一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统及其校正方法与流程

本发明涉及加速器束流控制领域，更具体地，本发明涉及一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统及其检测校正方法。

背景技术：

1、在加速器的运行过程中，需要保障束流轨道基本在束流传输通道的几何中心位置，如果束流的物理中心偏离几何中心达到一定程度，电子束流会与加速管内壁发生打火，并可能轰击波纹管轨道产生一定偏移，引起系统的真空度变差，束流不稳等现象。更严重地是，偏移的高能电子束流还可能会把加速器的组成部件(如加速管、波纹管等)打坏，从而导致整个加速器系统无法正常运行。

2、现有技术中，对束流中心轨道的检测主要通过电子束流探针来实现，即，在束流传输通道外壁上设置电子束流探针，然后对电子束流探针输出的信号处理之后再进行相关运算，从而获得束流的水平和垂直方向的位置信息x、y，然而其操作过程复杂、硬件成本高。另外一种方法是利用束流位置探测器对束流的电磁场进行耦合测量。根据电磁感应原理，当束流向前传输过程中，其周围空间中会产生横电磁场波，在束流管道周围摆放相应的电极会感应出相应电流，形成电动势。当束流向某一方向偏移时，该方向的电极产生的感应电势会增大，同时反方向电极的感应电势就会减小，进而可通过比对相应电极采集到信号来测量出束流的偏移方向及偏移的程度。这种类型探测器通常结构复杂，易受干扰，且价格相对昂贵。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统及其使用方法，以期望可以解决现有技术中存在的问题。

2、为解决上述的技术问题，本发明的一方面提供了一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统。

3、一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统，包括，加速管、导向线圈、光学检测器、图像处理模块、控制模块、可变电流源；

4、所述导向线圈布置于加速管外部；

5、所述光学检测器设置于加速管尾部视窗外，能对加速管内电子束班进行光学监测；

6、所述光学检测器与图像处理模块连接，所述图像处理模块与控制模块连接，所述控制模块与可变电流源连接；

7、所述可变电流源导向线圈连接。

8、本发明通过光学检测器对电子束斑图像进行采集，并通过将电子束班图像坐标信息和理想轨道进行比较，即可测得电子束斑偏移情况。在测得电子束斑偏移情况后，通过计算偏移量，并根据偏移量调整可变电流源，对加速管外侧的导向线圈电流进行调整，就可以对电子束偏移情况进行校正。

9、进一步的技术方案为，所述导向线圈包括水平导向线圈、垂直导向线圈，水平导向线圈、垂直导向线圈相互垂直，成组设置，均匀轴向布置于加速管外部；

10、所述可变电流源与水平导向线圈、垂直导向线圈分别连接，可变电流源可分别控制水平导向线圈、垂直导向线圈的电流。

11、由于偏移可能存在两个方向上，通过设置水平导向线圈、垂直导向线圈，并将可变电流源与水平导向线圈、垂直导向线圈分别连接，可变电流源可分别控制水平导向线圈、垂直导向线圈的电流。即可对所有方向的偏移进行调整。

12、水平导向线圈、垂直导向线圈相互垂直，均匀布置于加速管外部，通过均匀布置，能够使其产生的磁场覆盖整个需要监测的区域，方便后续计算调整电流量。

13、更进一步的技术方案为，所述光学检测器为光电二极管阵列。

14、更进一步的技术方案为，所述光学检测器为电荷耦合器件相机。

15、更进一步的技术方案为，所述光学检测器相对于加速管斜置。

16、如果光学检测器相对于加速管电子束方向垂直设置，将不便于调试人员对光学检测器上的束斑进行观测，通过将光学检测器斜置，可以在保证光学检测器检测效果的前提下，方便调试人员对束斑进行观测。

17、本发明另一方面还提供了一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正方法，使用如上所述的加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统，包括以下步骤：

18、s1：光学检测器捕捉加速管射出束斑图像，光学检测器将束斑图像转化为信号发送至图像处理模块；

19、s2：图像处理模块将束斑信号转化为束斑坐标信息，并将束斑坐标信息发送至控制模块；

20、s3：控制模块判断束斑坐标信息和束流相对于理想轨道的偏移量是否达到需要调整的标准；

21、s41：如果达到，控制模块计算偏移量和调整量，根据调整量控制可变电流源的电流；

22、s42：如果没有达到需要调整的标准，则不作调整。

23、进一步的技术方案为，所述s41中，可变电流源的电流变化速率不超过5％/秒。

24、电流的调整平滑进行，可以避免引入新的不稳定因素。

25、更进一步的技术方案为，执行s41后，继续执行以下步骤：

26、s5：重复s1及后续步骤，直至满足偏移量未达到需要调整的标准。

27、通过对调整结果再次进行校正，可以实现对加速器束流中心轨道偏移的实时检测和动态校正，显著提升加速器运行的稳定性和安全性。

28、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明相较于现有技术减少了硬件成本，因为不需要复杂的电子束流探针或多电极系统。并且本发明简化了束流位置的检测和校正流程，提高了操作的便捷性。本发明能够实现实时监测和自动校正，增强了束流的稳定性和加速器的安全性，进一步的，降低了加速器束流控制装置对环境干扰的敏感性，提升了系统的鲁棒性。

技术特征：

1.一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统，其特征在于，包括，加速管、导向线圈、光学检测器、图像处理模块、控制模块、可变电流源；

2.如权利要求1所述的一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统，其特征在于，所述导向线圈包括，水平导向线圈、垂直导向线圈，水平导向线圈、垂直导向线圈相互垂直，成组设置，均匀轴向布置于加速管外部；

3.如权利要求1所述的一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统，其特征在于，所述光学检测器为光电二极管阵列。

4.如权利要求1所述的一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统，其特征在于，所述光学检测器为电荷耦合器件相机。

5.如权利要求1所述的一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统，其特征在于，所述光学检测器相对于加速管斜置。

6.一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正方法，其特征在于，使用如权利要求1-5任意一项所述的加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正方法，其特征在于，所述s41中，可变电流源的电流变化速率不超过5％/秒。

8.如权利要求6所述的一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正方法，其特征在于，执行s41后，继续执行以下步骤：

技术总结本发明公开了一种加速器束流中心轨道偏移的检测校正系统及其校正方法。本发明相较于现有技术减少了硬件成本，因为不需要复杂的电子束流探针或多电极系统。并且本发明简化了束流位置的检测和校正流程，提高了操作的便捷性。本发明能够实现实时监测和自动校正，增强了束流的稳定性和加速器的安全性，进一步的，降低了加速器束流控制装置对环境干扰的敏感性，提升了系统的鲁棒性。技术研发人员：于国福,刘贤洪,张劲松,任荣坤受保护的技术使用者：中玖闪光医疗科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17