KR101778796B1 - 사이클로트론 자기장 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이클로트론의 전자석 자기장 측정 장치에 관한것으로, 제1 힐의 외면에 배치된 제1 이동부재, 상기 제1 이동부재와 제1 거리만큼 대향하여 이격되고, 상기 제1 힐과 마주보는 제2 힐의 외면에 배치된 제2 이동부재; 상기 제1 이동부재 및 상기 제2 이동부재 상면에 배치되고 상기 제1 이동부재 및 제2 이동부재를 따라서 이동하는 가이드 레일;상기 가이드 레일을 따라서 상기 제1 및 제2 이동부재에 대하여 수직으로 왕복이동하고, 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하는 센서를 적어도 하나 포함하는 센서 캐리어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사이클로트론 자기장 측정 장치 {Magnetic field profile measuring apparatus for electromagnet of cyclotron}

본 발명은 사이클로트론 내부에 배치된 전자석의 자기장을 측정하는 장치에 관한 것이다.

현재 사이클로트론 자기장 측정시스템은 상전도 사이클로트론 및 초전도 사이클로트론의 자기장 보정을 위하여 사용되고 있으며, 측정 자기장의 위치 및 정밀도 향상을 위해 이용되고 있다.

이러한 자기장 측정 장치는 홀 센서를 이용하여 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하였다. 홀 센서를 사이클로트론 내부에 배치하고, 스텝 모터를 구동하여 홀 센서를 이동시켜 사이클로트론 내부 전체의 자기장을 측정하고 있다.

홀 센서를 이동시키기 위한 스텝 모터는 사이클로트론 외부에 장착되며, 엔코더를 이용하여 이동되는 홀 센서의 위치 및 이동거리를 측정한다.

스텝 모터를 사이클로트론 내부에 배치하는 경우에 스텝 모터는 자화로 인해 구동되지 않고, 스텝 모터로 인해 사이클로트론 내부의 자기장이 변화되므로, 스텝 모터는 사이클로트론 외부에 배치해야 한다.

이와 같이 사이클로트론 외부에 스텝 모터를 배치하는 경우에 모터와 구동축을 연결하기 위한 공간을 확보 해야하므로, 사이클로트론의 콤팩트화가 가능하지 않고, 이로 인해 누설 자기장이 야기되며 구동축 연장으로 인한 오차 발생을 야기하는 문제가 있다. 특히 상전도 마그넷 뿐만 아니라 초전도 전자석의 경우, 높은 자기장으로 인한 모터의 자기장 영향 및 그로 인한 공간 격리 시 발생하는 구동 부위 연장으로 인한 오차가 발생되는 문제가 있다.

한국공개공보 10-2010-0080106 (2010년07월08일 공개)

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 사이클로트론 내부의 자기장을 정밀하게 측정할 수 있는 사이클로트론 자기장 측정시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사이클로트론의 콤팩트화가 가능한 사이클로트론 자기장 측정시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 사이클로트론 전자석의 자기장 측정장치는 제1 힐의 외면에 배치된 제1 이동부재, 상기 제1 이동부재와 제1 거리만큼 대향하여 이격되고, 상기 제1 힐과 마주보는 제2 힐의 외면에 배치된 제2 이동부재; 상기 제1 이동부재 및 상기 제2 이동부재 상면에 배치되고 상기 제1 이동부재 및 제2 이동부재를 따라서 이동하는 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라서 상기 제1 및 제2 이동부재에 대하여 수직으로 왕복이동하고, 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하는 센서를 적어도 하나 포함하는 센서 캐리어를 포함할 수 있다,

또한, 상기 제1 거리는 적어도 섹터부의 지름일 수 있다.

또한, 상기 제1 이동부재는 컨베이어 벨트, 상기 컨베이어 벨트를 움직이는 제1 컨베이어 드럼 및 제2 컨베이어 드럼, 상기 제1 컨베이어 드럼과 상기 제2 컨베이어 드럼을 수납하고, 상면에 상기 컨베이어 벨트가 배치되는 제1 지지대와 제2 지지대 및 상기 제1 컨베이어 드럼을 구동하는 제1 모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드 레일은 상기 컨베이어 벨트 상면에 배치되고, 상기 컨베이어 벨트에 의해 이동되며, 상기 제1 지지대 상부에는 상기 컨베이어 벨트를 제1 위치에서 멈추도록 하는 제1 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 스토퍼 일면에는 상기 가이드 레일과의 접촉을 감지하는 센서가 포함될 수 있다.

또한, 상기 제1 모터는 세라믹으로 이루어진 압전모터일 수 있다.

또한, 상기 센서는 상기 가이드 레일과 상기 스토퍼의 접촉을 센싱하여, 접촉 센싱 신호를 제어부로 전달하고, 상기 제어부는 상기 접촉 센싱 신호를 전달받은 경우에, 제2 구동 신호를 생성하여 제1 모터로 전달하며, 상기 제1 모터는 상기 제2 구동신호를 전달받아 상기 제1 컨베이어 드럼을 반대 방향으로 구동할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 사이클로트론의 전자석 측정장치는 제1 힐의 외면에 베치된 제1 이동부재, 상기 제1 이동부재와 제1 거리만큼 대향하여 이격되고, 상기 제1 힐과 마주보는 제2 힐의 외면에 배치된 제2 이동부재; 상기 제1 이동부재 및 상기 제2 이동부재 상면에 배치되는 제1 센서부 및 제2 센서부포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 센서부는 적어도 두 개의 센서를 포함하고, 상기 제1 센서부는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 사이클로트론 전자석의 자기장 측정장치는 상기 제1 센서부에 포함된 센서는 제1 거리를 두고 배치되며, 상기 제2 센서부에 포함된 센서는 상기 제1 거리에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 센서부의 센서 배치는 상기 제1 이동부재 및 상기 제2 이동부재의 이동방향에 대하여 수직이 될 수 있다.

또한, 상기 제1 센서부의 이동 시각과 상기 제2 센서부의 이동 시각은 미리 설정되며, 상기 제1 센서부의 이동 시각이 상기 제2 센서부의 이동 시각보다 제1 시간 간격만큼 빠를 수 있다.

또한, 상기 제1 이동부재는 상기 제1 센서부와의 접촉을 감지하는 제1 센서를 더 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 제1 센서부와의 접촉을 감지한 경우에, 제1 센싱 신호를 제어부로 전달하고, 상기 제어부는 상기 제1 시간 간격이 지난 이후에 상기 컨베이어 벨트를 역으로 구동하도록 하는 신호를 생성하여, 상기 컨베이어 벨트를 구동하는 구동부로 전달할 수 있다.

또한, 상기 제1 이동부재는 상기 제2 센서부와의 접촉을 감지하는 제2 센서를 더 포함하고, 상기 제2 센서는 상기 제2 센서부와의 접촉을 감지한 경우에, 제2 센싱신호를 상기 제어부로 전달하고, 상기 제어부는 상기 제1 시간 간격이 지난 이후에 상기 컨베이어 벨트의 구동을 멈추도록 하는 신호를 생성하여, 상기 컨베이어 벨트를 구동하는 구동부로 전달할 수 있다.

본 발명의 사이클로트론 자기장 측정시스템은 센서가 배치된 이동부재를 구동시키는 모터를 사이클로트론 내부에 배치하여 사이클로트론의 콤팩트화가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 기존 자기장 측정시스템에서 센서가 이동됨에 따라 센싱하지 못 했던 자기장 영역까지 센싱하도록 하여, 사이클로트론 자기장을 보다 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로트론 전자석 자기장 측정시스템이 사이클로트론에 설치된 상태의 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 도 1의 평면도이다
도 3은 도 2에 도시된 이동부재를 추출하여 도시한 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 이동부재, 가이드 레일, 센서 캐리어, 센서를 추출하여 도시한 것이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 도 1의 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 이동부재, 제1 센서장착부, 제2 센서장착부 및 센서들을 추출하여 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이클로트론의 전자석 자기장 측정시스템이 사이클로트론에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사이클로트론은 상판(10), 하판(20)을 포함한다. 상기 상판(10)과 하판(20)은 복수의 힐(21a, 21b,21c,21d)과 복수의 밸리로 구성된 섹터부(21), 코일 및 요크(23)(yoke)를 포함할 수 있다.

본 발명의 섹터부(21)는 사이클로트론의 중심을 중심으로 하는 원 형상이며, 복수의 힐(21a, 21b,21c,21d)과 복수의 밸리로 구성된다. 여기서 힐(21a, 21b,21c,21d)은 부채꼴 또는 나선형으로 형성될 수 있으며, 상판(10)과 하판(20)의 섹터부(21)는 동일한 형상으로 상하 대칭일 수 있다.

본 발명에서 힐(21a, 21b,21c,21d)은 자성체로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 철, 코발트, 니켈과 같은 강자성체로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에서 밸리는 힐(21a, 21b,21c,21d)이 부착되지 않은 빈 공간을 의미한다. 즉, 원 형상의 섹터부(21)에서 힐(21a, 21b,21c,21d)이 부착되지 않는 구간을 밸리로 지칭한다.

본 발명의 요크(23)는 힐(21a, 21b,21c,21d)과 마찬가지로 자성체로 형성되며, 자속을 담고 자기 차폐 역할을 한다. 상기 요크(23)는 일정 구간이 절결된 절결구간과, 절결되지 않은 절결구간이 형성된다. 바람직하게는 도 2와 같이, 절결구간-미절결구간-절결구간-미절결구간 식으로 형성될 수 있다.

본 발명의 코일은 미절결구간에 배치되고, 외부로부터 전기를 제공받아 자기장을 형성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 사이클로트론은 상판(10)과 하판(20)이 결합되어 형성되며, 상판(10)과 하판(20)의 요크(23)는 다른 부속품들(예컨대, 섹터부(21))보다 높게 형성되므로, 사이클로트론의 중심부에는 소정의 공극이 형성된다. 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에 따른 사이클로트론의 전자석 자기장 측정시스템은 상판(10)과 하판(20) 사이에 형성된 공극에 배치된다.

또한, 본 발명에 의하면, 사이클로트론은 사이클로트론 전체의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

(제1 실시예 )

도 2는 제1 실시예에 따른 하판(20)의 평면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 제1 이동부재(110)를 추출하여 도시한 것이며, 도 4는 도 2에 도시된 제1 이동부재(110), 제2 이동부재(120), 가이드 레일(130), 센서 캐리어(140), 센서(150)를 추출하여 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이클로트론용 전자석 측정장치는 센서(150), 센서 캐리어(140), 가이드레일, 제1 이동부재(110), 제2 이동부재(120), 제1 모터(160), 제2 모터(미도시)를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 이동부재(110)와 제2 이동부재(120)는 이격되어 서로 대향되도록 배치된다. 제1 이동부재(110)는 제1 힐(21a)의 외면에 배치되고, 제2 이동부재(120)는 제1 힐(21a)과 마주보는 제2 힐(21b)의 외면에 배치되고, 제1 이동부재(110)와 제2 이동부재(120) 사이의 거리는 최소한 섹터부(21)의 지름일 수 있다. 바람직하게는 섹터부(21)의 지름보다 약간 더 크게 형성될 수 있다. 여기서 힐의 외면이라 함은 사이클로트론의 중심에서 가장 멀리에 있는 힐의 면을 지칭한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 이동부재(110)와 제2 이동부재(120)는 각각 제1 지지대(111), 제2 지지대(112), 컨베이어 벨트(113), 제1 컨베이어 드럼(114), 제2 컨베이어 드럼(115), 제1 모터(160)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 이동부재(110)와 제2 이동부재(120)는 동일한 구성, 동일한 형상 및 동일한 크기로 서로 대칭되게 형성될 수 있다.

이하, 제1 이동부재(110)에 포함된 컨베이어 벨트(113)는 제1 컨베이어 벨트(113)로, 제2 이동부재(120)에 포함된 컨베이어 벨트(113)는 제2 컨베이어 벨트(미도시)로 각각 지칭한다.

도 3은 제1 이동부재(110)를 도시한 것이나, 제2 이동부재(120) 역시 제1 이동부재(110)와 동일한 구성으로 동일한 형상으로 이루어진다. 제1 지지대(111)와 제2 지지대(112)는 동일한 높이를 가지며, 각각 제1 컨베이어 드럼(114)과 제2 컨베이어 드럼(115)을 지지한다. 제1 지지대(111)의 제1 높이에 제1 수납부가 형성되어, 제1 컨베이어 드럼(114)이 수납되어 회전될 수 있다. 또한, 제2 지지대(112) 역시 제1 높이와 동일한 높이에 제2 수납부를 형성하고, 그 내부에 제2 컨베이어 드럼(115)이 수납되어 회전되도록 할 수 있다.

또한, 제1 지지대(111)와 제2 지지대(112) 상부에는 컨베이어 벨트(113)에 의해 이동되는 가이드 레일(130)이 특정 위치에서 멈추도록 하는 스토퍼(116, 117)를 더 포함할 수 있다. 또한, 컨베이어와 닿는 스토퍼(116, 117)의 일면에는 가이드 레일(130)과의 접촉을 감지하는 센서(118, 119)가 배치되어 가이드 레일(130)이 스토퍼(116, 117)의 일면과 접촉되어 멈추는 경우에 이를 센싱하도록 할 수 있다. 이하, 제1 지지대(111)에 포함된 스토퍼를 제1 스토퍼(116), 제2 지지대(112)에 포함된 스토퍼를 제2 스토퍼(117)로 지칭한다.

본 발명의 제1 컨베이어 벨트(113)와 제2 컨베이어 벨트(미도시)는 제1 컨베이어 드럼(114) 및 제2 컨베이어 드럼(115)과 연결되어 있으며, 제1 컨베이어 드럼(114)과 제2 컨베이어 드럼(115)의 회전에 의해 수평으로 이동할 수 있다.

본 발명의 제1 모터(160)는 제1 컨베이어 드럼(114)이 축방향으로 회전되도록 구동력을 제공할 수 있다. 또한, 제1 모터(160)는 일종의 압전모터로, 이러한 압전모터에 포함된 압전 소자는 전자계에 영향을 받지 않도록 세라믹으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 납, 아연, 티타늄이 일정한 비율로 혼합된 화합물인 압전 세라믹(PZT)일 수 있다.

또한, 상기 제1 모터(160)는 제1 이동부재(110)의 제1 컨베이어 드럼(114) 및 제2 이동부재(120)의 제1 컨베이어 드럼(114) 모두에 연결되어, 제1 이동부재(110)의 컨베이어 벨트(113)와 제2 이동부재(120)의 컨베이어 벨트(113)를 동시에 구동시켜 가이드 레일(130)이 컨베이어 벨트(113)와 수직으로 이동되도록 할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 가이드 레일(130)은 컨베이어 벨트(113) 상면에 배치되며, 컨베이어 벨트(113)의 움직임에 따라 가이드 레일(130)도 함께 제2 축 방향(예컨대, 도 2와 3은 Y 축 방향)으로 이동된다.

센서 캐리어(140)는 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하는 센서(150)를 적어도 하나 포함하고 있으며, 제2 모터와 연결되고, 제2 모터에 의해 구동된다. 또한, 상기 센서 캐리어(140)는 가이드 레일(130)에 접촉되어 이동되도록 적어도 하나의 바퀴를 포함하고, 가이드 레일(130)을 따라 제2 축 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

본 발명에 의하면, 센서 캐리어(140)에 포함된 센서(150)는 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하는 홀 센서일 수 잇다.

도 4 참조하면 컨베이어 벨트(113)는 X축 방향으로 이동되고, 센서 캐리어(140)는 가이드 레일(130)을 따라서 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 예컨대, 컨베이어 벨트(113)의 움직임에 따라 가이드 레일(130)이 오른쪽으로 이동되는 것과 동시에 센서 캐리어(140)는 위·아래로 왕복 이동할 수 있다. 즉, 센서 캐리어(140)가 위·아래로 움직이면서 오른쪽으로 이동되는 방식으로 사이클로트로 내부의 전자기장을 측정할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면 센서 캐리어(140)와 가이드 레일(130) 또한 사이클로트론 내부의 전자계에 영향을 받지 않는 재질로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 센서 캐리어(140)와 가이드 레일(130)은 티타늄, 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하는 재질로 제작될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 센서 캐리어(140)를 구동하는 제2 모터 역시 제1 모터(160)와 마찬가지로 압전모터일 수 있다. 제2 모터의 특징 및 구성은 제1 모터(160)와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 제1 실시예에 따른 사이클로트론 자기장 측정시스템의 구동 과정을 설명하면 다음과 같다.

사이클로트론의 제어부(미도시)에서 제1 구동 신호를 제1 모터(160)와 제2 모터(미도시)로 전달한다. 구동 신호를 전달받은 제1 모터(160)와 제2 모터는 동시에 구동된다.

제1 모터(160)가 구동됨에 따라 제1 컨베이어 벨트(113)와 제2 컨베이어 벨트(미도시)가 제1 축 방향(예컨대, X축, 수평 방향)으로 움직인다. 제1 컨베이어 벨트(113) 및 제2 컨베이어 벨트(미도시) 상면에 배치된 가이드 레일(130)은 제1 및 제2 컨베이어 벨트를 따라서 제1 축 방향으로 이동된다. 가이드 레일(130)이 이동됨에 따라, (센서 캐리어(140)에 포함된) 센서도 제1 축 방향으로 이동된다.

제2 모터가 구동됨에 따라 센서 캐리어(140)는 가이드 레일(130)을 따라 제1 축과 수직인 제2 축 방향(예컨대, Y축, 위아래)으로 왕복 이동한다. 센서 캐리어(140)가 왕복 이동함에 따라 센서(150) 역시 제2 방향으로 왕복 이동된다.

결과적으로 센서(150)는 제1 축 방향과 제2 축 방향으로 동시에 움직이면서 사이클로트론 내부의 자기장을 측정한다.

컨베이어 벨트(113)가 이동하면서, 센서 캐리어(140)는 제1 지지대(111) 쪽으로 이동할 수 있다. 이때, 센서 캐리어(140)는 제1 지지대(111)의 끝에 배치된 스토퍼의 일면에 접촉하게 된다. 이 경우, 제1 지지대(111)의 스토퍼(116)에 배치된 센서에서 가이드 레일(130)과 스토퍼(116)의 접촉을 센싱하고 접촉 센싱신호를 제어부로 전달한다.

제어부는 접촉 센싱신호를 전달받은 경우에, 제2 구동 신호를 생성하여 제1 모터(160)로 전달한다. 제2 구동신호를 전달받은 제1 모터(160)는 제2 구동신호에 따라 제1 이동부재(110) 및 제2 이동부재(120)에 포함된 제1 컨베이어 드럼(114)을 반대 방향으로 동시에 구동시켜, 컨베이어 벨트(113)를 원래 움직이던 방향과 반대로 움직이게 하여, 센서 캐리어(140)를 원래 위치로 이동시킬 수 있다.

(제2 실시예 )

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 사이클로트론의 전자석 자기장 측정시스템은 제1 이동부재(110), 제2 이동부재(120), 제1 센서부(170), 제2 센서부(180), 제1 모터(160)를 포함할 수 있다. 제1 이동부재(110) 및 제2 이동부재(120)와 제1 센서부(170) 및 제2 센서부(180)는 서로 수직이 되도록 배치된다.

여기서, 제1 이동부재(110)와 제2 이동부재(120), 제1 모터(160)는 제1 실시예에서 설명한 제 이동부재, 제2 이동부재(120), 제1 모터(160)와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

제1 센서부(170)는 제1 센서 이동부재(171)와 복수의 센서(151, 152, 153)를 포함한다. 제2 센서부(180)는 제2 센서 이동부재(181)와 복수의 센서를 포함한다. 바람직하게 제1 센서 이동부재(171)와 제2 센서 이동부재(181)는 동일한 형태로, 동일한 크기를 가지며, 제1 이동부재(110) 및 제2 이동부재(120)에 의해 같은 방향으로 동시에 이동될 수 있다.

제1 센서 이동부재(171)에는 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하기 위해 적어도 두 개의 센서가 포함될 수 있으며, 제1 센서 이동부재(171)에 포함된 센서와 센서는 제1 거리을 두고 배치될 수 있다. 예컨대, 도 6을 참조하면, 제1 센서 이동부재(171)에는 3개의 센서(151, 152, 153)가 제1 거리를 두고 배치될 수 있다.

일 실시예로, 제1 센서 이동부재(171)에 포함된 제1 센서(151)는 제1 힐(21a)의 외면에 배치되고, 제4 센서(154)는 제1 힐(21a)과 마주보게 배치된 제2 힐(21b)의 외면에 배치되도록 하여 섹터부(21) 전체의 자기장을 센싱하도록 할 수 있다.

제2 센서 이동부재(181)는 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 제2 센서 이동부재(181)에 포함된 센서(154, 155)는 제1 이동부재(110)에의 센서와 센서 사이의 이격 거리에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 제1 센서부(170)에서 센싱하지 못 한 자기장을 센싱하도록 제2 센서부(180)에 배치된 센서는 제1 센서부(170)의 센서와 센서 사이의 거리에 배치될 수 있다.

또한, 제1 센서 이동부재(171)와 제2 센서 이동부재(181)에 포함된 센서(151, 152, 153, 154, 155)는 제1 센서 이동부재(171) 및 제2 센서 이동부재(181)의 이동방향과 수직으로 배치될 수 있다. 예컨대, 도 5를 참조하면, 제1 센서 이동부재(171)와 제2 센서 이동부재(181)가 오른쪽으로 이동하는 경우에, 제1 센서 이동부재(171) 및 제2 센서 이동부재(181)에 배치된 센서는 위·아래로 배치될 수 있다.

예컨대, 도 6을 참조하면, 제1 센서(151), 제2 센서(152), 제 3센서는 제1 센서 이동부재(171)에 포함될 수 있으며, 제4 센서(154), 제5 센서(155)는 제2 센서 이동부재(181)에 포함될 수 있다. 제1 센서(151)와 제2 센서(152)는 제1 거리를 두고 배치될 수 있으며, 제2 센서(152)와 제3 센서(153)는 제2 거리를 두고 배치될 수 있다. 제4 센서(154)는 제1 센서(151)와 제2 센서(152) 간의 이격거리인 제1 거리에 해당하는 위치에 배치될 수 있으며, 제5 센서(155)는 제2 센서(152)와 제3 센서(153) 간의 이격거리인 제2 거리에 해당하는 위치에 배치될 수 있다.

기존의 사이클로트론 자기장 측정시스템은 센서가 배치된 센싱부재가 회전하면서 소정 방향으로 이동되므로 센싱하지 못하는 영역이 존재하여, 센싱의 정밀도가 떨어지는 문제가 있었으나, 제2 실시예에 따른 센서 배치에 의하면, 제1 센서부(170)에서 센싱하지 못 한 자기장을 제2 센서부(180)에서 센싱하도록 함으로써, 기존 기술에 비해 더욱 정밀하게 사이클로트론 내부의 자기장을 측정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 기존의 사이클로트론 자기장 측정시스템은 센싱부재를 이동시키는 구동부, 센싱부재를 회동시키는 구동부가 각각 필요하나, 제2 실시예에 따르면 제1 이동부재(110)와 제2 이동부재(120)를 동시에 움직일 수 있는 하나의 모터만 필요하므로, 모터의 수가 감소되고 그에 따라 사이클로트론의 컴팩트화를 도모할 수 있는 장점도 있다.

제2 실시예에 따르면, 제1 센서부(170)와 제2 센서부(180)는 소정 간격을 두고 배치되어, 제1 센서부(170)가 제1 방향(예컨대, 오른쪽)으로 먼저 이동되고, 소정 시간 간격이 지난 후에 제2 센서부(180)가 이동한다.

사이클로트론의 제어부는 제1 센서부(170)와 제2 센서부(180)가 이동되는 시각을 미리 설정하고, 제1 센서부(170)와 제2 센서부(180)의 출발 시간은 제어부에 저장될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1 센서 이동부재(171) 및/또는 제2 센서 이동부재(181)에는 제1 센서 이동부재(171)와 제2 센서 이동부재(181)의 접촉을 감지하는 센서가 배치될 수 있다. 이 센서는 제1 센서 이동부재(171)에 배치될 수 있으며, 제2 센서 이동부재(181)를 바라보는 면에 배치될 수 있다. 또는 이 센서는 제2 센서 이동부재(181)에서 제1 센서 이동부재(171)를 바라보는 면에 배치될 수 있다. 이러한 센서에 의해 제1 센서부(170)와 제2 센서부(180)가 충돌되는 경우에, 이를 센싱하여 제어부로 전달할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제1 실시예에서 설명한 스토퍼(116, 117)에는 먼저 이동한 제1 센서부(170)와의 접촉을 감지하는 센서(118, 119)가 배치되어, 제1 센서부(170)가 스토퍼(116, 117)의 일면과 접촉되어 멈추는 경우에 이를 센싱하도록 할 수 있다. 이러한 센싱 신호는 제어부로 전달되고, 제어부는 미리 저장했던 제1 센서부(170)와 제2 센서부(180)의 출발 시각에 기초하여, 일정한 시간 간격을 설정한다. 이 설정된 시간 간격에 따라 제2 구동신호를 제1 모터(160)로 전달한다. 제2 구동신호를 전달받은 제1 모터(160)는, 제1 컨베이어 드럼(114)을 역으로 구동시켜, 제1, 2 컨베이어 벨트(113)가 역으로 이동하도록 할 수 있다.

또한, 제어부는 제1, 2 센서 이동부재(171, 181)가 원래의 위치로 돌아오는 경우에 컨베이어 벨트(113)의 이동을 멈추도록 하는 비구동신호를 생성하여 제1 모터(160)로 전달할 수 있다.

이하, 제2 실시예에 따른 사이클로트론 자기장 측정시스템의 구동 과정을 설명하면 다음과 같다.

사이클로트론의 제어부(미도시)에서 구동 신호를 제1 모터(160)로 전달한다. 구동 신호를 전달받은 제1 모터(160)는 제1 이동부재(110) 및 제2 이동부재(120)에 포함된 제1 컨베이어벨트 드럼을 동시에 구동시켜, 제1 컨베이어 벨트(113)와 제2 컨베이어 벨트(미도시)를 제1 방향으로 동시에 움직이도록 한다. 여기서, 제1 방향은 수평한 방향으로 제1 지지대(111)쪽을 향하는 방향으로 한다. 컨베이어 벨트(113) 상부에 배치된 제1 센서 이동부재(171)는 컨베이어 벨트(113)를 따라서 먼저 제1 방향으로 이동한다. 이후 미리 설정한 출발 시각에 제2 센서 이동부재(181)가 컨베이어를 따라서 제1 방향으로 이동한다. 이하, 제1 센서 이동부재(171)와 제2 센서 이동부재(181) 사이의 출발 시간 차이를 제1 시간 간격이라 하고, 이 제1 시간 간격은 미리 설정되어 제어부에 저장될 수 있다.

먼저 이동했던 제1 센서 이동부재(171)가 제1 지지대(111) 끝에 배치된 스토퍼(116)의 일면에 접촉하는 경우에, 스토퍼(116)에 배치된 센서(118)에서 제1 센서 이동부재(171)와 스토퍼(116)의 접촉을 센싱하고 이 제1 센싱신호를 제어부로 전달한다.

제어부는 제1 센싱신호를 전달받은 경우에, 제2 구동 신호를 생성하여 제1 모터(160)로 전달한다. 제2 구동신호를 전달받은 제1 모터(160)는 제1 시간이 지난 이후에, 제1 컨베이어 드럼(114)을 역으로 구동시켜, 제1 센서부(170)와 제2 센서부(180)가 역으로 이동할 수 있도록 한다.

역으로 구동된 경우에, 제2 센서부(180)가 제1 센서부(170)보다 먼저 이동하게 된다. 제2 센서부(180)와 제1 센서부(170)는 제2 방향으로 이동한다. 여기서, 제2 이동방향은 수평으로 제2 지지대(112)쪽을 향한다. 제2 지지대(112)에 포함된 센서(119)가 제2 센서 이동부재(181)와 스토퍼(117)와의 접촉을 센싱하고, 이 제2 센싱신호를 제어부로 전달한다.

제어부는 제2 센싱신호를 전달받은 경우에, 제1 시간 간격이 지난 이후에 제1 컨베이어 드럼(114)의 구동을 멈추도록 하는 비구동신호를 모터로 전달하여, 컨베이어(113) 동작을 멈추도록 할 수 있다.

Claims (13)

1. 제1 힐의 외면에 배치된 제1 이동부재, 상기 제1 이동부재와 제1 거리만큼 대향하여 이격되고, 상기 제1 힐과 마주보는 제2 힐의 외면에 배치된 제2 이동부재;
   상기 제1 이동부재 및 상기 제2 이동부재 상면에 배치되고 상기 제1 이동부재 및 제2 이동부재를 따라서 이동하는 가이드 레일;
   상기 가이드 레일을 따라서 상기 제1 및 제2 이동부재에 대하여 수직으로 왕복이동하고, 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하는 센서를 적어도 하나 포함하는 센서 캐리어;
   상기 제1 이동부재와 상기 제2 이동부재를 구동하는 제1 모터; 및
   상기 가이드 레일과의 접촉을 감지하는 센서가 포함된 제1 스토퍼를 포함하고,
   상기 센서에서 상기 가이드 레일과의 접촉을 감지한 경우에, 상기 가이드 레일은 원래 위치로 되돌아가며,
   상기 제1 이동부재, 상기 제2 이동부재, 상기 가이드 레일, 상기 센서 캐리어 및 상기 제1 스토퍼는 사이클로트론 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 거리는 적어도 섹터부의 지름인 것을 특징으로 하는 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 이동부재는 컨베이어 벨트, 상기 컨베이어 벨트를 움직이는 제1 컨베이어 드럼 및 제2 컨베이어 드럼;
   상기 제1 컨베이어 드럼과 상기 제2 컨베이어 드럼을 각각 수납하고, 상면에 상기 컨베이어 벨트가 배치되는 제1 지지대와 제2 지지대; 및
   상기 제1 컨베이어 드럼을 구동하는 상기 제1 모터를 포함하는, 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 가이드 레일은 상기 컨베이어 벨트 상면에 배치되고, 상기 컨베이어 벨트에 의해 이동되며,
   상기 제1 스토퍼는 상기 제1 지지대 상부에 배치되어, 상기 컨베이어 벨트를 제1 위치에서 멈추도록 하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치.
5. 삭제
6. 제4항에 있어서, 상기 제1 모터는 세라믹으로 이루어진 압전모터인 것을 특징으로 하는 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치
7. 제4항에 있어서,
   상기 센서는 상기 가이드 레일과 상기 스토퍼의 접촉을 센싱하여, 접촉 센싱 신호를 제어부로 전달하고,
   상기 제어부는 상기 접촉 센싱 신호를 전달받은 경우에, 제2 구동 신호를 생성하여 제1 모터로 전달하며,
   상기 제1 모터는 상기 제2 구동신호를 전달받아 상기 제1 컨베이어 드럼을 반대 방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치.
8. 제1 힐의 외면에 베치된 제1 이동부재, 상기 제1 이동부재와 소정 거리만큼 대향하여 이격되고, 상기 제1 힐과 마주보는 제2 힐의 외면에 배치된 제2 이동부재;
   상기 제1 이동부재 및 상기 제2 이동부재 상면에 배치되고, 상기 제1 이동부재와 상기 제2 이동부재에 의해 동일한 방향으로 움직이는 제1 센서부 및 제2 센서부; 및
   상기 제1 이동부재와 상기 제2 이동부재를 구동하는 제1 모터를 포함하되,
   상기 제1 센서부는 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하는 제1 센서와 제2 센서를 포함하고, 상기 제2 센서부는 사이클로트론 내부의 자기장을 측정하는 제3 센서를 포함하고,
   상기 제1 센서와 상기 제2 센서는 제1 거리를 두고 배치되며, 상기 제3 센서는 상기 제1 센서의 위치에 대응되는 제1 지점과 상기 제2 센서의 위치에 대응되는 제2 지점 사이에 배치되며,
   상기 제1 센서부의 이동 시각이 상기 제2 센서부의 이동 시각보다 제1 시간 간격만큼 빠르며,
   상기 제1 이동부재, 상기 제2 이동부재, 상기 제1 센서부, 상기 제2 센서부, 상기 제1 모터는 사이클로트론 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 센서부의 센서 배치는 상기 제1 이동부재 및 상기 제2 이동부재의 이동방향에 대하여 수직이 되는 것을 특징으로 하는 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치
    
11. 삭제
12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 이동부재는
    컨베이어 벨트, 상기 컨베이어 벨트를 움직이는 제1 컨베이어 드럼 및 제2 컨베이어 드럼;
    상기 제1 컨베이어 드럼과 상기 제2 컨베이어 드럼을 각각 수납하고, 상면에 상기 컨베이어 벨트가 배치되는 제1 지지대와 제2 지지대;
    상기 제1 컨베이어 드럼을 구동하는 제1 모터; 및
    상기 제1 센서부와의 접촉을 감지하는 제1 센서를 포함하고,
    상기 제1 센서는 상기 제1 센서부와의 접촉을 감지한 경우에, 제1 센싱 신호를 제어부로 전달하고,
    상기 제어부는 상기 제1 시간 간격이 지난 이후에 상기 컨베이어 벨트를 역으로 구동하도록 하는 신호를 생성하여, 상기 컨베이어 벨트를 구동하는 구동부로 전달하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 이동부재는 상기 제2 센서부와의 접촉을 감지하는 제2 센서를 더 포함하고, 상기 제2 센서는 상기 제2 센서부와의 접촉을 감지한 경우에, 제2 센싱신호를 상기 제어부로 전달하고,
    상기 제어부는 상기 제1 시간 간격이 지난 이후에 상기 컨베이어 벨트의 구동을 멈추도록 하는 신호를 생성하여, 상기 컨베이어 벨트를 구동하는 구동부로 전달하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론 전자석의 자기장 측정 장치.
    
    

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