本發(fā)明屬于超導回旋加速器技術領域，具體涉及一種調整超導回旋加速器磁場一次諧波的懸掛系統(tǒng)及方法。

背景技術：

回旋加速器是利用磁場和電場共同使帶電粒子作回旋運動，在運動中經(jīng)高頻電場反復加速的裝置，是高能物理中的重要儀器，其中超導回旋加速器是目前醫(yī)用質子治療加速器的核心設備。醫(yī)用質子治療加速器能夠實現(xiàn)用微觀世界中的質子、重離子射線治療腫瘤，是當今世界最尖端的放射治療技術，僅有個別發(fā)達國家掌握并應用該技術。國內已經(jīng)展開、但暫時還沒有完成超導回旋加速器的研制工作。

超導回旋加速器的磁場主要由常溫主磁鐵和超導線圈提供，超導線圈加工完成后，需要分析超導線圈的一次諧波磁場性能，在超導線圈測磁過程中通過調節(jié)懸掛超導線圈的懸掛系統(tǒng)可以調節(jié)超導線圈體Br方向、Bz方向一次諧波磁場以滿足設計要求。常溫主磁鐵與超導線圈整體裝配后，根據(jù)測磁結果需要重新調節(jié)懸掛系統(tǒng)，最終需要滿足超導回旋加速器磁場Br方向、Bz方向一次諧波磁場的設計要求?，F(xiàn)有的常溫回旋加速器磁場一次諧波的調整方式與超導回旋加速器完全不同，不能用于超導回旋加速器的一次諧波的調整。

技術實現(xiàn)要素：

針對超導回旋加速器的一次諧波的調整，本發(fā)明的目的是提供一種懸掛系統(tǒng)，能夠滿足超導回旋加速器的一次諧波的調整，通過調節(jié)懸掛系統(tǒng)，可以調節(jié)超導線圈體Br方向、Bz方向一次諧波磁場。

為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種調整超導回旋加速器磁場一次諧波的懸掛系統(tǒng)，用于調整超導線圈的磁場的一次諧波，設置在超導回旋加速器的環(huán)形的低溫恒溫器上，所述超導線圈設置在所述低溫恒溫器內，其中，包括設置在所述低溫恒溫器上端面的若干根上拉桿，設置在所述低溫恒溫器下端面的若干根下拉桿，設置在所述低溫恒溫器側面的若干根橫拉桿，通過調整所述上拉桿、下拉桿、橫拉桿的拉力能夠實現(xiàn)所述超導線圈的位置調節(jié)，所述位置調節(jié)包括對所述超導線圈的Bz方向和Br方向的調節(jié)，所述Bz方向是指所述低溫恒溫器的軸向，所述Br方向是指所述低溫恒溫器的徑向。

進一步，所述上拉桿為4根，均勻分布設置在所述低溫恒溫器的上端面上，所述下拉桿為4根，均勻分布設置在所述低溫恒溫器的下端面上，所述上拉桿與所述下拉桿一一對應且同軸。

進一步，所述橫拉桿為4根，均勻設置在所述低溫恒溫器的側面上，沿所述低溫恒溫器的徑向兩兩對應且同軸。

進一步，所述上拉桿、下拉桿、橫拉桿頂端設置有調節(jié)螺母，所述調節(jié)螺母能夠調節(jié)所述上拉桿、下拉桿、橫拉桿的拉力。

進一步，一一對應的所述上拉桿、下拉桿的所述調節(jié)螺母各自反向調節(jié)60度，所述低溫恒溫器能夠在一一對應的所述上拉桿、下拉桿所在的方向上移動0.33mm；

兩兩對應的所述橫拉桿的所述調節(jié)螺母各自反向調節(jié)60度，所述低溫恒溫器能夠在兩兩對應的所述橫拉桿所在的方向上移動0.33mm。

更進一步，所述上拉桿、下拉桿、橫拉桿頂端設置有測力計，所述測力計能夠顯示所述調節(jié)螺母調節(jié)所述上拉桿、下拉桿、橫拉桿的拉力。

為達到以上目的，本發(fā)明還公開了一種調整超導回旋加速器磁場一次諧波的方法，包括如下步驟：

步驟(S1)，使對應的一對所述上拉桿、下拉桿的所述調節(jié)螺母各自反向調節(jié)60度，所述低溫恒溫器能夠在對應的所述上拉桿、下拉桿所在的方向上移動0.33mm；

步驟(S2)，觀察對應的所述上拉桿、下拉桿的所述測力計的讀數(shù)，如果所述讀數(shù)大于所述上拉桿、下拉桿的極限拉力，應各自反向調節(jié)所述上拉桿、下拉桿的所述調節(jié)螺母，使所述讀數(shù)減小到許用拉力范圍內；

步驟(S3)，使對應的一對所述橫拉桿的所述調節(jié)螺母各自反向調節(jié)60度，所述低溫恒溫器能夠在對應的所述橫拉桿所在的方向上移動0.33mm；

步驟(S4)，觀察對應的兩根所述橫拉桿的所述測力計的讀數(shù)，如果所述讀數(shù)大于所述橫拉桿的極限拉力，應各自反向調節(jié)所述橫拉桿的所述調節(jié)螺母，使所述讀數(shù)減小到許用拉力范圍內；

步驟(S5)，依據(jù)磁測數(shù)據(jù)，按照步驟(S1)、(S2)、(S3)、(S4)重復操作，或者按照步驟(S3)、(S4)、(S1)、(S2)重復操作，完成所述懸掛系統(tǒng)在所述Bz方向和所述Br方向的一次諧波調整工作。

本發(fā)明的有益效果在于：

多根不同方向上拉桿的不同組合應用實現(xiàn)Br方向、Bz方向的一次諧波磁場的調整。拉桿上使用測力計檢測各拉桿受力以防止拉桿過載，調節(jié)拉桿末端螺母即可調整超導磁體位置，從而調整超導回旋加速器磁場的一次諧波。以上調節(jié)方式，簡化了懸掛系統(tǒng)的結構，同時滿足操作方便、造價低廉等特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具體實施方式中安裝有所述懸掛裝置的所述低溫恒溫器的示意圖；

圖2是本發(fā)明具體實施方式中所述拉桿末端的所述調節(jié)螺母與所述測力計的示意圖；

圖中：1-低溫恒溫器，2-上拉桿，3-橫拉桿，4-下拉桿，5-測力計，6-調節(jié)螺母。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種調整超導回旋加速器磁場一次諧波的懸掛系統(tǒng)，用于調整超導線圈的磁場的一次諧波，設置在超導回旋加速器的環(huán)形的低溫恒溫器1上，超導線圈設置在低溫恒溫器1內，其中，包括設置在低溫恒溫器1上端面的若干根上拉桿2，設置在低溫恒溫器1下端面的若干根下拉桿4，設置在低溫恒溫器1側面的若干根橫拉桿3，通過調整上拉桿2、下拉桿4、橫拉桿3的拉力能夠實現(xiàn)超導線圈的位置調節(jié)，位置調節(jié)包括對超導線圈的Bz方向和Br方向的調節(jié)，Bz方向是指低溫恒溫器1的軸向，Br方向是指低溫恒溫器1的徑向。

上拉桿2為4根，均勻分布設置在低溫恒溫器1的上端面上，下拉桿4為4根，均勻分布設置在低溫恒溫器1的下端面上，上拉桿2與下拉桿4一一對應且同軸。橫拉桿3為4根，均勻設置在低溫恒溫器1的側面上，沿低溫恒溫器1的徑向兩兩對應且同軸。每組上拉桿2、橫拉桿3、下拉桿4在超導線圈周向角度位置間隔90度。

如圖2所示，上拉桿2、下拉桿4、橫拉桿3頂端設置有調節(jié)螺母6，調節(jié)螺母6能夠調節(jié)上拉桿2、下拉桿4、橫拉桿3的拉力。在本實施例中，調節(jié)螺母6使用M16X2六角螺母。

一一對應的上拉桿2、下拉桿4的調節(jié)螺母6各自反向調節(jié)60度，低溫恒溫器1能夠在一一對應的上拉桿2、下拉桿4所在的方向上移動0.33mm；

兩兩對應的橫拉桿3的調節(jié)螺母6各自反向調節(jié)60度，低溫恒溫器1能夠在兩兩對應的橫拉桿3所在的方向上移動0.33mm。

上拉桿2、下拉桿4、橫拉桿3頂端設置有測力計5，測力計5能夠顯示調節(jié)螺母6調節(jié)上拉桿2、下拉桿4、橫拉桿3的拉力。

為了實現(xiàn)超導回旋加速器磁場一次諧波，本發(fā)明還提供了一種調整超導回旋加速器磁場一次諧波的方法，其原理是依據(jù)測磁數(shù)據(jù)，通過軸向懸掛部分(上拉桿2、下拉桿4)改變超導線圈位置從而調整超導線圈Bz方向的一次諧波磁場，以及依據(jù)測磁數(shù)據(jù)，通過徑向懸掛部分(橫拉桿3)改變超導線圈位置從而調整超導線圈Br方向的一次諧波磁場。通過對軸向懸掛部分、徑向懸掛部分的調整，使Bz方向、Br方向的一次諧波磁場符合磁場設計要求。具體包括如下步驟：

步驟S1，使對應的一對上拉桿2、下拉桿4的調節(jié)螺母6各自反向調節(jié)60度，低溫恒溫器能夠在對應的上拉桿2、下拉桿4所在的方向上移動0.33mm；

步驟S2，觀察對應的上拉桿2、下拉桿4的測力計5的讀數(shù)，如果讀數(shù)大于上拉桿2、下拉桿4的極限拉力，應各自反向調節(jié)上拉桿2、下拉桿4的調節(jié)螺母6，使讀數(shù)減小到許用拉力范圍內；

步驟S3，使對應的一對橫拉桿3的調節(jié)螺母6各自反向調節(jié)60度，低溫恒溫器能夠在對應的橫拉桿3所在的方向上移動0.33mm；

步驟S4，觀察對應的兩根橫拉桿3的測力計5的讀數(shù)，如果讀數(shù)大于橫拉桿3的極限拉力，應各自反向調節(jié)橫拉桿3的調節(jié)螺母6，使讀數(shù)減小到許用拉力范圍內；

步驟S5，依據(jù)磁測數(shù)據(jù)，按照步驟S1、S2、S3、S4重復操作，或者按照步驟S3、S4、S1、S2重復操作，完成懸掛系統(tǒng)在Bz方向和Br方向的一次諧波調整工作。(即懸掛系統(tǒng)Bz方向的一次諧波調整工作與Br方向的一次諧波調整工作應交替進行，即在一次懸掛系統(tǒng)Bz方向的一次諧波調整工作完成后需要進行Br方向的一次諧波調整工作或一次懸掛系統(tǒng)Br方向的一次諧波調整工作完成后需要進行Bz方向的一次諧波調整工作。)

本發(fā)明所述的裝置并不限于具體實施方式中所述的實施例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的技術方案得出其他的實施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術創(chuàng)新范圍。