本申請涉及高能物理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于測量束流剖面的探測器。

背景技術(shù)：

在高能物理領(lǐng)域中，散裂中子源調(diào)束時需要通過多絲型探測器對束流的剖面分布和位置信息進(jìn)行快速采集。探測器的探頭采用導(dǎo)電細(xì)絲作為測量信號絲，其探測原理為，高速束流轟擊在信號絲表面時，信號絲會產(chǎn)生微弱的電流，通過檢測信號絲的電流信號，就可以確定束流的位置及剖面信息。當(dāng)信號絲間距較大時，剖面信息精度就會下降，甚至?xí)霈F(xiàn)束流由信號絲之間的空隙穿過的情況，從而無法實(shí)現(xiàn)快速測量目的。因此，信號絲越密集，探測器探測精度越好。探測器使用過程中，由于探測器使用環(huán)境中，高速束流輻射、生熱等因素的影響，往往會出現(xiàn)信號絲損壞，這時需要快速更換新的信號絲，并快速投入測量，這就需要探測器的信號絲更換必須便捷，且保證較高的重復(fù)安裝精度。此外，信號絲受束流轟擊會受熱膨脹產(chǎn)生松弛，為消除信號絲松弛帶來的振動干擾，在信號絲的兩端施加一定的預(yù)緊力以保持信號絲處于繃緊狀態(tài)。

現(xiàn)有的探測器，通常是將信號絲末端直接固定在裸露的彈簧端部，以此實(shí)現(xiàn)信號絲的固定及預(yù)緊。而此種結(jié)構(gòu)為了預(yù)留安裝空間，無法做到信號絲分布密集，且無法實(shí)現(xiàn)保證重復(fù)安裝精度下的快速更換信號絲。同時，探測器行進(jìn)過程中難免引起彈簧自身振動，并將振動傳遞給信號絲，極大的干擾了探測靈敏度，同時也會導(dǎo)致信號絲之間相互干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┮环N用于測量束流剖面的探測器，旨在解決現(xiàn)有探測器信號絲無法快速更換，且保證重復(fù)安裝精度下實(shí)現(xiàn)密集布絲的問題。

本申請所給出的一種用于測量束流剖面的探測器，包括：

基板，所述基板上分布有用于測量束流的信號絲，所述信號絲為導(dǎo)體；

緊絲裝置，所述緊絲裝置包括固定于所述基板表面的瓷塊，所述瓷塊內(nèi)分布有多個用于固定所述信號絲端部的導(dǎo)電柱，所述導(dǎo)電柱端部可受所述信號絲牽引而沿軸向移動，所述瓷塊內(nèi)設(shè)有保持所述導(dǎo)電柱拉緊所述信號絲的彈性件；

引線，所述引線與所述導(dǎo)電柱尾部電連接，用于傳輸所述信號絲產(chǎn)生的電流。

所述的用于測量束流剖面的探測器，還包括位于信號絲端部臨近所述緊絲裝置的定絲子，所述定絲子用于控制相鄰信號絲之間的間距。

所述的用于測量束流剖面的探測器，其中，所述瓷塊內(nèi)分布有多個容納所述導(dǎo)電柱適配的緊絲通道，所述導(dǎo)電柱可在所述緊絲通道內(nèi)移動，所述彈性件為設(shè)置于所述緊絲通道內(nèi)用于阻礙導(dǎo)電柱被牽引而移動的彈簧。

所述的用于測量束流剖面的探測器，其中，所述彈簧套在所述導(dǎo)電柱上，所述導(dǎo)電柱尾部設(shè)有用于阻擋所述彈簧的栓帽；所述緊絲通道端部設(shè)有內(nèi)徑縮小的出口，用于所述導(dǎo)電柱端部伸出，并阻擋所述彈簧脫出。

所述的用于測量束流剖面的探測器，其中，所述導(dǎo)電柱端部側(cè)面設(shè)有沿徑向延伸的安裝孔，所述導(dǎo)電柱端部的端面設(shè)有用于穿過所述信號絲的穿絲孔，所述穿絲孔沿所述導(dǎo)電柱軸向延伸并與所述安裝孔連通。

所述的用于測量束流剖面的探測器，其中，所述導(dǎo)電柱端部設(shè)有軸扁位，所述安裝孔開設(shè)于所述軸扁位表面，用于通過螺栓固定由所述穿絲孔穿入的信號絲。

所述的用于測量束流剖面的探測器，其中，所述定絲子固定于所述基板上，其頂端設(shè)有用于定位信號絲的第一瓷擔(dān)。

所述的用于測量束流剖面的探測器，其中，所述基板上設(shè)有用于束流穿過的開窗，以及與所述定絲子相對應(yīng)的固絲子；所述信號絲一端固定于所述緊絲裝置上，另一端由所述定絲子轉(zhuǎn)向后經(jīng)過所述開窗表面，由所述固絲子固定；所述固絲子頂端設(shè)有用于固定所述信號絲端部的第二瓷擔(dān)。

所述的用于測量束流剖面的探測器，其中，所述基板上設(shè)有用于束流穿過的開窗，所述基板上位于所述開窗兩側(cè)均設(shè)有緊絲裝置及定絲子，所述信號絲位于開窗兩側(cè)的端部經(jīng)對應(yīng)的定絲子轉(zhuǎn)向后固定于所述緊絲裝置上，兩個對應(yīng)的定絲子之間的信號絲經(jīng)過所述開窗表面。

所述的用于測量束流剖面的探測器，其中，所述信號絲在所述基板的兩個表面上分別設(shè)置一組，每組包括多根相間隔分部的信號絲，兩組信號絲于所述開窗的中心處交叉重疊。

本申請所給出的用于測量束流剖面的探測器，信號絲不與彈簧直接接觸，將信號絲的固定和預(yù)緊操作獨(dú)立開來，在通過定絲子將信號絲端部轉(zhuǎn)向后進(jìn)行固定，既增加了信號絲更換的空間，又降低了更換難度，使得信號絲可以實(shí)現(xiàn)更密集的排布，增加探測器的檢測精度；將彈簧及導(dǎo)電柱固定在瓷塊內(nèi)的緊絲通道內(nèi)，除便于更換信號絲外，還有效避免了信號絲受外界振動的干擾，使得安裝后的信號絲可以快速投入使用，便于操作，增加設(shè)備的可靠性。

附圖說明

圖1為本申請實(shí)施例一中，探測器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請實(shí)施例一中，緊絲裝置的剖面圖；

圖3為本申請實(shí)施例一中，導(dǎo)電柱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請實(shí)施例一中，定絲子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本申請實(shí)施例一中，信號絲的布局示意圖；

圖6為本申請實(shí)施例二中，探測器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本申請實(shí)施例二中，定絲子的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一、

本實(shí)施例所給出的用于測量束流剖面的探測器，如圖1所示，包括探頭，所述探頭包括基板1，基板1中心位置設(shè)有用于束流穿過的開窗2，基板1表面上分布有用于檢測束流位置及剖面信息的信號絲3。信號絲3覆蓋于開窗2的表面，當(dāng)束流穿過開窗2時，會轟擊信號絲3，使得信號絲3產(chǎn)生電流，探測器通過采集信號絲3上的電信號從而獲得束流的相關(guān)參數(shù)。為使得探測器檢測效率高，增加檢測的精準(zhǔn)度，基板1上下兩個表面均設(shè)有一組信號絲3，兩組信號絲3在開窗2的幾何中心出交叉重疊。每組信號絲3的兩端均通過緊絲裝置4固定。如圖2所示，緊絲裝置4包括固定在基板1表面上的瓷塊40，瓷塊40內(nèi)部分布有多個導(dǎo)電柱41，導(dǎo)電柱41端部固定導(dǎo)電絲3，尾部與引線5連接，這樣，通過導(dǎo)電柱41就可以將信號絲3內(nèi)的電信號由引線5輸出。為了防止信號絲3松弛，導(dǎo)電柱41在瓷塊40內(nèi)可沿其(導(dǎo)電柱41)軸向移動，瓷塊40內(nèi)設(shè)有使得導(dǎo)電柱41拉緊信號絲3的彈性件，使得信號絲3保持在以特定的預(yù)緊狀態(tài)。

如圖2及圖3所示，本實(shí)施例中的彈性件為套在導(dǎo)電柱41上的彈簧42，瓷塊40內(nèi)并排分布多個用于容納導(dǎo)電柱41的緊絲通道43，導(dǎo)電柱41尾部設(shè)有阻擋彈簧42尾端的栓帽410，緊絲通道43的內(nèi)徑與栓帽410的尺寸相當(dāng)，使得栓帽410可以在緊絲通道43內(nèi)移動。緊絲通道43的端部設(shè)有內(nèi)徑縮小的出口430，出口430可供導(dǎo)電柱41的端部探出緊絲通道43，同時阻擋彈簧42的端部脫出。由于彈簧42被封閉在預(yù)緊通道43內(nèi)，且消除了其對導(dǎo)電柱41徑向上的振動干擾，使得導(dǎo)電柱41作用在信號絲3上的作用力只存在于軸向，增強(qiáng)了探測精度。

當(dāng)信號絲3受熱膨脹時，彈簧42釋放彈力，使得導(dǎo)電柱41朝向尾部移動，從而拉緊信號絲3，防止其松弛；當(dāng)信號絲3收緊時，彈簧42壓縮，使得導(dǎo)電柱41向端部方向移動，使得信號絲3張力降低，防止崩斷。

導(dǎo)電柱41的尾部端面設(shè)有用于連接引線5的接線部，如圖3所示本實(shí)施例中的接線部為沿導(dǎo)電柱41軸向開設(shè)的螺孔411，通過將螺釘旋入螺孔411從而完成引線5與導(dǎo)電柱41的電連接。導(dǎo)電柱41的端部設(shè)有軸扁位412作為接線端子，軸扁位412表面開設(shè)有安裝孔4120，軸扁位412的端部設(shè)有穿絲孔4121，且安裝孔4120與穿絲孔4121相互連通。固定信號絲3時，將信號絲3端部由穿絲孔4121穿入到安裝孔4120內(nèi)，安裝孔4120內(nèi)穿過預(yù)緊螺栓413，預(yù)緊螺栓413通過墊片414將信號絲3壓緊在軸扁位412表面，其中墊片414為無氧銅墊片。這樣，整個固定過程中，信號絲3都避免了大角度的彎折，避免了信號絲3由于折彎過多而斷裂，同時，信號絲3的固定過程獨(dú)立進(jìn)行，不受彈簧42的干擾。由于探測器使用環(huán)境為真空狀態(tài)下，采用此種結(jié)構(gòu)固定信號絲3相對于現(xiàn)有常見的焊接固定而言，不會產(chǎn)生氣體雜質(zhì)，避免破壞加速器內(nèi)部的真空環(huán)境。

此外，與緊螺栓413與墊片414還可以阻止導(dǎo)電柱41的端部縮回預(yù)緊通道43，這樣，當(dāng)信號絲3出現(xiàn)斷裂時，導(dǎo)電柱41就受到預(yù)緊螺栓413與墊片414的共同限制，不會脫離預(yù)緊通道43，防止信號絲3搭接或纏繞相鄰導(dǎo)電柱41。

由于密集排布的信號絲3更換時受到操作空間的限制，影響更換速度，因此，本實(shí)施例中，如圖1及圖4所示，在信號絲3臨近緊絲裝置4處還設(shè)置了多個定絲子6。定絲子6整體呈圓柱狀，底部固定在基板1表面，頂部設(shè)有用于定位信號絲3的瓷擔(dān)60。定絲子6按照預(yù)定的間隔排列，其數(shù)量與導(dǎo)電柱41一一對應(yīng)。信號絲3的端部通過瓷擔(dān)60的繞線槽61后，就可以改變方向后可以呈扇形排布，這樣既又不影響信號絲3的有效部分通過窗口2的排布，又進(jìn)一步增大了信號絲3的安裝空間，實(shí)現(xiàn)信號絲3的快速更換。

在本申請其他實(shí)施例中，定絲子6還可以根據(jù)實(shí)際需要不與導(dǎo)電柱41數(shù)量一一對應(yīng)的設(shè)置，例如，為了進(jìn)一步增加信號絲3的安裝空間，在信號絲3的一端可以設(shè)置多個定絲子6，這樣可以實(shí)現(xiàn)信號絲3多次轉(zhuǎn)向，使得布線更為靈活，而不會影響信號絲3有效區(qū)(覆蓋在窗口2部分的區(qū)域)內(nèi)的排布。

本實(shí)施例中如圖1所示，考慮到設(shè)備尺寸不宜過于臃腫，每組信號絲3的一端均設(shè)有兩個緊絲裝置4及兩組定絲子6，這樣通過定絲子6的轉(zhuǎn)向后，緊絲裝置4的位置就可以根據(jù)需要靈活設(shè)置，例如圖1所示的，將緊絲裝置4固定在信號絲3的兩側(cè)，既增加了操作空間，又減小了緊絲裝置4的尺寸，使得探測器尺寸可以做的更小。

信號絲3選用符合力學(xué)性能的導(dǎo)電材質(zhì)制備，可以使金屬絲、半導(dǎo)體絲或?qū)щ姾辖鸾z，本實(shí)施例中的信號絲3為直徑0.03mm的鎢絲，在本申請其他實(shí)施例中，還可以采用碳或碳化硅等非金屬絲。探測器實(shí)際使用過程中，通過驅(qū)動部(圖中未示出)驅(qū)動在沿直線移動，其移動方向如圖5箭頭所示，兩組信號絲3相互垂直分布，且分別與探測器移動方向成30°及60°夾角，每組信號絲3包括平行排布的17根鎢絲，相鄰鎢絲的間距為1.5±0.04mm。

實(shí)施例二、

本實(shí)施例是在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)的方案，在本實(shí)施例中，信號絲3還可以采用一端固定、一端預(yù)緊方案的結(jié)構(gòu)布局。具體的如圖6-圖7所示，本實(shí)施例中的信號絲3的一端采用實(shí)施例一的方式進(jìn)行固定，而另一端直接固定在固絲子8上。固絲子8與定絲子6相對應(yīng)的設(shè)置在信號絲3的兩端，固絲子8其結(jié)構(gòu)與定絲子6相似，固絲子8上端設(shè)有第二瓷擔(dān)80，底部固定在基板1上，其不同之處為固絲子8上端的第二瓷擔(dān)80一側(cè)制扁，形成平行于固絲子8軸向的扁位85，扁位85上開設(shè)固絲螺孔82，固絲螺孔82沿固絲子8軸向延伸并貫穿第二瓷擔(dān)80。第二瓷擔(dān)80表面設(shè)有用于纏繞信號絲3的第二繞線槽81，第二繞線槽81的底部與第二瓷擔(dān)80表面的扁位85相平齊，使得信號絲3在第二繞線槽81內(nèi)經(jīng)過扁位85的部分凸出扁位85表面。固絲螺孔82上設(shè)置固絲螺栓83，以及穿過固絲螺栓83的固絲墊片84，信號絲3的另一端在第二繞線槽81上纏繞時，旋緊固絲螺栓83，固絲墊片84就會將扁位85表面的信號絲3壓緊，使得信號絲3這一端固定在瓷擔(dān)80上，無需再另設(shè)緊絲裝置4。

采用實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以省去一半數(shù)量的緊絲裝置4，節(jié)省空間，使得探頭尺寸得以小型化，同時既能滿足和信號絲3預(yù)備預(yù)緊和固定功能，又可以實(shí)現(xiàn)信號絲3高精度的重復(fù)安裝。

本實(shí)施例所給出的用于測量束流剖面的探測器，信號絲不與彈簧直接接觸，將信號絲的固定和預(yù)緊操作獨(dú)立開來，在通過定絲子將信號絲端部轉(zhuǎn)向后進(jìn)行固定，既增加了信號絲更換的空間，又降低了更換難度，使得信號絲可以實(shí)現(xiàn)更密集的排布，增加探測器的檢測精度；將彈簧及導(dǎo)電柱固定在瓷塊內(nèi)的緊絲通道內(nèi)，除便于更換信號絲，保證信號絲重復(fù)安裝精度外，還有效避免了信號絲受外界振動的干擾，使得安裝后的信號絲可以快速投入使用，便于操作，增加設(shè)備的可靠性。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本申請所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本申請的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。