内离子源回旋加速器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种内离子源回旋加速器，包括：相对于一平面上下对称设置的上磁极和下磁极；分别围绕上磁极和下磁极外周面的上线圈和下线圈；多个围绕上线圈布置的上磁轭，多个围绕下线圈布置的下磁轭；位于上磁极和下磁极之间，并与上磁极和下磁极连接的真空盒；上磁极开设有从上至下贯穿上磁极，且与真空盒连通的上通道；贯穿真空盒的壁，且出射端位于真空盒内的离子源；位于上磁极上方的分子泵，分子泵的输入端朝下设置，分子泵的输入端与上通道连通。分子泵的安装方向便于调整，从而能够将分子泵的输入端朝下设置，将分子泵的输入端从上方与上磁极的上通道连通，从而避免了分子泵在运行或维护过程中容易引入杂质的问题。
【专利说明】
内离子源回旋加速器
技术领域
[0001]本发明涉及内离子源回旋加速器。
【背景技术】
[0002]内离子源回旋加速器主要是用于一种称作PET(Positron Emiss1n Tomography,正电子发射断层扫描仪)的核医学成像诊断设备。PET可以显示肿瘤的代谢功能，不仅可以早期诊断肿瘤，而且可了解肿瘤有无转移，对肿瘤恶性程度的分级、确定治疗方案、观察疗效、鉴别复发等均有价值。
[0003]在内离子源回旋加速器中，真空获得设备在运行或维护过程中容易引入杂质，导致内离子源回旋加速器出现故障。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种内离子源回旋加速器，其采用分子栗作为真空获得设备，同时将分子栗的输入端朝下设置，将分子栗的输入端从上方与上磁极的上通道连通，以避免分子栗在运行或维护过程中容易引入杂质的问题。
[0005]本发明的实施例通过以下技术方案实现:
[0006]内离子源回旋加速器，包括:相对于一平面上下对称设置的上磁极和下磁极;分别围绕上磁极和下磁极外周面的上线圈和下线圈；多个围绕上线圈布置的上磁轭，多个围绕下线圈布置的下磁轭;位于上磁极和下磁极之间，并与上磁极和下磁极连接的真空盒;上磁极开设有从上至下贯穿上磁极，且与真空盒连通的上通道;贯穿真空盒的壁，且出射端位于真空盒内的离子源;位于上磁极上方的分子栗，分子栗的输入端朝下设置，分子栗的输入端与上通道连通。
[0007]本发明的实施例提供的内离子源回旋加速器，其采用分子栗作为真空获得设备，分子栗的安装方向便于调整，从而能够将分子栗的输入端朝下设置，将分子栗的输入端从上方与上磁极的上通道连通，从而避免了分子栗在运行或维护过程中容易引入杂质的问题。
[0008]在本发明的一种实施例中，上磁极包括上磁极底座，围绕上磁极底座的中轴线均匀间隔设置于上磁极底座下表面的四个扇形的上磁极尖，以及设置在上磁极尖侧面的上镶条。下磁极包括下磁极底座，围绕下磁极座的中轴线均匀间隔设置于下磁极底座上表面的四个扇形的下磁极尖，以及设置在下磁极尖侧面的下镶条。
[0009]在本发明的一种实施例中，八个上镶条中，部分构成与上磁极尖固定连接的固定上镶条，另一部分构成与上磁极尖可拆卸连接的活动上镶条。八个下镶条中，部分构成与下磁极尖固定连接的固定下镶条，另一部分构成与下磁极尖可拆卸连接的活动下镶条。
[0010]在本发明的一种实施例中，八个上镶条中，其中四个上镶条构成固定上镶条，另外四个上镶条构成活动上镶条。八个下镶条中，其中四个下镶条构成固定下镶条，另外四个下镶条构成活动下镶条。[0011 ]在本发明的一种实施例中，上磁极尖的一个侧面设置活动上镶条，上磁极尖的另一个侧面设置固定上镶条;相邻的上磁极尖的相邻的侧面设置相同种类的上镶条。下磁极尖的一个侧面设置活动下镶条，下磁极尖的另一个侧面设置固定下镶条;相邻的下磁极尖的相邻的侧面设置相同种类的下镶条。
[0012]在本发明的一种实施例中，下磁极开设有从下至上贯穿下磁极，且与真空盒连通的下通道。内离子源回旋加速器还包括贯穿下通道并与离子源连接的位置调节机构。
[0013]在本发明的一种实施例中，位置调节机构包括驱动电机和连杆组件;连杆组件位于真空盒内，驱动电机的转轴贯穿下通道与连杆组件的一端连接，连杆组件的另一端与离子源的出射端连接。
[0014]在本发明的一种实施例中，连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的后端与第二连杆的前端可转动地连接，第一连杆的前端与离子源可转动的连接，第二连杆的后端与驱动电机的转轴连接。
[0015]在本发明的一种实施例中，第一连杆的前端与离子源的出射端可转动的连接。
[0016]在本发明的一种实施例中，驱动电机的转轴通过偏心轮与第二连杆的后端连接。
[0017]本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果:
[0018]本发明的实施例提供的内离子源回旋加速器，其采用分子栗作为真空获得设备，分子栗的安装方向便于调整，从而能够将分子栗的输入端朝下设置，将分子栗的输入端从上方与上磁极的上通道连通，从而避免了分子栗在运行或维护过程中容易引入杂质的问题。
【附图说明】
[0019]为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，不应被看作是对本发明范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。
[0020]图1为本发明实施例中内离子源回旋加速器的内部结构示意图；
[0021]图2为本发明实施例中上磁极的仰视图；
[0022]图3为本发明实施例中下磁极的俯视图；
[0023]图4为本发明实施例中内离子源回旋加速器去除上盖和上磁极后的俯视结构示意图的局部放大图；
[0024]图5为本发明实施例中位置调节机构的结构示意图。
[0025]其中，附图标记对应的零部件名称如下:
[0026]100-内离子源回旋加速器，111-上盖板，111-1-上圆形凹槽，111-2-上通孔，112-下盖板，112-1-下圆形凹槽，112-2-下通孔，112-3-密封板，121-上线圈，122-下线圈，131-上磁轭131，132-下磁轭，140-分子栗，150-真空盒，160-上磁极，161-上通道，162-上磁极底座，163-上磁极尖，163-1-上磁极尖外圆面，163-2-上磁极尖延伸面，164-上镶条，164-1-固定上镶条，164-2-活动上镶条，170-下磁极，171-下通道，172-下磁极底座，173-下磁极尖，173-1-下磁极尖外圆面，173-2-下磁极尖延伸面，174-下镶条，174-1-固定下镶条，174-2-活动下镶条，180-离子源，181-出射端，190-位置调节机构，191-驱动电机，192-连接法兰， 193-转轴，194-第一连杆，195-第二连杆，196-偏心轮，197-固定孔，200-平面。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0028]因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
[0030]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0031]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]实施例1:
[0033]参照图1，图1为本发明实施例中内离子源回旋加速器100的内部结构示意图。内离子源回旋加速器100包括上盖板111、下盖板112、上线圈121、下线圈122、上磁轭131、下磁轭132、分子栗140、真空盒150、上磁极160和下磁极170。
[0034I 上盖板111和下盖板112相对于平面200上下对称设置。上盖板111的下表面设置有上圆形凹槽111-1，下盖板112的上表面设置有下圆形凹槽112-1。上圆形凹槽111-1和下圆形凹槽112-1同样相对于平面200上下对称设置。圆盘形的上磁极160固定在上圆形凹槽111-1中，圆盘形的下磁极170固定在下圆形凹槽112-1中。上磁极160和下磁极170相对于平面200上下对称设置。在上磁极160和下磁极170之间设置有上下两端开放的圆筒形的真空盒150。真空盒150的上下两个端面分别与上磁极160和下磁极170密封连接，形成密封空间。
[0035]上磁极160和下磁极170之间存在间隙。上线圈121围绕在上磁极160的外圆面上，下线圈122围绕在下磁极170的外圆面上。多个上磁轭131固定在上盖板111的下表面，并围绕上线圈121布置。多个下磁轭132固定在下盖板112的上表面，并围绕下线圈122布置。
[0036]在上磁极160上开设有四个从上至下贯穿上磁极160，且与真空盒150连通的上通道161。在下磁极170上开设有四个从上至下贯穿下磁极170，且与真空盒150连通的下通道171。在上盖板111上开设有与上通道161连通的上通孔111-2，在下盖板112上开设有与下通道171连通的下通孔112-2，在使用时，下通孔112-2被密封板112-3封闭。
[0037]分子栗140倒置，使其输入端朝下。分子栗140固定在上盖板111上，分子栗140的输入端通过上通孔111-2与上通道161连通。如此，分子栗140工作即可使真空盒150获得真空。由于分子栗140倒置，其输入端朝下，使得分子栗140在工作过程中不易引入杂质。同时在维护过程中，取下分子栗140时，由于分子栗140的输入端朝下，使得杂质不易通过分子栗140的输入端进入分子栗140内。
[0038]下面对上磁极160和下磁极170进行说明。
[0039]参照图2，图2为本发明实施例中上磁极160的仰视图。上磁极160包括圆盘形的上磁极底座162，上磁极尖163和上镶条164。上磁极底座162用于固定在上圆形凹槽111-1中。上磁极尖163为扇形。四个上磁极尖163围绕上磁极底座162的中轴线均匀间隔设置于上磁极底座162下表面。上通道161位于相邻的上磁极尖163之间。上磁极尖163具备上磁极尖外圆面163-1，以及从上磁极尖外圆面163-1两端沿半径方向向内延伸的上磁极尖延伸面163-2，上磁极尖延伸面163-2构成上磁极尖163的侧面。上镶条164设置于上磁极尖延伸面163-
2。上镶条164的数量为八个。
[0040]参照图3，图3为本发明实施例中下磁极170的俯视图。下磁极170包括圆盘形的下磁极底座172，下磁极尖173和下镶条174。下磁极底座172用于固定在下圆形凹槽112-1中。下磁极尖173为扇形。四个下磁极尖173围绕下磁极底座172的中轴线均匀间隔设置于下磁极底座172上表面。下通道171位于相邻的下磁极尖173之间。下磁极尖173具备下磁极尖外圆面173-1，以及从下磁极尖外圆面173-1两端沿半径方向向内延伸的下磁极尖延伸面173-2，下磁极尖延伸面173-2构成下磁极尖173的侧面。下镶条174设置于下磁极尖延伸面173-
2。下镶条174的数量为八个。
[0041]在组装内离子源回旋加速器100时，需要对上磁极尖163和下磁极尖173的安装位置进行微调，进行磁场调谐，同时还需要根据磁场情况对上磁极尖163和下磁极尖173进行二次加工，以形成等时性磁场。发明人发现，现有的内离子源回旋加速器中，八个上镶条164均与上磁极尖163可拆卸地连接，八个下镶条174均与下磁极尖173可拆卸地连接。在磁场测量和上磁极尖163、下磁极尖173位置微调过程中，需要将上磁极尖163、下磁极尖173反复拆装10次左右，这导致磁场调谐过程异常复杂。同时，可拆卸地连接导致上镶条164与上磁极尖163之间，下镶条174与下磁极尖173之间存在缝隙，使得现有的内离子源回旋加速器高频性能不足。
[0042]为此，在本发明的实施例中，发明人采用以下结构以改善上述问题。
[0043]参照图2，八个上镶条164中，部分构成与上磁极尖163固定连接的固定上镶条164-1，另一部分构成与上磁极尖163可拆卸连接的活动上镶条164-2。
[0044]参照图3，八个下镶条174中，部分构成与下磁极尖173固定连接的固定下镶条174-1，另一部分构成与下磁极尖173可拆卸连接的活动下镶条174-2。
[0045]将部分上镶条164设置成固定上镶条164-1，将部分下镶条设置成固定下镶条174-1，如此减少了上镶条164与上磁极尖163之间，下镶条174与下磁极尖173之间缝隙的数量，从而使得内离子源回旋加速器100的高频性能得以提高。相比于现有的内离子源回旋加速器，活动上镶条164-2和活动下镶条174-2的数量少，使得磁场调谐时，只需要调节较少数量的活动上镶条164-2和活动下镶条174-2的位置，对较少数量的活动上镶条164-2和活动下镶条174-2进行二次加工，即可得到形成等时性磁场。这样，就大大降低了磁场调谐过程的复杂程度，提高了工作效率。
[0046]如果活动上镶条164-2和活动下镶条174-2的数量过多，将导致磁场调谐过程的复杂程度降低程度有限。如果活动上镶条164-2和活动下镶条174-2的数量过少或位置设置不合理，将导致磁场调谐过程难以完成。因此，在本实施例中，参照图2，固定上镶条164-1和活动上镶条164-2的数量均为四个。上磁极尖163的两个上磁极尖延伸面163-2上分别设置固定上镶条164-1和活动上镶条164-2，相邻的上磁极尖163的相邻的上磁极尖延伸面163-2设置相同种类的上镶条164。
[0047]参照图3，固定下镶条174-1和活动下镶条174-2的数量均为四个。下磁极尖173的两个下磁极尖延伸面173-2下分别设置固定下镶条174-1和活动下镶条174-2，相邻的下磁极尖173的相邻的下磁极尖延伸面173-2设置相同种类的下镶条174。
[0048]如此，在能够完成磁场调谐的前提下，最大程度减少了活动上镶条164-2和活动下镶条174-2的数量，最大程度降低了磁场调谐过程的复杂程度。
[0049]参照图4，图4为本发明实施例中内离子源回旋加速器100去除上盖板111和上磁极160后的俯视结构示意图的局部放大图。离子源180贯穿真空盒150的壁。离子源180的出射端181位于真空盒150内，且出射端181位于真空盒150的中心位置处。离子源180需要定期维护并拆装，其出射端181的相对位置不易固定，而内离子源回旋加速器100在工作过程中，对离子源180的出射端181的位置非常敏感。因此，为了便于在内离子源回旋加速器100工作过程中调节离子源180的出射端181的位置，设置位置调节机构190。位置调节机构190贯穿下通孔112-2和下通道171与离子源180连接，从而调节离子源180的出射端181的位置。
[0050]参照图4和图5，图5为本发明实施例中位置调节机构190的结构示意图。位置调节机构190包括驱动电机191、连接法兰192和连杆组件。驱动电机191固定在连接法兰192上。连接法兰192固定在下盖板112的下通孔112-2处，驱动电机191的转轴193穿过下通孔112-2和下通道171，与位于真空盒150内的连杆组件的一端连接。连杆组件的另一端与离子源的出射端连接。驱动电机191工作使转轴193旋转，转轴193通过连杆组件带动离子源180运动，从而调节出射端181的位置。
[0051]具体的，连杆组件包括第一连杆194和第二连杆195。第一连杆194的后端与第二连杆195的前端可转动地连接，第一连杆194的前端与离子源180可转动的连接，第二连杆195的后端与驱动电机191的转轴193连接。如此，转轴193旋转带动第二连杆195运动，第二连杆195带动第一连杆194运动，从而使第一连杆194带动离子源180运动，实现出射端181位置的调节。
[0052]在本实施例中，第二连杆195的后端与驱动电机191的转轴193通过偏心轮196连接。第二连杆195的后端设置有固定孔197，偏心轮196可转动地设置在固定孔197中。驱动电机191的转轴193与偏心轮196偏心连接。如此，驱动电机191的转轴193带动偏心轮196转动，偏心轮196在固定孔197中运动从而带动第二连杆195运动，第二连杆195带动第一连杆194运动，第一连杆194进而带动离子源180在水平方向上运动，从而调节出射端181的位置。通过位置调节机构190，只需要控制驱动电机191的工作即可控制出射端181在水平方向上的位置，降低了控制难度。
[0053]为了能够更加精确的调节出射端181的位置，还可以使第一连杆194的前端与离子源180的出射端181可转动的连接。
[0054]以上所述仅为本发明的部分实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.内离子源回旋加速器，其特征在于，包括: 相对于一平面上下对称设置的上磁极和下磁极； 分别围绕所述上磁极和所述下磁极外周面的上线圈和下线圈； 多个围绕所述上线圈布置的上磁轭，多个围绕所述下线圈布置的下磁轭； 位于所述上磁极和所述下磁极之间，并与所述上磁极和所述下磁极连接的真空盒;所述上磁极开设有从上至下贯穿所述上磁极，且与所述真空盒连通的上通道； 贯穿所述真空盒的壁，且出射端位于所述真空盒内的离子源； 位于所述上磁极上方的分子栗，所述分子栗的输入端朝下设置，所述分子栗的输入端与所述上通道连通。2.根据权利要求1所述的内离子源回旋加速器，其特征在于: 所述上磁极包括上磁极底座，围绕所述上磁极底座的中轴线均匀间隔设置于所述上磁极底座下表面的四个扇形的上磁极尖，以及设置在所述上磁极尖侧面的上镶条； 所述下磁极包括下磁极底座，围绕所述下磁极座的中轴线均匀间隔设置于所述下磁极底座上表面的四个扇形的下磁极尖，以及设置在所述下磁极尖侧面的下镶条。3.根据权利要求2所述的内离子源回旋加速器，其特征在于: 八个所述上镶条中，部分构成与所述上磁极尖固定连接的固定上镶条，另一部分构成与所述上磁极尖可拆卸连接的活动上镶条； 八个所述下镶条中，部分构成与所述下磁极尖固定连接的固定下镶条，另一部分构成与所述下磁极尖可拆卸连接的活动下镶条。4.根据权利要求3所述的内离子源回旋加速器，其特征在于: 八个所述上镶条中，其中四个所述上镶条构成所述固定上镶条，另外四个所述上镶条构成所述活动上镶条； 八个所述下镶条中，其中四个所述下镶条构成所述固定下镶条，另外四个所述下镶条构成所述活动下镶条。5.根据权利要求4所述的内离子源回旋加速器，其特征在于: 所述上磁极尖的一个侧面设置所述活动上镶条，所述上磁极尖的另一个侧面设置所述固定上镶条;相邻的所述上磁极尖的相邻的侧面设置相同种类的所述上镶条； 所述下磁极尖的一个侧面设置所述活动下镶条，所述下磁极尖的另一个侧面设置所述固定下镶条;相邻的所述下磁极尖的相邻的侧面设置相同种类的所述下镶条。6.根据权利要求1?5中任意一项所述的内离子源回旋加速器，其特征在于: 所述下磁极开设有从下至上贯穿所述下磁极，且与所述真空盒连通的下通道； 所述内离子源回旋加速器还包括贯穿所述下通道并与所述离子源连接的位置调节机构。7.根据权利要求6所述的内粒子源回旋加速器，其特征在于: 所述位置调节机构包括驱动电机和连杆组件;所述连杆组件位于所述真空盒内，所述驱动电机的转轴贯穿所述下通道与所述连杆组件的一端连接，所述连杆组件的另一端与所述离子源的出射端连接。8.根据权利要求7所述的内离子源回旋加速器，其特征在于: 所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的后端与所述第二连杆的前端可转动地连接，所述第一连杆的前端与所述离子源可转动的连接，所述第二连杆的后端与所述驱动电机的转轴连接。9.根据权利要求8所述的内离子源回旋加速器，其特征在于: 所述第一连杆的前端与所述离子源的出射端可转动的连接。10.根据权利要求8所述的内离子源回旋加速器，其特征在于: 所述驱动电机的转轴通过偏心轮与所述第二连杆的后端连接。
【文档编号】H05H13/00GK105848403SQ201610416387
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】何小中, 赵良超, 庞健, 马超凡, 张开志, 邓建军, 石金水, 刘本玉, 章林文, 李雷, 李劲, 杨国君, 杨兴林, 杨振, 荆晓兵, 董攀, 杨安民, 江孝国, 唐蜜, 龙全红
【申请人】中国工程物理研究院流体物理研究所