【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及質量檢測和重離子加速器領域，尤其涉及一種漂移管直線加速器（drift?tube?linac，簡稱dtl）同軸度的測量方法及裝置，特別適用于超導小型化重離子治癌裝置的高流強漂移管直線加速器。
技術介紹
1、重離子加速器是產生重離子束的重要裝置之一，在材料科學、環境科學、粒子物理及核物理等前沿學科有廣闊的應用前景，重離子同步加速器需要低能的加速器作為注入器，而高流強漂移管直線加速器是超導小型化重離子治癌裝置注入器中的重要組成部件。重離子通過漂移管時，當電場方向與束流方向一致時，重離子通過漂移管間隙受到加速，電場方向與束流方向相反時，重離子恰好進入漂移管，由于漂移管的屏蔽作用，使重離子束不受反方向電場約束，即不被減速。
2、在直線注入器中，dtl漂移管是重離子束傳輸軌道上的重要組成部件，電場被dtl漂移管屏蔽的同時，束流要穿過漂移管進入真空腔體。要保證束流高效的傳輸到真空腔體，則需要每個漂移管軸線盡可能與重離子束傳輸路徑的理論中心重合。因此，dtl漂移管的同軸度成為了注入器的關鍵指標。目前業界要求同軸度小于0.05，能否高精度測量dtl漂移管同軸度是保證注入器加工質量的關鍵。
3、現有的漂移管同軸度測量方法主要存在以下幾個方面的問題：
4、1）使用高度尺、深度尺、游標卡尺等常規測量器具，配合等高塊或測量工裝測試，此方法由于測量工裝、等高塊本身存在系統誤差、加工誤差、儀器精度等原因，無法準確測量公差為0.05的同軸度；
5、2）使用外徑小于漂移管內徑0~0.2mm，母線直線度
6、3）使用三坐標普通直測針測量法，普通的直測針由于測針長度有限，對于束流出入口間距大、間隙大、數量多的情況難以實現對每個漂移管同軸度的測量。
7、綜上所述，以上三種測量方法難以實現直線注入器dtl漂移管同軸度的高精度、全覆蓋測量。
技術實現思路
1、針對直線注入器dtl漂移管同軸度的傳統測量方法中存在的測量不準確、不全面的缺陷，本專利技術提供了一種漂移管直線加速器同軸度的測量方法及裝置。
2、為解決上述問題，本專利技術一方面提供了一種漂移管直線加速器同軸度的測量方法，利用三坐標測量系統和星形測針測量多個被測漂移管的同軸度，所述星形測針包括分別指向x軸正負方向的2號和4號測針、分別指向y軸正負方向的3號和5號測針、以及指向z軸負方向的1號測針；所述方法包括：步驟s1，安裝所述星形測針于測座上，調節所述3號和5號測針平行于所述三坐標測量系統的y軸方向，校準所述星形測針；步驟s2，將多個被測漂移管等高放置于所述三坐標測量系統，控制多個被測漂移管的軸線平行于所述三坐標測量系統的y軸方向；步驟s3，將所述3號測針以預定長度伸入第一個被測漂移管的前端面，測得一個第一截面圓，并將所述5號測針以所述預定長度伸入最后一個被測漂移管的后端面，測得另一個第一截面圓，利用兩個第一截面圓的圓心來構造所述多個被測漂移管的基準軸線；步驟s4，針對每個被測漂移管，將所述3號和5號測針以所述預定長度分別伸入所述當前被測漂移管的前后兩端面，測得兩個第二截面圓，利用所述兩個第二截面圓的圓心來構造當前被測漂移管的中心軸線；步驟s5，針對每個被測漂移管，將構造出的中間軸線與所述基準軸線進行數據處理，得到當前被測漂移管的同軸度。
3、進一步地，所述星形測針中每個測針的末端設置有一個測球；在所述步驟s1，校準所述星形測針包括：利用標準球校準對應的測針。
4、進一步地，所述星形測針中每個測針的材質為不銹鋼，各所述測球的材質為紅寶石。
5、進一步地，所述步驟s2具體包括：利用等高塊，將多個被測漂移管墊高放置于所述三坐標測量系統；調節平行于各被測漂移管的軸線方向的安裝基準面，使得各被測漂移管的軸線平行于所述三坐標測量系統的y軸方向。
6、進一步地，所述調節平行于各被測漂移管的軸線方向的安裝基準面包括：在所述安裝基準面的前后端同一高度處各采集一個測點，使得兩個測點在所述三坐標測量系統的x軸方向的偏差在預定范圍內。
7、進一步地，所述預定長度均小于所述3號和5號測針的長度。
8、進一步地，所述三坐標測量系統內置有測量軟件；所述步驟s5包括：利用所述測量軟件將構造出的中間軸線與所述基準軸線進行處理，得到當前被測漂移管的同軸度。
9、本專利技術另一方面提供了一種漂移管直線加速器同軸度的測量裝置，利用三坐標測量系統和星形測針測量多個被測漂移管的同軸度，所述星形測針包括分別指向x軸正負方向的2號和4號測針、分別指向y軸正負方向的3號和5號測針、以及指向z軸負方向的1號測針；所述裝置包括：測針安裝模塊，用于安裝所述星形測針于測座上，調節所述3號和5號測針平行于所述三坐標測量系統的y軸方向，校準所述星形測針；漂移管設置模塊，用于將多個被測漂移管等高放置于所述三坐標測量系統，控制多個被測漂移管的軸線平行于所述三坐標測量系統的y軸方向；基準軸線確定模塊，用于將所述3號測針以預定長度伸入第一個被測漂移管的前端面，測得一個第一截面圓，并將所述5號測針以所述預定長度伸入最后一個被測漂移管的后端面，測得另一個第一截面圓，利用兩個第一截面圓的圓心來構造所述多個被測漂移管的基準軸線；中心軸線確定模塊，用于針對每個被測漂移管，將所述3號和5號測針以所述預定長度分別伸入所述當前被測漂移管的前后兩端面，測得兩個第二截面圓，利用所述兩個第二截面圓的圓心來構造當前被測漂移管的中心軸線；同軸度確定模塊，用于針對每個被測漂移管，將構造出的中間軸線與所述基準軸線進行數據處理，得到當前被測漂移管的同軸度。
10、進一步地，所述星形測針中每個測針的末端設置有一個測球；所述測針安裝模塊還用于：利用標準球校準對應的測針。
11、進一步地，所述星形測針中每個測針的材質為不銹鋼，各所述測球的材質為紅寶石。
12、與現有技術相比，本專利技術提供的漂移管直線加速器同軸度的測量方法及裝置，至少具有以下有益效果：
13、（1）不僅彌補了傳統測量方法不能測量每一個漂移管同軸度的缺陷，同時，通過三坐標測量系統和星形測針，保證各漂移管的同軸度測量精度達到0.01；
14、（2）保障了漂移管的加工質量，對高流強直線注入器整個項目的研發起到積極推進作用。
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1.一種漂移管直線加速器同軸度的測量方法，利用三坐標測量系統和星形測針測量多個被測漂移管的同軸度，所述星形測針包括分別指向X軸正負方向的2號和4號測針、分別指向Y軸正負方向的3號和5號測針、以及指向Z軸負方向的1號測針；其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述星形測針中每個測針的末端設置有一個測球；在所述步驟S1，校準所述星形測針包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述星形測針中每個測針的材質為不銹鋼，各所述測球的材質為紅寶石。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述調節平行于各被測漂移管的軸線方向的安裝基準面包括：
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定長度均小于所述3號和5號測針的長度。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述三坐標測量系統內置有測量軟件；所述步驟S5包括：
8.一種漂移管直線加速器同軸度的測量裝置，利用三坐標測量系統和星形測針測量多個被
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述星形測針中每個測針的末端設置有一個測球；所述測針安裝模塊還用于：
10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述星形測針中每個測針的材質為不銹鋼，各所述測球的材質為紅寶石。
...【技術特征摘要】
1.一種漂移管直線加速器同軸度的測量方法，利用三坐標測量系統和星形測針測量多個被測漂移管的同軸度，所述星形測針包括分別指向x軸正負方向的2號和4號測針、分別指向y軸正負方向的3號和5號測針、以及指向z軸負方向的1號測針；其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述星形測針中每個測針的末端設置有一個測球；在所述步驟s1，校準所述星形測針包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述星形測針中每個測針的材質為不銹鋼，各所述測球的材質為紅寶石。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s2具體包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述調節平行于各被測漂移管的軸線方向的安裝基準面包括：
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊雙龍，梁成鑫，楊文杰，石健，薛小龍，
申請(專利權)人：蘭州泰基離子技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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