CS214464B1

CS214464B1 - A method for determining a magnetic quadrupole axis and apparatus for performing the method

Info

Publication number: CS214464B1
Application number: CS368173A
Authority: CS
Inventors: Jiri Galas
Original assignee: Jiri Galas
Priority date: 1973-05-22
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Vynález se týká způsobu určování magnetické osy kvadrupólu a zařízení k provádění způsobu, určené k experimentálnímu ověření polohy osy magnetické čočky u realizovaného kvadrupólu. Podstata vynálezu spočívá v tom, * ze se do pracovního prostoru kvadrupólu umístí ferokapalina, do níž se vloží nemagnetický plovák, z jehož polohy ee určí magnetická osa kvadrupólu. Vynález lze využít kromě stanovování základních parametrů kvadrupólu též pro sledování a konkrétní vyhodnocování vlastností magnetických obvodů, určených k vyvozování silových účinků.The invention relates to a method for determining the magnetic axis of a quadrupole and a device for carrying out the method, intended for experimental verification of the position of the axis of a magnetic lens in a realized quadrupole. The essence of the invention lies in the fact that a ferrofluid is placed in the working space of the quadrupole, into which a non-magnetic float is inserted, from the position of which the magnetic axis of the quadrupole is determined. The invention can be used, in addition to determining the basic parameters of the quadrupole, also for monitoring and specifically evaluating the properties of magnetic circuits intended for deriving force effects.

Description

Vynález se týká způsobu určování magnetická osy kvadrupolu a zařízení k provádění tohoto způsobu, určené k experimentálnímu ověření polohy osy magnetické čočky u realizovaného kvadrupolu.The invention relates to a method for determining the magnetic axis of a quadrupol and to an apparatus for carrying out the method for experimentally verifying the position of the axis of a magnetic lens in a realized quadrupol.

Dosud známá řešení používají obvykle postupy, založené na elektrickém principu, např. Hallovy Sondy s maximální citlivostí a teplotní kompenzaoí spolu se samočinným zapisovačem a souřadnicovým zařízením. Dále se také používají postupy na principu, využívajícím pohyb diamagnetiokých částeček v okolí magnetické osy. Zařízení, využívající uvedených způsobů určování magnetické osy kvadrupolu, jsou pro své nároky na přesnost velmi komplikovaná, s náročnou obsluhou a také finančně nákladná.Previously known solutions typically employ electrical-based procedures, such as Hall Sensors with maximum sensitivity and temperature compensation, along with a self-recorder and coordinate device. Further, methods based on the movement of diamagnetic particles around the magnetic axis are also used. The devices utilizing the aforementioned methods for determining the magnetic axis of a quadrupole are very complicated, demanding in operation and costly due to their accuracy requirements.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob určování magnetické osy kvadrupolu podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že se do pracovního prostořu kvadrupolu umístí ferokapalina, do níž se vloží nemagnetický plovák, z jehož polohy se určí magnetická osa kvadrupolu.The above disadvantages are overcome by the method of determining the magnetic axis of quadrupol according to the invention. Its essence consists in placing a ferro-liquid into the quadrupol working space, into which a non-magnetic float is inserted, from whose position the magnetic quadrupol axis is determined.

Vynález řeší i zařízení k provádění způsobu podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že v proetoru osy kvadrupolu je umístěna nádoba vyplněná ferokapalinou, v níž je umístěn nemagnetický plovák. První hrot nemagnetlckého plováku je opřen o první průhlednou stěnu nádoby a druhý hrot nemagnetlckého plováku, opatřený pružinou, je opřen o druhou průhlednou stěnu nádoby.The invention also provides an apparatus for carrying out the method according to the invention. It is based on the fact that a vessel filled with ferro-liquid is placed in the quadrupole axis proetor, in which a non-magnetic float is placed. The first tip of the non-magnetic float is supported on the first transparent wall of the container and the second tip of the non-magnetic float provided with the spring is supported on the second transparent wall of the container.

Vlastnosti ferokapaliny vytvářejí podmínky pro vznik dostatečně velké síly, umožňující jednoduchý způsob indikace polohy osy plováku pomocí prvního a odpruženého druhého hrotu, které se opírají o první a druhou průhlednou stěnu nádoby s rastrem, na které lze polohu osy přímo odečíst. Podle volby vzájemného poměru délky plováku a efektivní délky kvadrupolu lze pak určovat prakticky jednotlivé body osy a nebo průměrnou polohu bodů osy, když délka plováku bude srovnatelná s efektivní délkou kvadrupolu.The properties of the ferro-fluid create conditions for generating a sufficiently high force, allowing a simple way of indicating the position of the float axis by means of the first and spring-loaded second spikes, which are supported on the first and second transparent walls of the raster container. Depending on the choice of the ratio of the float length to the effective quadrupol length, it is then possible to determine practically individual axis points or the average position of the axis points if the float length is comparable to the effective quadrupol length.

Přítomnost ferokapaliny do jisté míry svými magnetickými vlastnostmi ovlivní rozložení magnetické indukce v kvadrupolu. Toto lze však omezit na zanedbatelnou míru tím, že nádoba bude přesahovat užitečný průřez kvadrupolu, stěny nádoby budou rovnoběžné a použitá ferokapalina bude mít patřičně malou hodnotu magnetické polarizace. Vzrůst magnetické indukce v prostoru s ferokapalinou nebude například větší než 0,1 %, což je současně mírou maximálního možného ovlivnění rozložení magnetické indukce, je srovnatelné s nepříznivým působením dosavadních používaných metod měření.The presence of ferro-liquid to some extent by its magnetic properties affects the distribution of magnetic induction in quadrupol. However, this can be reduced to a negligible extent by exceeding the useful quadrupol cross section of the vessel, the vessel walls being parallel and the ferro-liquid used having a correspondingly low magnetic polarization value. For example, the increase in magnetic induction in a ferro-liquid space will not be greater than 0.1%, which is at the same time a measure of the maximum possible effect of the magnetic induction distribution, is comparable to the adverse effect of existing measurement methods.

Vynález a jeho výhody jsou blíže objasněny na příkladu provedení pomocí připojeného výkresu, na němž je znázorněno konkrétní uspořádání zařízení podle vynálezu.The invention and its advantages are illustrated in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing, in which a particular arrangement of the device according to the invention is shown.

V praeovním prostoru kvadrupolu χ je pomocí vedení 2. upevněna nádoba 2 tvořená první a druhou průhlednou stěnou 2 ® £ a pláštěm 6. Uvnitř nádoby 2 je ferokapalina X s nemagnetickým plovákem 8 válcového tvaru a tento nemagnetický plovák 8 je opatřen prvním hrotem χχ a druhým hrotem 2· Druhý hrot 2 j® uložen v otvoru nemagnetlckého plováku 8 a je vytlačován pružinou 10. Oba hroty 2 a XX se opírají o první a druhou průhlednou stěnu £ a 2 nádoby 2· První a druhá průhledná stěna £ a £ je opatřena rastry.In the working space of quadrupol χ a container 2 is formed by a guide 2 formed by first and second transparent walls 26 and a sheath 6. Inside the container 2 is a ferro-liquid X with a non-magnetic float 8 of cylindrical shape and this non-magnetic float 8 is provided with a first tip χχ and tip 2 · The second tip 2 is accommodated in the opening of the non-magnetic float 8 and is forced out by the spring 10. Both tips 2 and XX are supported on the first and second transparent walls 8 and 2 of the container. .

214 464214 464

Nemagnetický plovák 8 ponořený ve ferokapalině se vlivem silového působení vnějšího magnetického pole bude pohybovat do míst s menší hodnotou magnetické indukce. Za předpokladu, že jsou gravitační síly působící na tento nemagnetický plovák 8 vyloučeny shodnou hustotou plováku a ferokapaliny X, bude se nemagnetický plovák 8 pohybovat do míst, kde se nachází osa kvadrupólu určená právě nejmenší hodnotou magnetické indukce. Při vhodném tvaru nemagnetického plováku 8, například ve tvaru válce, bude osa plováku prakticky osou kvadrupólu a jednoduše se odečte pomocí rastrů na průhledných stěnách £ a 2, a polohy prvního hrotu 11 a druhého hrotu 2·The non-magnetic float 8 immersed in the ferro-liquid will move to places with a lower magnetic induction value due to the force of the external magnetic field. Assuming that the gravitational forces acting on this non-magnetic float 8 are eliminated by the same density of the float and the ferro-liquid X, the non-magnetic float 8 will move to the locations of the quadrupole axis determined by the smallest magnetic induction value. With a suitable shape of the non-magnetic float 8, for example in the form of a cylinder, the float axis will be practically a quadrupole axis and simply read by means of the screens on the transparent walls 8 and 2, and the position of the first tip 11 and the second tip 2.

Vynález lze využít kromě stanovování základních parametrů kvadrupólu též pro sledování a konkrétní vyhodnocování vlastností magnetických obvodů, určených k vyvozování silových účinků.In addition to determining the basic parameters of a quadrupole, the invention can also be used to monitor and specifically evaluate the properties of magnetic circuits designed to derive force effects.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A method for determining a magnetic quadrupole axis, wherein a ferro-liquid is placed in the quadrupole working space into which a non-magnetic float is inserted and a quadrupole magnetic axis is determined from the position of the non-magnetic float.

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that in the space of the axis of the quadrupole (1) there is placed a container (3) filled with ferro-liquid (7) with a non-magnetic float (8), the first tip (11) of which the transparent wall (4) of the container (3) and the second tip (9) provided with a spring (10) is supported on the second transparent wall (4) of the container (3).