于所述耦合器和所述射频控制模块之间，用于调整所述腔体接收到的射频信号的相位。

4.根据权利要求1所述的加速器腔体老练装置，其特征在于，所述装置还包括：

电压监测模块，用于监测得到所述腔体的Dee电压信号并发送至所述射频控制模块；

温度监测模块，用于监测得到所述腔体内的温度信号并发送至所述射频控制模块；

打火监测模块，用于监测得到所述腔体的打火信号并发送至所述射频控制模块。

5.根据权利要求4所述的加速器腔体老练装置，其特征在于，所述装置还包括：

真空系统，用于为所述腔体提供真空环境，以及监测得到所述腔体的真空度信号；

液冷系统，用于通过冷却液体为所述腔体进行液冷。

6.根据权利要求5所述的加速器腔体老练装置，其特征在于，所述装置还包括：

安全连锁系统，用于收集安全信号集合，并当检测到安全信号集合满足预设关闭条件时，通过所述射频控制模块关闭所述射频放大器；

其中，所述安全信号集合包括所述温度信号、打火信号、所述真空度信号、真空系统状态信号和液冷系统状态信号中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的加速器腔体老练装置，其特征在于，所述装置还包括：

主控计算机，用于对所述射频控制模块、所述真空系统和所述液冷系统进行设置和状态监控。

8.根据权利要求5所述的加速器腔体老练装置，其特征在于，所述装置还包括：

示波器，用于实时读取所述射频控制模块接收到的老练信号集合并进行可视化展示，以识别所述腔体的老练状态；

其中，所述老练信号集合包括所述正向功率信号、所述反射功率信号、所述Dee电压信号、所述温度信号和所述打火信号中的一种或多种。

9.一种加速器腔体老练方法，其特征在于，用于通过权利要求1-8任一项所述的加速器腔体老练装置对加速器的腔体进行老练，所述方法包括：

通过磁场调整模块调整所述腔体内的磁场，以抑制次级电子的产生；

其中，所述磁场调整模块安装在所述腔体上或者安装于所述腔体周围。

10.根据权利要求9所述的加速器腔体老练方法，其特征在于，所述通过磁场调整模块调整所述腔体内的磁场，包括：

根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块的磁场参数集合；

根据所述磁场参数集合，控制所述磁场调整模块调整所述腔体内的磁场；

其中，所述老练信号集合包括正向功率信号、反射功率信号、所述Dee电压信号、所述温度信号和所述打火信号中的一种或多种，所述磁场参数集合包括磁感应强度、磁场方向和磁场均匀性中的一种或多种。

11.根据权利要求10所述的加速器腔体老练方法，其特征在于，所述根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块的磁场参数集合，包括：

根据所述老练信号集合，识别所述腔体的老练状态；

根据所述老练状态，确定所述磁场调整模块的磁场参数集合。

12.根据权利要求10所述的加速器腔体老练方法，其特征在于，所述根据老练信号集合，获取所述磁场调整模块的磁场参数集合，包括：

将所述老练信号集合输入磁场调整模型，以得到所述磁场调整模块的磁场参数集合；

其中，所述磁场调整模型是使用训练集对预设的深度学习模型训练得到的。

13.一种电子设备，其特征在于，用于通过权利要求1-9任一项所述的加速器腔体老练装置对加速器的腔体进行老练，所述电子设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时实现以下步骤：

通过磁场调整模块调整所述腔体内的磁场，以抑制次级电子的产生；

其中，所述磁场调整模块安装在所述腔体上或者安装于所述腔体周围。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现权利要求9-12任一项所述方法的步骤或者实现权利要求13所述电子设备的功能。