本發(fā)明涉及一種束流位置檢測技術，尤其涉及一種緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件。

背景技術：

束流位置是粒子加速器的重要參數之一，測量束流位置的最基本的方法是利用探測器耦合出束流的電磁場。由于帶電粒子束流是一個電流，所以它產生電場和磁場。在高能束流的情況下，這些場是純橫電磁場(TEM)。如果束流偏離真空室中心，則耦合出束流的電磁場將被調制，由此可以得到束流位置信息。

通常，人們采用探測電極測量束流的電磁場。探測電極的感應信號是被束流調制的時域信號，其載波是束團的重復頻率或高頻的RF頻率(對儲存環(huán)多束團而言)。束流位置探測電極通常有靜電探測電極、鈕扣(Button)電極和條帶(Stripline)電極等。束流位置檢測器由一對電極或兩對電極(在同時測量水平和垂直位置時)構成，它是非攔截型的束流測量手段。由鈕扣電極和條帶電極構成的束流位置檢測器常稱為鈕扣型束流位置檢測器和條帶型束流位置檢測器，它們廣泛用于加速器中。隨著緊湊型加速器的出現，束測件的縱向安裝尺寸通常非常有限，目前，直線加速器或輸運線中的束流位置檢測器通常采用水平/垂直的電極對、或斜45度電極對進行束流位置測量，縱向安裝尺寸都比較大。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發(fā)明的緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件，包括真空室，所述真空室的側壁設有凸起的準直靶座，所述真空室的側壁設有四個圓形鈕扣型電極，所述四個圓形鈕扣型電極以所述準直靶座貫穿所述真空室中心的軸線為對稱軸兩兩對稱分布，對稱軸同側的兩個圓形鈕扣型電極貫穿所述真空室中心的軸線之間的夾角為60度，以對稱軸對稱的兩個圓形鈕扣型電極貫穿所述真空室中心的軸線之間的夾角為120度。

由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件，能夠進行真空室內束流位置測量的緊湊型檢測器組件設計，該檢測器組件能同時進行水平和垂直兩個方向束流位置測量，并且縱向結構非常小。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件的示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件的結構圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件的模型圖；

圖4為本發(fā)明實施例中的仿真計算模型；

圖5為本發(fā)明實施例中的基于差比和計算方法的束流位置測量MAPPING圖；

圖6為本發(fā)明實施例中的基于差比和計算方法的水平方向束流位置測量靈敏度曲線；

圖7為本發(fā)明實施例中的基于差比和計算方法的垂直方向束流位置測量靈敏度曲線；

圖8為本發(fā)明實施例中的基于差比和計算方法的水平方向多項式擬合誤差曲線；

圖9為本發(fā)明實施例中的基于差比和計算方法的垂直方向多項式擬合誤差曲線。

具體實施方式

下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明的緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件，其較佳的具體實施方式是：

包括真空室，所述真空室的側壁設有凸起的準直靶座，所述真空室的側壁設有四個圓形鈕扣型電極，所述四個圓形鈕扣型電極以所述準直靶座貫穿所述真空室中心的軸線為對稱軸兩兩對稱分布，對稱軸同側的兩個圓形鈕扣型電極貫穿所述真空室中心的軸線之間的夾角為60度，以對稱軸對稱的兩個圓形鈕扣型電極貫穿所述真空室中心的軸線之間的夾角為120度。

所述真空室的兩端面為固定法蘭，所述固定法蘭上設有法蘭安裝孔，所述法蘭安裝孔為螺紋通孔。

所述法蘭安裝孔有六個，沿圓周均布，所述圓形鈕扣型電極設于兩個法蘭安裝孔的中間部位。

所述圓形鈕扣型電極的信號饋出采用SMA型高頻寬帶連接器。

本發(fā)明的緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件，能夠進行真空室內束流位置測量的緊湊型檢測器組件設計，該檢測器組件能同時進行水平和垂直兩個方向束流位置測量，并且縱向結構非常小。

本發(fā)明中，四個圓形鈕扣型電極(1)呈軸對稱型分布于真空室四周；鈕扣電極的信號連接器為SMA型連接器；真空室外壁突出部分設計為準直靶座；真空室兩端面設計為固定安裝法蘭，可以與同規(guī)格帶法蘭的真空室對接。

四個鈕扣型檢測電極采用60度/120度配位，避開法蘭安裝孔，真空室兩端面直接設計為固定法蘭。信號饋出采用SMA型高頻寬帶連接器。

本發(fā)明的技術效果是：

四個鈕扣型檢測電極采用60度/120度配位，有效避開法蘭安裝孔，同時，真空室兩端面直接設計為固定法蘭，使得檢測器組件的縱向安裝尺寸非常小；高頻寬帶的SMA型連接器的采用，能滿足高頻寬帶信號的饋出的同時，能縮減占用組件面積，有利于組件縱向安裝尺寸的進一步減??；真空室外壁設計有準直靶座，準直靶座可以用于確定束流位置檢測器的旋轉角度，利于減小束流的水平和垂直方向的位置的耦合。因此，該束流位置檢測器組件特別適合于縱向安裝尺寸有限的電子直線加速器、電子輸運線和電子儲存環(huán)中使用。

具體實施例：

在電子直線加速器和輸運線中，束流位置測量是束流測量系統(tǒng)中重要的核心子系統(tǒng)，在加速器調試、運行和實驗研究中發(fā)揮著重要作用。束流位置測量最常用的非攔截式測量方法是基于探測電極的束流位置測量，通常有靜電探測電極、鈕扣(Button)電極和條帶(Stripline)電極等。電極型的束流位置檢測帶寬很寬，從幾百MHz到幾個GHz都可以，由一對電極或兩對電極(在同時測量水平和垂直位置時)構成。

本實例的緊湊型束流位置檢測器組件構成圖如圖1所示，其具體結構設計如圖2所示，四個圓形鈕扣型電極1呈軸對稱型分布于真空室四周；真空室外壁突出部分設計為準直靶座2；真空室兩端面設計為固定安裝法蘭3。

本實例的真空室材料采用STL304不銹鋼，符合超高真空要求，即真空漏率小于2×10-11Pa.m3/S，極限真空度好于6.5×10-8Pa。真空室縱向安裝長度為25mm，兩端面為銅墊密封超高真空法蘭3，規(guī)格為CF35，符合GB 6071.1-85，CF35-6個法蘭孔為內螺紋通孔。

本實例的準直靶座2上的準直孔直徑為6mm，深度5mm；上表面與真空室中心水平面的平行度好于0.01；準直靶座的上表面的粗糙度好于1.7μm。

本實例的探測電極1為扁圓形片，其直徑為10mm，電極厚度為1.5mm，電極與真空壁的間隙為0.3mm；電極材料為Ti，饋通信號采用SMA型連接器，連接電極與SMA接頭的導電材料為Ti；

四個探測電極為60度/120度配位，圖1中A電極與真空室中心水平面的夾角為30度。

電極饋通材料與真空室壁之間采用陶瓷進行絕緣，絕緣阻抗大于108Ω@D.C.500V，擊穿電壓大于800VA.C.

本實例的仿真計算模型如圖4所示，四個圓形鈕扣型電極軸對稱分布，60/120度配位，真空室直徑35mm，電極直徑10mm。

本實例的基于差比和計算方法的束流位置測量的MAPPING圖結果如5所示，其中束流位置變化范圍為±5mm。

截取束流位置變化范圍±5mm的數據，進行進行差比和計算方法的線性擬合，束流位置測量的水平方向靈敏度為0.09248/mm，如圖6所示，垂直方向靈敏度為0.05348/mm，如圖7所示。

本實例的基于差比和計算方法的多項式擬合公式為：

當束流位置在-5mm至+5mm范圍內變化是，水平方向束流位置擬合誤差為-5.09μm～3.16μm，如圖8所示；垂直方向束流位置擬合誤差-7.85μm～7.77μm，如圖9所示。

對于實施例公開的組件而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。

以上對本發(fā)明所提供的一種緊湊結構的鈕扣型束流位置檢測器組件進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。