1.一種等時(shí)性超導(dǎo)回旋加速器磁場測量系統(tǒng),其特征在于:包括探頭移動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);
探頭移動(dòng)系統(tǒng),用于磁場測量探頭的安裝,并帶動(dòng)探頭在磁場測量區(qū)域內(nèi)的平面移動(dòng);
控制系統(tǒng),內(nèi)設(shè)有位置測量單元、運(yùn)動(dòng)控制單元;其中,運(yùn)動(dòng)控制單元與探頭移動(dòng)系統(tǒng)連接,負(fù)責(zé)探頭移動(dòng)系統(tǒng)的移動(dòng)控制;位置測量單元負(fù)責(zé)采集探頭移動(dòng)系統(tǒng)移動(dòng)的位置數(shù)據(jù),并反饋位置信息至控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)通過將接收的位置信息與預(yù)設(shè)位置信息比較、并向運(yùn)動(dòng)控制單元發(fā)出命令,完成探頭移動(dòng)系統(tǒng)位置的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié);
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),與控制系統(tǒng)連接,負(fù)責(zé)接收控制系統(tǒng)發(fā)出采集磁場測量值的命令,并存儲(chǔ)所采集的磁場測量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等時(shí)性超導(dǎo)回旋加速器磁場測量系統(tǒng),其特征在于:所述探頭移動(dòng)系統(tǒng)包括臺(tái)架、兩組絲杠螺母機(jī)構(gòu)、探頭;兩組絲杠螺母機(jī)構(gòu)均通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),且兩組絲杠螺母機(jī)構(gòu)呈上、下設(shè)置;其中,位于下方的絲杠螺母機(jī)構(gòu)水平設(shè)在臺(tái)架的頂面上,其螺母上固結(jié)有下滑塊,下滑塊套設(shè)在下導(dǎo)軌上、并水平固結(jié)有移動(dòng)板,下方的絲杠螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)板X方向的移動(dòng);
上層絲杠螺母機(jī)構(gòu)水平固結(jié)在移動(dòng)板的頂面上,并與下絲杠螺母機(jī)構(gòu)呈垂直設(shè)置,其螺母上固結(jié)有上滑塊,上滑塊套設(shè)在上導(dǎo)軌上,所述探頭的探臂沿上導(dǎo)軌方向固結(jié)在上滑塊上,上層絲杠螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)探頭的Y方向移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種等時(shí)性超導(dǎo)回旋加速器磁場測量系統(tǒng),其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括服務(wù)終端,運(yùn)動(dòng)控制單元為一內(nèi)嵌在服務(wù)終端內(nèi)的運(yùn)動(dòng)控制卡,運(yùn)動(dòng)控制卡的接線端子模塊分別與兩組絲杠螺母機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)連接;
位置測量單元為兩塊光柵尺,兩塊光柵尺分別設(shè)在上導(dǎo)軌、下導(dǎo)軌的邊沿上,光柵尺的通訊接口為串口,并與運(yùn)動(dòng)控制卡的接線端子模塊通訊傳輸參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等時(shí)性超導(dǎo)回旋加速器磁場測量系統(tǒng),其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括特斯拉計(jì)、數(shù)據(jù)收集卡;其中,特斯拉計(jì)通過串口與控制系統(tǒng)連接,數(shù)據(jù)收集卡內(nèi)嵌在控制系統(tǒng)上;
當(dāng)控制系統(tǒng)分析接收到的當(dāng)前探頭位置與預(yù)設(shè)位置一致時(shí),控制系統(tǒng)發(fā)出采樣信號(hào)至特斯拉計(jì)采集當(dāng)前位置的磁場測量值,并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)收集卡上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種等時(shí)性超導(dǎo)回旋加速器磁場測量系統(tǒng),其特征在于:所述臺(tái)架為上、下兩層板架,且在上層板和下層板之間均布連接有兩個(gè)以上的調(diào)整螺栓,調(diào)整螺栓實(shí)現(xiàn)上層板測量時(shí)水平度的調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種等時(shí)性超導(dǎo)回旋加速器磁場測量系統(tǒng),其特征在于:所述數(shù)據(jù)收集卡采用高性能數(shù)據(jù)收集卡型號(hào)為NI9403、NI9411、NI9239、NI9215、NI9476中的任一一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種等時(shí)性超導(dǎo)回旋加速器磁場測量系統(tǒng),其特征在于:所述服務(wù)終端為電腦或其他可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及分析的電子產(chǎn)品,運(yùn)動(dòng)控制卡為PCI-7344。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的一種等時(shí)性超導(dǎo)回旋加速器磁場測量系統(tǒng)的測量方法,包括以下順利的步驟:
(1)首先,對控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制卡做初始化設(shè)定,在控制卡中設(shè)定伺服電機(jī)的運(yùn)行參數(shù),并預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)的坐標(biāo),預(yù)設(shè)坐標(biāo)用來與探頭實(shí)際位置坐標(biāo)值比較,確定采樣點(diǎn)是否滿足要求;將探頭移動(dòng)系統(tǒng)的臺(tái)架放置在回旋加速器磁鐵旁的工位處,調(diào)整好臺(tái)架與磁鐵的距離和測量平面的水平度;然后將探臂伸到磁鐵上下兩極的間隙中控制探頭找到測量平面的中心點(diǎn),并對光柵尺進(jìn)行初始化設(shè)定,設(shè)此點(diǎn)坐標(biāo)為初始值;
(2)運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)送移動(dòng)命令至伺服電機(jī),驅(qū)動(dòng)探頭從坐標(biāo)值最小的點(diǎn)開始測量磁場值;磁場值的測量采用先固定X坐標(biāo)、再測量此X坐標(biāo)Y方向上的所有采樣點(diǎn)的方式;
(3)探頭移動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)探頭每次移動(dòng)一個(gè)測量步距后,探頭的真實(shí)位置坐標(biāo)通過光柵尺反饋給運(yùn)動(dòng)控制卡,運(yùn)動(dòng)控制卡對當(dāng)前位置和預(yù)設(shè)位置進(jìn)行比較;如果采樣點(diǎn)位置與預(yù)設(shè)位置一致,控制系統(tǒng)發(fā)出采樣信號(hào)命令給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)讀取此點(diǎn)的磁場測量值,如果采樣點(diǎn)位置與預(yù)設(shè)位置不一致,控制系統(tǒng)將得出的調(diào)整探頭位置的運(yùn)動(dòng)命令通過控制卡以數(shù)字脈沖或模擬信號(hào)的形式發(fā)送給伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭再次定位,重復(fù)以上的過程直到采樣點(diǎn)位置坐標(biāo)滿足要求;
(4)當(dāng)前X坐標(biāo)Y方向上的所有采樣點(diǎn)的磁場測量值測量并存儲(chǔ)完成后,探頭移動(dòng)系統(tǒng)移動(dòng)探頭沿原軌跡返回至當(dāng)前Y坐標(biāo)的起始點(diǎn),并在X方向前進(jìn)一個(gè)測量步距,開始下一次Y方向上的所有采樣點(diǎn)測量,對于下一次Y方向上的每次測量點(diǎn)的測量均重復(fù)步驟(3);
(5)將所有符合要求的磁場測量值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集卡上,數(shù)據(jù)收集卡將所有符合要求的數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)的服務(wù)終端上,完成回旋加速器內(nèi)磁場測量值的數(shù)據(jù)分析。