一种超导磁体磁场分布测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种超导磁体磁场分布测量装置。其中，大齿轮的中心开孔，通过轴承安装在工作台上；第一支架固定在工作台上，小齿轮的两端分别通过轴承与工作台和第一支架固定；第一手轮与小齿轮连接；导轨固定在大齿轮上，滑块安装在导轨上；第二支架固定在滑块上；螺杆穿过驱动板与驱动板通过螺纹连接，螺杆垂直于工作台，其两端分别通过轴承与滑块和第二支架固定；固定杆穿过大齿轮的中心开孔和工作台，垂直于工作台，其一端固定在驱动板上；高斯计安装在固定杆的另一端；通过转动第一手轮和移动滑块，能使固定杆的移动轨迹遍历大齿轮的中心开孔。本实用新型能够测量超导磁体内部所有位置的磁场，并能对测量的磁场位置进行高精度控制。
【专利说明】一种超导磁体磁场分布测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于磁场测量【技术领域】，更具体地，涉及一种超导磁体磁场分布测量
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]进入21世纪后，受控热核聚变的研究和发展与世界能源危机紧密相连，而受控热核聚变的辅助加热手段主要是电子回旋共振加热(Electron Cyclotron ResonanceHeating, ECRH)，其中超导磁体是ECRH系统的核心部件。ECRH系统中，为使系统正常工作，除需提供稳定的高压电源外，还需要超导磁体提供特定的磁场分布。因此，为了确保回旋管在特定稳定的频率下正常工作，需要准确测量超导磁体磁场。
[0003]现有的磁场测量装置体积庞大，只能实现一个方向的磁场测量，且无法使磁场测量装置与磁场中心精确重合。此外，由于电机具有铁磁性，磁场受到影响，特别是在磁场强度较大时，在磁场的干扰下电机甚至不能正常工作，导致磁场的测量非常困难。
实用新型内容
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种超导磁体磁场分布测量装置，能够测量超导磁体内部所有位置的磁场，并能对测量的磁场位置进行高精度控制，此外，测量装置结构简单紧凑，体积小，与磁场间互不干扰，其几何中心和磁场中心易于实现精密重合，测量精度高。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了一种超导磁体磁场分布测量装置，其特征在于，包括工作台、大齿轮、小齿轮、导轨、滑块、固定杆、驱动板、螺杆、第一手轮、第二手轮、高斯计、第一支架和第二支架；所述大齿轮的中心开孔，通过轴承安装在所述工作台上；所述第一支架通过螺钉固定在所述工作台上，所述小齿轮的两端分别通过轴承与所述工作台和所述第一支架固定；所述第一手轮与所述小齿轮连接，通过转动所述第一手轮，能带动所述小齿轮转动，进而驱动所述大齿轮转动；所述导轨固定在所述大齿轮上，所述滑块安装在所述导轨上，能沿所述导轨滑动；所述第二支架固定在所述滑块上；所述螺杆穿过所述驱动板与所述驱动板通过螺纹连接，所述螺杆垂直于所述工作台，其两端分别通过轴承与所述滑块和所述第二支架固定；所述固定杆穿过所述大齿轮的中心开孔和所述工作台，垂直于所述工作台，其一端固定在所述驱动板上；所述高斯计安装在所述固定杆的另一端；通过移动所述滑块，能使所述固定杆的移动轨迹穿过所述大齿轮的中心；通过转动所述第一手轮和移动所述滑块，能使所述固定杆的移动轨迹遍历所述大齿轮的中心开孔；所述第二手轮与所述螺杆相连，通过转动所述第二手轮，能带动所述螺杆转动，进而带动所述驱动板上下移动。
[0006]优选地，所述滑块上设有限位孔，所述固定杆穿过该限位孔。
[0007]优选地，所述导轨上设有限位轨道，所述固定杆穿过该限位轨道。
[0008]优选地，所述固定杆贯穿所述驱动板，其靠近所述驱动板的一端设有螺纹孔，用作所述固定杆与外部延长杆的连接端口，能加长所述固定杆。
[0009]优选地，所述第二支架包括与所述工作台垂直的侧板，所述侧板上标有尺寸刻度；所述导轨上标有尺寸刻度；所述大齿轮上标有角度刻度。
[0010]优选地，所述第一手轮上标有角度刻度。
[0011]优选地，所述第二手轮上标有角度刻度。
[0012]总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0013]1、高斯计能在Θ、R和Z三个方向移动，能够测量超导磁体内部所有位置的磁场，并能对测量的磁场位置进行高精度控制。
[0014]2、将高斯计在磁场中旋转一周，测出磁场中心和测量装置中心的偏差，对测量装置中心进行精密调节，即能使测量装置的几何中心和磁场中心精密重合，测量精度高。
[0015]3、无需使用电机，测量装置与磁场间互不干扰。
[0016]4、测量装置结构简单紧凑，体积小。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例的超导磁体磁场分布测量装置的立体图；
[0018]图2是本实用新型实施例的超导磁体磁场分布测量装置的主视图；
[0019]图3是Θ方向的装配关系示意图；
[0020]图4是R方向的装配关系示意图。
[0021]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:1_第二手轮，2-顶板，3-螺杆，4-螺钉，5-驱动板，6-侧板，7-固定杆，8-轴承，9-支撑块，10-螺钉，11-大齿轮，12-工作台，13-滑块，14-导轨，15-高斯计，16-凹槽，17-第一支架，18-小齿轮，19-第一手轮，20, 21，22-螺钉，23-螺纹孔，25-螺钉。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0023]如图1?4所示，本实用新型实施例的超导磁体磁场分布测量装置包括工作台12、大齿轮11、小齿轮18、导轨14、滑块13、固定杆7、驱动板5、螺杆3、第一手轮1、第二手轮19、高斯计15、第一支架17和第二支架。大齿轮11的中心开孔，通过轴承安装在工作台12上；第一支架17通过螺钉20固定在工作台12上，小齿轮18的两端分别通过轴承与工作台12和第一支架17固定，第一手轮19与小齿轮18连接，通过转动第一手轮19，能带动小齿轮18转动，进而驱动大齿轮11转动。导轨14的两端置于大齿轮11上的支撑块9上，导轨14和支撑块9通过螺钉21固定在大齿轮11上；滑块13安装在导轨14上，能沿导轨14滑动，滑块13在导轨14上的位置通过螺钉10固定。
[0024]第二支架包括两个侧板6和连接两个侧板6的顶板2。两个侧板6的远离顶板2的一端通过螺钉22固定在滑块13上，两个侧板6相互平行且垂直于工作台12 ;顶板2平行于工作台12。在本实用新型的一个实施例中，顶板2通过螺钉25固定在两个侧板6上。螺杆3穿过驱动板5，与驱动板5通过螺纹连接，螺杆3垂直于工作台12，其两端分别通过轴承与滑块13和顶板2固定。固定杆7穿过大齿轮11的中心开孔和工作台12，且垂直于工作台12，其一端通过螺钉4固定在驱动板5上，高斯计15安装在固定杆7的另一端的凹槽16内。通过移动滑块13，能使固定杆7的移动轨迹穿过大齿轮11的中心；通过转动第一手轮19和移动滑块13，能使固定杆7的移动轨迹遍历大齿轮11的中心开孔。第二手轮I与螺杆3相连，通过转动第二手轮1，能带动螺杆3转动，进而带动驱动板5上下移动，从而使高斯计15上下移动。
[0025]其中，两个侧板6中至少其中一个上标有尺寸刻度，导轨14上标有尺寸刻度，大齿轮11上标有角度刻度。小齿轮18、大齿轮11、螺杆3、导轨14和滑块13由非磁性材料黄铜制成，在保持硬度的同时能防止对磁场的干扰。轴承为陶瓷材料，以防止干扰磁场。其余元件由硬铝制成。
[0026]上述超导磁体磁场分布测量装置的工作原理如下:
[0027]将工作台12置于磁场上方，将高斯计15在磁场中旋转一周，测出磁场中心和测量装置中心的偏差，调节测量装置中心，使其与磁场中心精密重合。调节测量装置，使高斯计15在Θ、R和Z三个方向移动到达不同的目标位置，即可实现对超导磁体内部不同位置的磁场测量。通过合理设计大齿轮11的中心开孔大小以及固定杆7的长度，使高斯计15在R和Z两个方向具有合适的活动范围，例如，当磁场环境在R方向的坐标较小时，可以选用大齿轮的中心开孔较小的测量装置，当磁场环境在R方向的坐标较大时，可以选用大齿轮的中心开孔较大的测量装置。通过上述方法使高斯计15能够到达磁场的任意位置，从而实现对超导磁体的磁场分布测量。
[0028]使高斯计15在Θ方向移动:转动第一手轮19，带动小齿轮18转动，进而驱动大齿轮11转动，调整高斯计15在Θ方向的位置，使高斯计15在Θ方向到达目标位置。此时，高斯计15在R和Z方向的位置不变。大齿轮11上标有角度刻度，便于对大齿轮11的转动角度进行精确控制。优选地，第一手轮19上也标有角度刻度，已知小齿轮18和大齿轮11的传动比和大齿轮11的转动角度，即可得到第一手轮19的转动角度，便于提高调节速度。
[0029]使高斯计15在R方向移动:移动滑块13，调整高斯计15在R方向的位置，使高斯计15在R方向到达目标位置，通过螺钉10将滑块13在导轨14上的位置固定。此时，高斯计15在Θ和Z方向的位置不变。导轨14上标有尺寸刻度，便于对滑块13的移动距离进行精确控制。
[0030]使高斯计15在Z方向移动:转动第二手轮1，带动螺杆3转动，进而带动驱动板5上下移动，调整高斯计15在Z方向的位置，使高斯计15在Z方向到达目标位置。此时，高斯计在Θ和R方向的位置不变。两个侧板6中至少其中之一上标有尺寸刻度，便于对驱动板15的移动距离进行精确控制。优选地，第二手轮I上也标有角度刻度，已知螺杆3的螺距和驱动板15的移动距离，即可得到第二手轮I的转动角度，便于提高调节速度。
[0031]因此，本实用新型的超导磁体磁场分布测量装置能够对高斯计在Θ、1?和2三个方向的位置进行独立控制，控制灵活且控制精度高。
[0032]为防止在调整驱动板5的高度时，固定杆7产生大幅摆动，影响高度调整效果，需要对固定杆7进行限位。如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，滑块13上设有限位孔，固定杆7穿过该限位孔。在本实用新型的另一个实施例中，导轨14上设有限位轨道，固定杆7穿过该限位轨道。
[0033]在本实用新型的一个实施例中，固定杆7贯穿驱动板5，其靠近驱动板5的一端设有螺纹孔23，用作固定杆7与外部延长杆的连接端口，能加长固定杆7，从而实现对Z方向坐标较大的磁场环境的测量。
[0034]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种超导磁体磁场分布测量装置，其特征在于，包括工作台、大齿轮、小齿轮、导轨、滑块、固定杆、驱动板、螺杆、第一手轮、第二手轮、高斯计、第一支架和第二支架； 所述大齿轮的中心开孔，通过轴承安装在所述工作台上；所述第一支架通过螺钉固定在所述工作台上，所述小齿轮的两端分别通过轴承与所述工作台和所述第一支架固定；所述第一手轮与所述小齿轮连接；所述导轨固定在所述大齿轮上，所述滑块安装在所述导轨上； 所述第二支架固定在所述滑块上；所述螺杆穿过所述驱动板与所述驱动板通过螺纹连接，所述螺杆垂直于所述工作台，其两端分别通过轴承与所述滑块和所述第二支架固定；所述固定杆穿过所述大齿轮的中心开孔和所述工作台，垂直于所述工作台，其一端固定在所述驱动板上；所述高斯计安装在所述固定杆的另一端；所述第二手轮与所述螺杆相连。
2.如权利要求1所述的超导磁体磁场分布测量装置，其特征在于，所述滑块上设有限位孔，所述固定杆穿过该限位孔。
3.如权利要求1所述的超导磁体磁场分布测量装置，其特征在于，所述导轨上设有限位轨道，所述固定杆穿过该限位轨道。
4.如权利要求1至3中任一项所述的超导磁体磁场分布测量装置，其特征在于，所述固定杆贯穿所述驱动板，其靠近所述驱动板的一端设有螺纹孔。
5.如权利要求1所述的超导磁体磁场分布测量装置，其特征在于，所述第二支架包括与所述工作台垂直的侧板，所述侧板上标有尺寸刻度；所述导轨上标有尺寸刻度；所述大齿轮上标有角度刻度。
6.如权利要求5所述的超导磁体磁场分布测量装置，其特征在于，所述第一手轮上标有角度刻度。
7.如权利要求5或6所述的超导磁体磁场分布测量装置，其特征在于，所述第二手轮上标有角度刻度。
【文档编号】G01R33/10GK204129198SQ201420506019
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】夏东辉, 孙道磊, 姜立秋, 王之江 申请人:华中科技大学