專利名稱:高精度三組合四極透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加速器束流輸運線電磁鐵系統(tǒng)的機械設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種高精度三組合四極透鏡。
背景技術(shù)：
重離子微束裝置是將輻照材料或生物細胞的重離子束斑縮小到微米量級，能夠?qū)椪针x子進行準(zhǔn)確定位和精確計數(shù)的裝置。它是開展輻照生物學(xué)、輻照生物醫(yī)學(xué)和輻照材料學(xué)研究的強有力工具；在材料分析和微加工等應(yīng)用領(lǐng)域也具有獨特的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。目前世界上的微束裝置大多提供低能輕粒子束流，更高能量的重離子微束將使高能量、高電荷單粒子效應(yīng)的研究成為可能，例如航天員在太空旅行時遭受單粒子輻照后的生物學(xué)效應(yīng)。高梯度組合四極透鏡強聚焦能夠形成微米量級的束斑，滿足科學(xué)研究的要求，是整個微束裝置的核心部件。為完成該目的，三組合四極透鏡應(yīng)該有極高的制造精度和穩(wěn)定的運行狀態(tài)，才能保證束流束斑大小和穩(wěn)定度，滿足實驗的要求。
現(xiàn)有技術(shù)中的四極透鏡采用四塊極頭分別拼裝，定位銷定位的結(jié)構(gòu)形式。該形式的透鏡可以滿足大多數(shù)場合的使用要求，但是在微束線上，其精度和穩(wěn)定性遠不能滿足實驗的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高精度三組合四極透鏡，從 而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為所述的高精度三組合四極透鏡，其特點在于所述的三組合四極透鏡包括組合體外圍框架，高精度四極透鏡通過連接桿和不銹鋼塊安裝在組合體外圍框架內(nèi)，高精度四極透鏡內(nèi)設(shè)有磁鐵線圈，高精度四極透鏡下部設(shè)有與磁鐵線圈相連的電聯(lián)結(jié)板，組合體外圍框架上部設(shè)有直線導(dǎo)軌座、滾動導(dǎo)軌座和移動板，直線導(dǎo)軌座上設(shè)有直線導(dǎo)軌，滾動導(dǎo)軌座上設(shè)有滾動導(dǎo)軌。
所述的連高精度四極透鏡為三個，三個高精度四極透鏡之間采用定位軸和定位套連接安裝定位，每個高精度四極透鏡通過導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝在連接桿的定位軸上，高精度四極透鏡上部的定位軸上還設(shè)有圓螺母和大墊圈，高精度四極透鏡下部的電聯(lián)結(jié)板與組合體外圍框架對應(yīng)處設(shè)有線夾，高精度四極透鏡與組合體外圍框架之間還設(shè)有微調(diào)桿，微調(diào)桿上設(shè)有調(diào)整螺母和圓弧塊，不銹鋼塊與組合體外圍框架之間設(shè)有雙頭調(diào)節(jié)螺栓；高精度四極透鏡下部還設(shè)有輔助定位套，輔助定位套下部設(shè)有套座。
所述的高精度四極透鏡包含四個雙曲線形狀的極頭，每個極頭包含一組磁鐵線圈，磁鐵線圈通過中心襯板與內(nèi)連接排相連，磁鐵線圈還分別與外連接排和中間連接排相連，外連接排與電聯(lián)結(jié)板相連。所述的磁鐵線圈還包括鐵芯，鐵芯采用DT4鍛件為加工胚料，胚料外面通過焊接與不銹鋼塊相連，磁鐵線圈下部設(shè)有內(nèi)墊塊和角尺座，角尺座上還設(shè)有拉桿、鋼帶和外墊塊。[0008]所述的磁鐵線圈為分離式的線圈結(jié)構(gòu)，每組磁鐵線圈有8匝線圈，線圈的材料為T2銅板，銅板的厚度根據(jù)通過的電流選取不同的尺寸，線圈的一半做成U字型，并且做真空環(huán)氧澆注，澆注為一個整體，線圈的另外一邊按照逐次串接的結(jié)構(gòu)同U型體內(nèi)的每一匝線圈連接。
所述的導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)置在連接桿和不銹鋼塊之間。所述的組合體外圍框架下部設(shè)有角支撐，組合體外圍框架為不銹鋼型材組成的框架。
本發(fā)明的有益效果是所述的高精度三組合四極透鏡，通過采用了全新的設(shè)計思路和機械結(jié)構(gòu)，選取合理的工藝及制造手段，實現(xiàn)物理實驗對工程制造的高要求。為研究所和企業(yè)制造高精度的四極透鏡提供了具體的方案和經(jīng)驗。能夠達到微米級的安裝精度，以及實驗所需的穩(wěn)定性。


圖I為本發(fā)明實施例的透鏡組合裝配示意圖；
圖2為本發(fā)明透鏡組合裝配主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明透鏡組合裝配右視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明圖3俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明圖3中A-A處截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的高精度四極透鏡的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明圖6中B處得結(jié)構(gòu)放大示意圖；
圖8為本發(fā)明磁鐵線圈的U型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中所示1、組合體的外圍框架；2、連接桿；3、高精度四極透鏡；4、直線導(dǎo)軌座；
5、套座；6、滾動導(dǎo)軌座；7、滾動導(dǎo)軌；8、直線導(dǎo)軌；9、移動板；10，圓螺母；11，大墊圈；12，定位軸；13、導(dǎo)柱導(dǎo)套；14、定位套；15、電聯(lián)結(jié)板；16、輔助定位套；17、角支撐；18、磁鐵線圈；19、線夾；20、不銹鋼塊；21、微調(diào)桿；22、調(diào)整螺母；23、圓弧塊；24、雙頭調(diào)節(jié)螺栓；25、中心襯板；26、外連接排；27、內(nèi)連接排；28、中間連接排；29、內(nèi)墊塊；30、鐵芯；31、角尺座；32、拉桿；33、外墊快；34、鋼帶。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
如圖I至8所示，所述的高精度三組合四極透鏡，其特點在于所述的三組合四極透鏡包括組合體外圍框架1，高精度四極透鏡3通過連接桿2和不銹鋼塊20安裝在組合體外圍框架I內(nèi)，高精度四極透鏡3內(nèi)設(shè)有磁鐵線圈18，高精度四極透鏡3下部設(shè)有與磁鐵線圈18相連的電聯(lián)結(jié)板15，組合體外圍框架I上部設(shè)有直線導(dǎo)軌座4、滾動導(dǎo)軌座6和移動板9，直線導(dǎo)軌座4上設(shè)有直線導(dǎo)軌8，滾動導(dǎo)軌座6上設(shè)有滾動導(dǎo)軌7。
所述的連高精度四極透鏡3為三個，三個高精度四極透鏡3之間采用定位軸12和定位套14連接安裝定位，每個高精度四極透鏡3通過導(dǎo)柱導(dǎo)套13安裝在連接桿2的定位軸12上，高精度四極透鏡3上部的定位軸12上還設(shè)有圓螺母10和大墊圈11，高精度四極透鏡3下部的電聯(lián)結(jié)板15與組合體外圍框架I對應(yīng)處設(shè)有線夾19，高精度四極透鏡3與組合體外圍框架I之間還設(shè)有微調(diào)桿21，微調(diào)桿21上設(shè)有調(diào)整螺母22和圓弧塊23，不銹鋼塊20與組合體外圍框架I之間設(shè)有雙頭調(diào)節(jié)螺栓24 ;高精度四極透鏡3下部還設(shè)有輔助定位套16，輔助定位套16下部設(shè)有套座5。
所述的高精度四極透鏡3包含四個雙曲線形狀的極頭，每個極頭包含一組磁鐵線圈，磁鐵線圈通過中心襯板25與內(nèi)連接排27相連，磁鐵線圈還分別與外連接排26和中間連接排28相連，外連接排26與電聯(lián)結(jié)板15相連。所述的磁鐵線圈18還包括鐵芯30，鐵芯30采用DT4鍛件為加工胚料，胚料外面通過焊接與不銹鋼塊20相連，磁鐵線圈18下部設(shè)有內(nèi)墊塊29和角尺座31，角尺座31上還設(shè)有拉桿32、鋼帶34和外墊塊33。
所述的磁鐵線圈18為分離式的線圈結(jié)構(gòu)，每組磁鐵線圈有8匝線圈，線圈的材料為T2銅板，銅板的厚度根據(jù)通過的電流選取不同的尺寸，線圈的一半做成U字型，并且做真空環(huán)氧澆注，澆注為一個整體，線圈的另外一邊按照逐次串接的結(jié)構(gòu)同U型體內(nèi)的每一匝 線圈連接。
所述的導(dǎo)柱導(dǎo)套13設(shè)置在連接桿2和不銹鋼塊20之間。所述的組合體外圍框架I下部設(shè)有角支撐17，組合體外圍框架I為不銹鋼型材組成的框架。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高精度三組合四極透鏡，其特征在于所述的三組合四極透鏡包括組合體外圍框架，高精度四極透鏡通過連接桿和不銹鋼塊安裝在組合體外圍框架內(nèi)，高精度四極透鏡內(nèi)設(shè)有磁鐵線圈，高精度四極透鏡下部設(shè)有與磁鐵線圈相連的電聯(lián)結(jié)板，組合體外圍框架上部設(shè)有直線導(dǎo)軌座、滾動導(dǎo)軌座和移動板，直線導(dǎo)軌座上設(shè)有直線導(dǎo)軌，滾動導(dǎo)軌座上設(shè)有滾動導(dǎo)軌。
2.如權(quán)利要求
I所述的高精度三組合四極透鏡，其特征在于所述的高精度四極透鏡為三個，三個高精度四極透鏡之間采用定位軸和定位套連接安裝定位，每個高精度四極透鏡通過導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝在連接桿的所述定位軸上，高精度四極透鏡上部的所述定位軸上還設(shè)有圓螺母和大墊圈，高精度四極透鏡下部的電聯(lián)結(jié)板與組合體外圍框架對應(yīng)處設(shè)有線夾，高精度四極透鏡與組合體外圍框架之間還設(shè)有微調(diào)桿，微調(diào)桿上設(shè)有調(diào)整螺母和圓弧塊，不銹鋼塊與組合體外圍框架之間設(shè)有雙頭調(diào)節(jié)螺栓；高精度四極透鏡下部還設(shè)有輔助定位套，輔助定位套下部設(shè)有套座。
3.如權(quán)利要求
I或2所述的高精度三組合四極透鏡，其特征在于所述的高精度四極透鏡包含四個雙曲線形狀的極頭，每個極頭包含一組磁鐵線圈，磁鐵線圈通過中心襯板與內(nèi)連接排相連，磁鐵線圈還分別與外連接排和中間連接排相連，外連接排與電聯(lián)結(jié)板相連。
4.如權(quán)利要求
3所述的高精度三組合四極透鏡，其特征在于所述的磁鐵線圈還包括鐵芯，鐵芯采用DT4鍛件為加工胚料，胚料外面通過焊接與不銹鋼塊相連，磁鐵線圈下部設(shè)有內(nèi)墊塊和角尺座，角尺座上還設(shè)有拉桿、鋼帶和外墊塊。
5.如權(quán)利要求
3所述的高精度三組合四極透鏡，其特征在于所述的磁鐵線圈為分離式的線圈結(jié)構(gòu)，每組磁鐵線圈有8匝線圈，線圈的材料為T2銅板，銅板的厚度根據(jù)通過的電流選取不同的尺寸，線圈的一半做成U字型，并且做真空環(huán)氧澆注，澆注為一個整體，線圈的另外一邊按照逐次串接的結(jié)構(gòu)同U型體內(nèi)的每一匝線圈連接。
6.如權(quán)利要求
2所述的高精度三組合四極透鏡，其特征在于所述的導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)置在連接桿和不銹鋼塊之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的高精度三組合四極透鏡，其特征是還包括有所述的組合體外圍框架下部設(shè)有角支撐，組合體外圍框架為不銹鋼型材組成的框架。
專利摘要
本發(fā)明涉及加速器束流輸運線電磁鐵系統(tǒng)的機械設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種高精度三組合四極透鏡。其包括組合體外圍框架，高精度四極透鏡通過連接桿和不銹鋼塊安裝在組合體外圍框架內(nèi)，高精度四極透鏡內(nèi)設(shè)有磁鐵線圈，高精度四極透鏡下部設(shè)有與磁鐵線圈相連的電聯(lián)結(jié)板，組合體外圍框架上部設(shè)有直線導(dǎo)軌座、滾動導(dǎo)軌座和移動板，直線導(dǎo)軌座上設(shè)有直線導(dǎo)軌，滾動導(dǎo)軌座上設(shè)有滾動導(dǎo)軌。其通過采用了全新的設(shè)計思路和機械結(jié)構(gòu)，選取合理的工藝及制造手段，實現(xiàn)物理實驗對工程制造的高要求。為研究所和企業(yè)制造高精度的四極透鏡提供了具體的方案和經(jīng)驗。能夠達到微米級的安裝精度，以及實驗所需的穩(wěn)定性。
文檔編號G21K1/093GKCN102208226SQ201110119139
公開日2013年1月16日 申請日期2011年5月10日
發(fā)明者張斌, 何源, 張小奇, 姚慶高, 韓少斐, 李學(xué)敏 申請人:中國科學(xué)院近代物理研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan