RU1333130C - Method of making of magnetic periodic focusing system - Google Patents
Method of making of magnetic periodic focusing system Download PDFInfo
- Publication number
- RU1333130C RU1333130C SU3896017A RU1333130C RU 1333130 C RU1333130 C RU 1333130C SU 3896017 A SU3896017 A SU 3896017A RU 1333130 C RU1333130 C RU 1333130C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- cycle
- magnet
- cell
- magnets
- Prior art date
Links
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изготовления магнитных периодических фокусирующих систем для формирования потоков заряженных частиц, и может быть использовано при сборке и настройке на заданное распределение осевого магнитного поля МПФС для электронно-лучевых приборов. The invention relates to electrical engineering, in particular to methods for manufacturing magnetic periodic focusing systems for generating flows of charged particles, and can be used in the assembly and tuning to a predetermined distribution of the axial magnetic field of MPPS for electron beam devices.
Цель изобретения заключается в повышении точности изготовления МПФС. The purpose of the invention is to improve the accuracy of manufacturing MPPS.
Для этого в способе изготовления МПФС, предусматривающем проведение основного и корректирующего циклов настройки амплитуд осевого магнитного поля, включающем намагничивание магнитов до насыщения, их стабилизацию, контроль уровня стабилизации, установку каждого магнита в ячейку из двух полюсных наконечников, контроль осевого магнитного поля системы, определение погрешности изготовления системы, последующую корректировку осевого магнитного поля, определение соотношения между полем на оси магнита и амплитудой магнитного поля в ячейке системы, определение из этого соотношения скорректированных уровней стабилизации магнитов и стабилизацию магнитов до этих уровней, повторяют корректирующие циклы, в начале каждого из них определяют дополнительно отношение требуемых и полученных в предыдущем цикле значений амплитуд осевого магнитного поля в ячейках системы, по этим отношениям частично идентифицируют соотношение между полем на оси магнита и амплитудами осевого магнитного поля в ячейках системы, затем из этого соотношения определяют скорректированный уровень стабилизации каждого магнита, а после контроля осевого магнитного поля системы сравнивают полученную погрешность системы с погрешностью, достигнутой в предыдущем цикле, путем вычитания, повторение прекращают на цикле, в котором разность станет равна сумме случайных составляющих погрешностей средств контроля, затем аналогично проводят циклы изготовления систем с требуемыми значениями амплитуд из типовых магнитов, причем в первом цикле изготовления точное значение уровней стабилизации магнитов определяют из полностью идентифицированного соотношения между полем на оси магнита и амплитудами осевого магнитного поля в ячейках системы. To do this, in the method of manufacturing MPFS, providing for the main and corrective cycles of setting the amplitudes of the axial magnetic field, including magnetizing the magnets to saturation, stabilizing them, controlling the stabilization level, installing each magnet in a cell of two pole pieces, monitoring the axial magnetic field of the system, determining the error manufacturing a system, the subsequent adjustment of the axial magnetic field, determining the relationship between the field on the axis of the magnet and the amplitude of the magnetic field in the cell the systems, determining from this ratio the adjusted levels of stabilization of the magnets and stabilization of the magnets to these levels, repeat the corrective cycles, at the beginning of each of them determine additionally the ratio of the axial magnetic field amplitudes required and received in the previous cycle in the cells of the system, the relationship is partially identified by these relations between the field on the axis of the magnet and the amplitudes of the axial magnetic field in the cells of the system, then from this ratio determine the adjusted level of stable each magnet, and after controlling the axial magnetic field of the system, the resulting system error is compared with the error achieved in the previous cycle by subtraction, repetition is stopped on the cycle in which the difference becomes equal to the sum of the random components of the errors of the control means, then the cycles of manufacturing systems with the required values of the amplitudes from typical magnets, and in the first production cycle, the exact value of the levels of stabilization of the magnets is determined from fully identified with Relations between the field on the axis of the magnet and the amplitudes of the axial magnetic field in the cells of the system.
Уровень напряженности магнитного поля, до которого стабилизируют каждый магнит системы на каждом цикле коррекции, определяют из соотношения
(Hi)к= (a
(1) где (Hi)k - напряженность осевого поля магнита, до которой дополнительно стабилизируют i-й из n магнитов на k-м цикле коррекции;
Hi - требуемое амплитудное значение напряженности магнитного поля в i-й из n ячеек системы,
,
(2) где (аji -1)k и (aji -1)k-1 - элементы матриц, скорректированных на k-м и (k-1)-м циклах коррекции соответственно, при этом (аji -1)о - элементы матрицы Ао -1= { aji -1} о, обратной матрице Ao = { aji} o, a (aji)o= , где Нji - напряженность осевого магнитного поля, создаваемого в i-й ячейке магнитом, который помещен в i-ю ячейку и имеет максимальное значение напряженности магнитного поля - Но;
dj= - отношение требуемой величины напряженности поля в i-й ячейке к напряженности поля в этой ячейке, полученной после предыдущего цикла коррекции;
di= - отношение требуемой величины напряженности поля в i-й ячейке к напряженности поля в ней, полученной после предыдущего цикла коррекции.The level of magnetic field strength to which each magnet of the system is stabilized on each correction cycle is determined from the relation
(H i ) k = (a
(1) where (H i ) k is the axial field strength of the magnet, to which the i-th of n magnets is additionally stabilized on the k-th correction cycle;
H i - the required amplitude value of the magnetic field in the i-th of n cells of the system,
,
(2) where (a ji -1 ) k and (a ji -1 ) k-1 are the elements of the matrices adjusted on the kth and (k-1) -th correction cycles, respectively, while (a ji -1 ) о - elements of the matrix A о -1 = {a ji -1 } о , inverse matrix A o = {a ji } o , a (a ji ) o = where Н ji is the axial magnetic field strength created in the i-th cell by a magnet, which is placed in the i-th cell and has the maximum value of the magnetic field strength - Н о ;
d j = - the ratio of the required field strength in the i-th cell to the field strength in this cell obtained after the previous correction cycle;
d i = - the ratio of the required field strength in the i-th cell to the field strength in it obtained after the previous correction cycle.
В простейшем варианте данный способ изготовления магнитных периодических фокусирующих систем осуществляют, например, следующим образом. In the simplest embodiment, this method of manufacturing magnetic periodic focusing systems is carried out, for example, as follows.
В соответствии с широко известными методами комплектуют МПФС типовыми магнитами с близкими формами характеристик размагничивания. Помещают типовой магнит в макет МПФС из полюсных наконечников и, измеряя напряженность магнитного поля в центрах ячеек, определяют матрицы Ао и Ао -1. Из соотношения
Hi = (a
H i = (a
В начале модифицируют матрицу А-1 согласно выражению (2), а по выражению (1) определяют уровень стабилизации каждого магнита. Затем стабилизируют магниты до этих уровней извлекая из системы вместе со своими полюсными наконечниками и устанавливая поочередно в устройство магнитной обработки. После стабилизации всех магнитов и установки каждого из них в предназначенную для него ячейку (сборки системы) контролируют амплитуды осевого магнитного поля системы, в процессе чего определяют погрешность S1 настройки системы, сравнивают ее с полученной в предыдущем цикле погрешностью Sо. Если разность | S1-So | > δ , где δ - сумма случайных составляющих инструментальных погрешностей средств контроля магнитного поля системы и устройства стабилизации индукции магнитов, то цикл корректировки повторяют в описанной последовательности. На цикле с номером к, в котором получена разность | Sk-Sk-1 | ≅ δ , повторение корректировок прекращают.At the beginning, the matrix A -1 is modified according to the expression (2), and from the expression (1), the stabilization level of each magnet is determined. Then the magnets are stabilized to these levels by removing from the system together with their pole pieces and installing them in turn in the magnetic processing device. After all the magnets are stabilized and each of them is installed in the intended cell (system assemblies), the amplitudes of the axial magnetic field of the system are controlled, during which the error S 1 of the system setting is determined, it is compared with the error S о obtained in the previous cycle. If the difference | S 1 -S o | > δ, where δ is the sum of the random components of the instrumental errors of the means of monitoring the magnetic field of the system and the device for stabilizing the induction of magnets, the correction cycle is repeated in the described sequence. On the cycle with number k, in which the difference | S k -S k-1 | ≅ δ, repetition of adjustments is stopped.
Матрица Ак -1 соотношения (2) является полностью идентифицированной для МПФС данной конструкции, данного типа магнитов, требуемых значений амплитуд H1j. Полностью идентифицированную матрицу Ак -1 - { aij -1} ксоотношения (2) выводят из оперативной памяти ЭВМ на промежуточный носитель информации (перфоленту, магнитный диск).The matrix A to -1 of the relation (2) is fully identified for the MPPS of this design, this type of magnets, the required values of the amplitudes H 1j . The fully identified matrix A to -1 - {a ij -1 } to relation (2) is removed from the main memory of the computer to an intermediate storage medium (punched tape, magnetic disk).
Затем для изготовления в производственных условиях МПФС с идентичными конструктивными и магнитными параметрами вводят в память ЭВМ с носителя полностью идентифицированную рабочую матрицу Ак -1, а также требуемые значения амплитуд Нi.Then, for manufacturing under production conditions, MPPS with identical structural and magnetic parameters, a fully identified working matrix A to -1 is introduced into the computer memory from the carrier, as well as the required values of the amplitudes H i .
В начале первого цикла изготовления МПФС, решая с помощью ЭВМ соотношение (1) с матрицей Ак -1 - для требуемых значений амплитуд Нj, определяют точные уровни стабилизации магнитов. После стабилизации магнитов до этих уровней, установки их в соответствующие ячейки системы в процессе контроля получают минимальную погрешность изготовления МПФС Sмин, равную 0,5-0,6% , при случайной погрешности каждого канала контроля осевого магнитного поля МПФС и магнитов, характеризуемой среднеквадратическим отклонением 0,2-0,3% .At the beginning of the first production cycle of MPPS, solving the relation (1) with a matrix A to -1 using a computer for the required amplitudes H j , determine the exact levels of magnet stabilization. After the magnets are stabilized to these levels, their installation in the appropriate cells of the system during the control process, they obtain a minimum error in the production of MPPS S min equal to 0.5-0.6%, with a random error in each control channel of the axial magnetic field of MPPS and magnets characterized by standard deviation 0.2-0.3%.
В случае применения для изготовления МПФС нетипичных магнитов с сильным разбросом форм характеристик размагничивания, а также при задании отличающих от прежних, требуемых Hj значений амплитуд в первом цикле изготовления, решая соотношение (1) с рабочей матрицей Аn -1, определяют первое приближение уровней точной стабилизации магнитов. Далее циклы изготовления проводят аналогично циклам идентификации. При этом цикл повторяют, если в предыдущем не достигнута минимальная погрешность Sмин изготовления МПФС.In the case of using atypical magnets with a wide variation in the forms of demagnetization characteristics for manufacturing MPPS, as well as when setting amplitudes different from the previous required H j values in the first manufacturing cycle, solving relation (1) with the working matrix A n -1 determines the first approximation of the levels accurate stabilization of magnets. Further, manufacturing cycles are carried out similarly to identification cycles. In this case, the cycle is repeated if the minimum error S min of manufacturing MPPS is not achieved in the previous one.
Первый цикл изготовления в случае применения нетипичных магнитов в большинстве случаев обеспечивает получение требуемой погрешности S1 ≈ 2-5% реальных сложных МПФС с количеством ячеек 25-70. Второй цикл изготовления в этом случае, как правило, позволяет достичь минимальной погрешности изготовления.The first production cycle in the case of using atypical magnets in most cases provides the required error S 1 ≈ 2-5% of real complex MPPS with the number of cells 25-70. The second manufacturing cycle in this case, as a rule, allows to achieve the minimum manufacturing error.
Предлагаемый способ имеет следующие технико-экономические преимущества. Он указывает предел повторения корректирующих циклов, приемы для получения точного соотношения между полем на оси магнита и требуемыми амплитудами осевого магнитного поля в ячейках системы. Он также оговаривает условие и обеспечивает возможность получения погрешности изготовления МПФС с требуемыми значениями амплитуд осевого магнитного поля, обеспечивает монотонное снижение относительной погрешности изготовления МПФС до уровня случайных составляющих инструментальных погрешностей средств контроля амплитуд осевого магнитного поля системы и индукции стабилизации магнитов, позволяет в производственных условиях перейти к автоматизированному, оптимальному по точности управлению изготовлением реальных МПФС, не имеет принципиальных ограничений области применения со стороны количества ячеек МПФС, повышает эффективность использования метрологических параметров применяемых средств контроля, позволяет повысить качественные показатели серийных приборов путем улучшения фокусировки электронного потока за счет повышения точности изготовления МПФС. (56) Мельников Ю. А. Постоянные магниты электровакуумных СВЧ приборов. - М. : Сов. Радио, 1967, с. 108-109. The proposed method has the following technical and economic advantages. It indicates the limit of repetition of corrective cycles, methods for obtaining the exact ratio between the field on the axis of the magnet and the required amplitudes of the axial magnetic field in the cells of the system. It also stipulates the condition and makes it possible to obtain an error in the production of MPPS with the required values of the axial magnetic field amplitudes, provides a monotonous decrease in the relative error in the production of MPPS to the level of random components of the instrumental errors of the means for controlling the amplitudes of the axial magnetic field of the system and induction of stabilization of the magnets, allows in production conditions to go to automated, optimal in accuracy control of the production of real MPFS, does not have the fundamental limitations of the scope on the part of the number of MPFS cells, it increases the efficiency of using the metrological parameters of the applied monitoring tools, allows to improve the quality indicators of serial devices by improving the focus of the electron beam by improving the accuracy of manufacturing MPFS. (56) Melnikov, Yu.A. Permanent magnets of microwave electric devices. - M.: Sov. Radio, 1967, p. 108-109.
Авторское свидетельство СССР N 656123, кл. Н 01 J 23/087, 1979. USSR author's certificate N 656123, cl. H 01 J 23/087, 1979.
Claims (2)
(Hi)к= (a
где (Hi)k - напряженность осевого поля магнита, до которой дополнительно стабилизируют i-й из n магнитов на k-м цикле коррекции;
Hj - требуемое амплитудное значение напряженности магнитного поля в i-й из n ячеек системы,
,
где ( aji -1 )к и ( aji -1 )к-1 - элементы матриц скорректированных на k-м (k-1)-м циклах коррекции соответственно, при этом ( aji -1 )о элементы матрицы A
Ao= a (aji)o= ,
где Hji - напряженность осевого магнитного поля, создаваемого в i-й ячейке магнитом, который помещен в j-ю ячейку и имеет максимальное значение напряженности магнитного поля H0;
dj= - отношение требуемой величины напряженности поля в i-й ячейке к напряженности поля в этой ячейке, полученной после предыдущего цикла коррекции;
di= - отношение требуемой величины напряженности поля в i-й ячейке к напряженности поля в ней, полученной после предыдущего цикла коррекции.1. METHOD FOR PRODUCING A MAGNETIC PERIODIC FOCUSING SYSTEM, including conducting the main and corrective cycles of adjusting the amplitudes of the axial magnetic field in each of its cells, magnetizing the magnets to saturation and stabilizing them, controlling the level of magnet stabilization, installing each magnet in a cell of two pole tips, axial magnetic field of the system, determination of the manufacturing error of the system, subsequent adjustment of the axial magnetic field, determination of the relationship between the field on the axis of the mag the magnitude and amplitude of the magnetic field in the cell of the system, determining from this ratio the adjusted levels of stabilization of the magnets to these levels, characterized in that, in order to improve the accuracy of manufacturing the system, repeat the corrective cycles until the difference in the error of manufacturing the system at the k-th and the (k-1) -th correction cycles become less than the sum of the random components of the errors of the means for controlling the magnetic field strength, while the adjusted level of magnet stabilization at each cycle is determined from the relation
(H i ) k = (a
where (H i ) k is the axial field strength of the magnet, to which the i-th of n magnets is additionally stabilized on the k-th correction cycle;
H j - the required amplitude value of the magnetic field in the i-th of n cells of the system,
,
where (a ji -1 ) k and (a ji -1 ) k-1 are the elements of the matrices adjusted on the k-th (k-1) -th correction cycles, respectively, while (a ji -1 ) о are the elements of the matrix A
A o = a (a ji ) o = ,
where H ji is the intensity of the axial magnetic field created in the i-th cell by a magnet, which is placed in the j-th cell and has the maximum value of the magnetic field strength H 0 ;
d j = - the ratio of the required field strength in the i-th cell to the field strength in this cell obtained after the previous correction cycle;
d i = - the ratio of the required field strength in the i-th cell to the field strength in it obtained after the previous correction cycle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3896017 RU1333130C (en) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | Method of making of magnetic periodic focusing system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3896017 RU1333130C (en) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | Method of making of magnetic periodic focusing system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1333130C true RU1333130C (en) | 1994-05-30 |
Family
ID=30440254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3896017 RU1333130C (en) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | Method of making of magnetic periodic focusing system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1333130C (en) |
-
1985
- 1985-05-17 RU SU3896017 patent/RU1333130C/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU1333130C (en) | Method of making of magnetic periodic focusing system | |
White et al. | Absolute Energy Measurement of Alpha Particles from Po 210 | |
Kalimov et al. | Dynamic processes in laminated magnets: simulation and comparison with experimental results | |
JP2760075B2 (en) | Ion mass spectrometer | |
Richardson | The status of TRIUMF | |
CN114325520B (en) | Magnet field raising method and device | |
Cronje et al. | ISOCHRONOUS FIELDS FOR THE NAC SEPARATED-SECTOR CYCLOTRON | |
Van der Heide et al. | The Eindhoven minicyclotron project ILEC | |
CN110727304B (en) | Current output correction method for laser driving circuit | |
JP3465221B2 (en) | Ion implanter | |
Goto et al. | Isochronous fields for RIKEN ring cyclotron | |
Harding et al. | Magnetic field strength and shape measurements of the Fermilab main injector quadrupoles | |
Friesel et al. | Isochronism studies at IUCF | |
Beauvais et al. | Studies on halo formation in a long magnetic quadrupole FODO channel. First experimental results | |
CN115758735A (en) | Scanning magnet dynamic identification real-time segmentation slope feedback method and system | |
SU656128A1 (en) | Method of manufacturing magnetic focusing system | |
CN115203860A (en) | Polarized relay tolerance automatic allocation method considering manufacturing cost | |
Gmuca et al. | Low energy accelerator calibration using EBS resonances | |
CN116840509A (en) | Quick stable processing method for scale factors of quartz flexible accelerometer | |
Decker | The physical way of standardizing magnets | |
Konijn et al. | The g-factor of the 19/2− isomeric state in115Sb | |
RU2079921C1 (en) | Method of manufacture of electron gun of o-type microwave oscillator | |
Koeth | Report on the 12-Inch Cyclotron Magnet Study: Measurements, Modeling, and Future plans. | |
CN117907912A (en) | Magnetic field intensity measuring coil calibration method based on pulse strong magnetic field | |
JPS6215744A (en) | Ion implantation apparatus |