一种孔径连续可调的方孔粒子束准直器及其孔径调节方法

1.本发明涉及准直器技术领域，特别涉及一种孔径连续可调的方孔粒子束准直器及其孔径调节方法。


背景技术：

2.中国散裂中子源伴生质子束实验装置是利用直线加速器产生的一定能量的质子束进行粒子实验的装置。实验过程中，离子源产生的负氢离子，由静电场及射频电场加速达到80mev能量，负氢离子在加速或输运的过程中，部分转变为氢原子、氢离子。在直线隧道末端，粒子束中的负氢离子由磁场偏转至快循环同步加速器；其中氢原子进入废束站；氢离子则进入伴生质子束实验装置。而在氢离子束达到实验样品前，通常需要采用准直器对粒子束的束斑进行准直，调节束斑尺寸大小，从而实现对样品的特定范围和特定位置进行精确照射，而样品中其他不需要照射的位置则照射量极少。
3.目前伴生质子束束流准直由三台准直器协调工作，利用三台准直器中挡块组合之后孔径的不同，在实验位置获得所需尺寸大小的束斑。通常情况下，会根据粒子类型、能量、束流功率等束流特性设计准直器，根据挡束材质的活化情况、寿命、工艺性等相关特性选择合适的挡束材料，如紫铜、铁、石墨、钨合金、铅、硼及其组合等。而常见的结构设计形式有固定孔径准直器、多档位固定孔径准直器、可调孔径准直器等。其中可调孔径准直器的常规设计是在每个挡块上独立配置一台电机及相应的传动机构，通过四台电机从各个方向独立驱动相应的挡块运动，从而调整四个挡块之间所形成的孔径；但在实际应用中，该结构形式的准直器体积相对较大，使用时还需在其外周布置屏蔽体，其所需的设备安装空间也大，相应的控制系统负载也大。因此，多电机驱动的可调孔径准直器难以在中国散裂中子源伴生质子束现有的隧道内应用，同时其设备能耗高、设备结构复杂，周边屏蔽体设计困难，不利于成本的控制。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种孔径连续可调的方孔粒子束准直器，该准直器结构紧凑，使用方便，可较好地实现在中国散裂中子源伴生质子束现有的隧道内安装应用。
5.本发明的另一目的在于提供上述孔径连续可调的方孔粒子束准直器的孔径调节方法。
6.本发明的技术方案为：一种孔径连续可调的方孔粒子束准直器，包括安装基座、真空腔体、准直器主体和孔径调节驱动机构，真空腔体设于安装基座上，准直器主体设于真空腔体内，孔径调节驱动机构的动力输出末端伸入真空腔体内并与准直器主体连接；
7.准直器主体中设有旋转圆盘，旋转圆盘的中部设有圆盘通孔，圆盘通孔的外周分布有若干弧形导槽，旋转圆盘的一端面外侧设有一对开合运动的第一准直块，旋转圆盘的另一端面外侧设有一对开合运动的第二准直块，第一准直块的开合运动方向与第二准直块
的开合运动方向相垂直，各第一准直块和各第二准直块上还分别设有接触套筒，每个接触套筒嵌入旋转圆盘上的弧形导槽内并在旋转圆盘转动时沿弧形导槽滑动；旋转圆盘的圆周外侧还设有联动组件，联动组件与孔径调节驱动机构的动力输出末端连接。
8.上述准直器主体结构中，两个第一准直块之间留有一定距离的通道，两个第二准直块之间也留有一定距离的通道，这两个通道的相垂直并分别位于旋转圆盘的圆盘通孔两侧，通过第一准直块和第二准直块对圆盘通孔部分位置的遮挡，两个通道在圆盘通孔范围内就形成了方孔通道，调整方孔孔径时，设于准直器主体外的孔径调节驱动机构提供动力，通过联动组件带动旋转圆盘转动，旋转圆盘转动的过程中利用弧形导槽的导向作用带动两个第一准直块和两个第二准直块同时进行开合动作，从而同时调整各个通道的宽度，使两个通道与圆盘通孔之间所形成的方孔孔径产生变化；当每对准直块(即第一准直块或第二准直块)的石墨挡块相互靠近或远离时，其中心的方孔孔径对应减小或增大，从而达到准直孔径的连续调节，对束流束斑尺寸起到准直调节作用。各对准直块(即第一准直块或第二准直块)打开时的间隙距离(即上述两个通道的宽度)一致，因此可形成方孔，每对准直块中的两个准直块之间也可以完全接触，达到关闭的效果，此时可以作为束流开关使用；也可使两个准直块之间的间隙非常小，形成孔径非常小的准直孔。在实际应用过程中，还可进一步利用外接的控制系统对孔径调节驱动机构的动作及第一准直块和第二准直块的间隙距离进行精准控制。
9.所述准直器主体中，旋转圆盘的两个端面外侧分别设有第一导轨固定板和第二导轨固定板；
10.第一导轨固定板上安装有平行分布的两个第一导轨，各第一准直块的两端分别设有第一滑块，且各第一准直块的两端分别通过第一滑块安装于第一导轨上，两个第一准直块对称设置；第一导轨为第一准直块的运动提供导向作用，使两个第一准直块的运行平稳可靠，可更好地保障方孔孔径调节的精确度。
11.第二导轨固定板上安装有平行分布的两个第二导轨，各第二准直块的两端分别设有第二滑块，且各第二准直块的两端分别通过第二滑块安装于第二导轨上，两个第二准直块对称设置；第二导轨为第二准直块的运动提供导向作用，使两个第二准直块的运行平稳可靠，可更好地保障方孔孔径调节的精确度。
12.所述第二导轨固定板上还安装有至少一个弧形导轨，弧形导轨配置有第三滑块，旋转圆盘朝向第二固定板的端面设有延伸部，延伸部与第三滑块固定连接。旋转圆盘转动时，通过第三滑块绕弧形导轨的旋转中心做旋转运动，具有单一方向的自由度，其运行精度较高。为了进一步提升旋转圆盘运动时的稳定性，第二固定板上可设置对称的两个弧形导轨，各弧形导轨的弧度与旋转圆盘的圆周方向相适应。
13.所述第一导轨固定板和第二导轨固定板的中部分别设有固定板通孔，各固定板通孔与圆盘通孔同轴设置，两个第一准直块之间的通道和两个第二准直块之间的通道交叉形成与圆盘通孔同轴的方孔。
14.旋转圆盘的外周还设有固定连接块，第一导轨固定板和第二导轨固定板分别安装于固定连接块上，联动组件从固定连接块侧面的通孔中穿过。该结构中，固定连接块主要作为其他各部件的安装基体，可提高安装后整体结构的稳定性。
15.所述准直器主体中，第一准直块为沿水平方向运动的准直块，沿水平方向，两个第
一准直块的运动方向相反；第二准直块为沿竖直方向运动的准直块，沿竖直方向，两个第二准直块的运动方向相反。
16.所述准直器主体中，单个第一准直块和单个第二准直块的结构相同，分别包括铝合金框架、石墨挡块、接触套筒和接触套筒支撑杆，石墨挡块安装于铝合金框架内，铝合金框架的一侧设有凸起部，接触套筒通过接触套筒支撑杆安装于凸起部上。其中，铝合金框架和石墨挡块为准直块(包括第一准直块、第二准直块)的主体结构，铝合金框架上安装接触套筒支撑杆，二者之间相互锁紧，接触套筒安装于接触套筒支撑杆上且接触套筒可相对于接触套筒支撑杆进行旋转；当每对准直块(即第一准直块或第二准直块)的石墨挡块相互靠近或远离时，其中心的方孔孔径对应减小或增大，从而达到准直孔径的连续调节，对束流束斑尺寸起到准直调节作用。
17.所述准直器主体中，联动组件包括联动曲杆和双向铰链，联动曲杆的一端设于旋转圆盘上，联动曲杆的另一端设有双向铰链；孔径调节驱动机构的动力输出末端为拉杆，拉杆端部与双向铰链连接。
18.所述孔径调节驱动机构包括支架、直线运动组件和波纹管真空传动组件，直线运动组件和波纹管真空传动组件分别安装于支架上，且直线运动组件的动力输出末端与波纹管真空传动组件连接。
19.直线运动组件包括驱动电机、联轴器、丝杆、螺母、直线运动块、直线运动导轨和直线运动滑块，驱动电机的输出轴末端通过联轴器与丝杆连接，丝杆上设有螺母，螺母上固定安装有直线运动块；支架上还设有至少一个与丝杆相平行的直线运动导轨，直线运动导轨上配置有直线运动滑块，直线运动块还与直线运动滑块固定连接；在设备组装过程中，驱动电机的输出轴、联轴器和丝杆形成竖直向下的直线式动力输出结构，丝杆的两端可分别通过轴承座固定安装于支架上，驱动电机也固定安装于支架上；其中，作为优选的方式，驱动电机可采用步进电机，丝杆可采用梯形丝杆，螺母也相应采用梯形螺母；进一步地，还可在支架上设置限位开关(采用市面上通用的限位开关即可)，限位开关作运动限位用，同时也作为直线运动块直线运动的原点，从而进一步提高准直器主体中的孔径调节精度。
20.波纹管真空传动组件包括波纹管、拉杆和法兰，拉杆的上端与直线运动块固定连接，拉杆的下端伸入真空腔体内后与旋转圆盘上的联动组件连接，拉杆外周套设波纹管，波纹管的上端与直线运动块固定连接，波纹管的下端设置法兰并通过法兰固定安装于真空腔体上；其中，波纹管为伸缩式结构，当直线运动组件驱动直线运动块进行升降运动时，拉杆会跟随进行升降运动，此时拉杆的下端会驱动联动组件进行摆动，从而带动旋转圆盘进行转动，该过程中波纹管通过其自身的伸缩运动来适应拉杆的升降运动。
21.上述方孔粒子束准直器中，安装基座和真空腔体均采用与现有准直器相同结构的安装基座及真空腔体即可。
22.一种上述孔径连续可调的方孔粒子束准直器的孔径调节方法，具体为：当需要调整准直器主体中的方孔孔径时，启动孔径调节驱动机构并输出动力，通过联动组件驱动旋转圆盘转动，旋转圆盘上的各弧形导槽跟随产生转动，驱使各接触套筒向靠近旋转圆盘中心的方向或远离旋转圆盘中心的方向进行运动，从而驱动两个第一准直块和两个第二准直块同时进行开合动作；当两个第一准直块之间的通道距离和两个第二准直块之间的通道距离产生变化时，在准直器主体内部所形成的方孔孔径就跟随产生变化，从而实现方孔孔径
的调节。
23.上述孔径连续可调的方孔粒子束准直器及其孔径调节方法应用时，其原理如下：当需要调整准直器主体中的方孔孔径时，启动孔径调节驱动机构中的驱动电机，驱动电机输出动力后通过联轴器传递至丝杆，驱使丝杆转动，此时螺母带动直线运动块跟随丝杆进行升降运动，该过程中直线运动滑块与直线运动导轨相配合起到稳定的导向作用；随着直线运动块的升降运动，拉杆也跟随产生相应的升降运动，该过程中波纹管相应产生伸缩，拉杆末端通过双向铰链带动联动曲杆进行摆动，从而驱动准直器主体中的旋转圆盘转动，旋转圆盘转动的过程中利用弧形导槽的导向作用带动两个第一准直块和两个第二准直块同时进行开合动作，从而同时调整各个通道的宽度，使两个通道与圆盘通孔之间所形成的方孔孔径产生变化；当每对准直块(即第一准直块或第二准直块)相互靠近或远离时，其中心的方孔孔径对应减小或增大，从而达到准直孔径的连续调节，对束流束斑尺寸起到准直调节作用；其中，各对准直块(即第一准直块或第二准直块)打开时的间隙距离(即上述两个通道的宽度)一致，因此可形成方孔，每对准直块中的两个准直块之间也可以完全接触，达到关闭的效果，此时可以作为束流开关使用；也可使两个准直块之间的间隙非常小，形成孔径非常小的准直孔。
24.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
25.本孔径连续可调的方孔粒子束准直器及其孔径调节方法中，通过两对准直块之间设置具有弧形导槽的旋转圆盘，利用统一的孔径调节驱动机构带动旋转圆盘转动来实现两对准直块之间的间隙调节，从而实现准直器主体中方孔孔径的连续调节，即通过单台驱动电机同时控制两对准直块的四个方向运动，并形成方形的准直孔，可大幅度减少驱动机构的使用数量，降低设备的制造成本，减小设备的整体体积，使设备整体结构更加紧凑，节约外部空间，方便外部屏蔽体的设计与施工，可较好地实现在中国散裂中子源伴生质子束现有的隧道内安装应用；同时，由于采用同一孔径调节驱动机构作为动力机构进行孔径调节，可较好地保障准直器内方孔孔径的调节精度。
26.本孔径连续可调的方孔粒子束准直器中，将两对准直块分别与设于旋转圆盘两侧的两组导轨及导轨固定板相配合，形成两组相对独立的机构，可便于设备调试或检修。
27.本孔径连续可调的方孔粒子束准直器中，将孔径调节驱动机构设置于准直器主体及其真空腔体外部，然后利用波纹管与真空腔体连接将动力传动至真空腔体内部，在有效保证设备真空度的前提下，较大程度地方便了孔径调节驱动机构的安装、维护等操作。
附图说明
28.图1为本方孔粒子束准直器拆分后的整体结构示意图。
29.图2为图1中准直器主体拆分后的结构示意图。
30.图3为图2中单个准直块(即第一准直块或第二准直块)拆分后的结构示意图。
31.图4为图2中旋转圆盘与第二准直块、第二导轨固定板安装后的原理示意图。
32.图5为孔径调节驱动机构中直线运动组件的结构示意图。
33.图6为孔径调节驱动机构中波纹管真空传动组件的结构示意图。
34.上述各图中，各附图标记所示部件如下：1为安装基座，2为真空腔体，2-1为腔体本体，2-2为腔体盖板，3为准直器本体，4为孔径调节驱动机构，5为旋转圆盘，5-1为圆盘通孔，
5-2为弧形导槽，6为第一准直块，7为第二准直块，8为接触套筒，9为联动曲杆，10为双向铰链，11为固定连接块，12为第一导轨固定板，13为第二导轨固定板，14为第一导轨，15为第一滑块，16为第二导轨，17为第二滑块，18为弧形导轨，19为第三滑块，20为延伸部，21为固定板通孔，22为铝合金框架，22-1为凸起部，23为石墨挡块，24为接触套筒支撑杆，25为螺母，26为支架，27为直线运动组件，28为波纹管真空传动组件，29为驱动电机，30为联轴器，31为丝杆，32为螺母，33为直线运动块，34为直线运动导轨，35为直线运动滑块，36为波纹管，37为拉杆，38为法兰，39为限位开关，40为kf法兰，41为石墨压块。a为孔径调节驱动机构的动力输出末端。
具体实施方式
35.下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
36.实施例
37.本实施例一种孔径连续可调的方孔粒子束准直器，其整体结构如图1所示，包括安装基座1、真空腔体2(主要由相配合的腔体本体2-1和腔体盖板2-2组成)、准直器主体3和孔径调节驱动机构4，真空腔体设于安装基座上，准直器主体设于真空腔体内，孔径调节驱动机构的动力输出末端a伸入真空腔体内并与准直器主体连接。各主要机构的具体结构如下：
38.如图2所示为准直器主体的具体结构：准直器主体中设有旋转圆盘5，旋转圆盘的中部设有圆盘通孔5-1，圆盘通孔的外周分布有若干弧形导槽5-2(本实施例中为四个，与准直块的数量相对应)，旋转圆盘的一端面外侧设有一对开合运动的第一准直块6，旋转圆盘的另一端面外侧设有一对开合运动的第二准直块7，第一准直块的开合运动方向与第二准直块的开合运动方向相垂直，各第一准直块和各第二准直块上还分别设有接触套筒8，每个接触套筒嵌入旋转圆盘上的弧形导槽内并在旋转圆盘转动时沿弧形导槽滑动；旋转圆盘的圆周外侧还设有联动组件，联动组件与孔径调节驱动机构的动力输出末端连接。联动组件包括联动曲杆9和双向铰链10，联动曲杆的一端设于旋转圆盘上，联动曲杆的另一端设有双向铰链；孔径调节驱动机构的动力输出末端为拉杆(如图6所示)，拉杆端部与双向铰链连接。旋转圆盘的外周还设有固定连接块11，下述第一导轨固定板和第二导轨固定板分别安装于固定连接块上，联动组件也安装于固定连接块上。该结构中，固定连接块主要作为其他各部件的安装基体，可提高安装后整体结构的稳定性。准直器主体中，旋转圆盘的两个端面外侧分别设有第一导轨固定板12和第二导轨固定板13；第一导轨固定板上安装有平行分布的两个第一导轨14，各第一准直块的两端分别设有第一滑块15，且各第一准直块的两端分别通过第一滑块安装于第一导轨上，两个第一准直块对称设置；利用第一导轨为第一准直块的运动提供导向作用，使两个第一准直块的运行平稳可靠，可更好地保障方孔孔径调节的精确度；第二导轨固定板上安装有平行分布的两个第二导轨16，各第二准直块的两端分别设有第二滑块17，且各第二准直块的两端分别通过第二滑块安装于第二导轨上，两个第二准直块对称设置；利用第二导轨为第二准直块的运动提供导向作用，使两个第二准直块的运行平稳可靠，可更好地保障方孔孔径调节的精确度。此外，第二导轨固定板上还安装有至少一个弧形导轨18，弧形导轨配置有第三滑块19，旋转圆盘朝向第二固定板的端面设有延伸部20，延伸部与第三滑块固定连接。旋转圆盘转动时，通过第三滑块绕弧形导轨的旋转中心做旋转运动，具有单一方向的自由度，其运行精度较高；本实施例为了进一步提升旋转
圆盘运动时的稳定性，第二固定板上设置对称的两个弧形导轨，各弧形导轨的弧度与旋转圆盘的圆周方向相适应，两个弧形导轨设于两个第二导轨的上下两端，各弧形导轨两端分别与两个第二导轨的端部相接，避免调节时旋转圆盘的运动与第二准直块的运动之间产生干涉。第一导轨固定板和第二导轨固定板的中部分别设有固定板通孔21，各固定板通孔与圆盘通孔同轴设置，两个第一准直块之间的通道和两个第二准直块之间的通道交叉形成与圆盘通孔同轴的方孔。本实施例中，第一准直块为沿水平方向运动的准直块，沿水平方向，两个第一准直块的运动方向相反；第二准直块为沿竖直方向运动的准直块，沿竖直方向，两个第二准直块的运动方向相反。
39.其中，单个第一准直块和单个第二准直块的结构相同，如图3所示，分别包括铝合金框架22、石墨挡块23、接触套筒8和接触套筒支撑杆24，石墨挡块安装于铝合金框架内，铝合金框架的一侧设有凸起部，接触套筒通过接触套筒支撑杆安装于凸起部22-1上，接触套筒支撑杆末端通过螺母25锁紧固定于凸起部上，石墨挡块的四周可通过多个石墨压块41配合螺钉或螺栓压紧固定于铝合金框架内。其中，铝合金框架和石墨挡块为准直块(包括第一准直块、第二准直块)的主体结构，铝合金框架上安装接触套筒支撑杆，二者之间相互锁紧，接触套筒安装于接触套筒支撑杆上且接触套筒可相对于接触套筒支撑杆进行旋转；当每对准直块(即第一准直块或第二准直块)的石墨挡块相互靠近或远离时，其中心的方孔孔径对应减小或增大，从而达到准直孔径的连续调节，对束流束斑尺寸起到准直调节作用。
40.上述准直器主体结构中，两个第一准直块之间留有一定距离的通道，两个第二准直块之间也留有一定距离的通道，这两个通道的相垂直并分别位于旋转圆盘的圆盘通孔两侧，通过第一准直块和第二准直块对圆盘通孔部分位置的遮挡，两个通道与圆盘通孔之间就形成了方孔，调整方孔孔径时，设于准直器主体外的孔径调节驱动机构提供动力，通过联动组件带动旋转圆盘转动，旋转圆盘转动的过程中利用弧形导槽的导向作用带动两个第一准直块和两个第二准直块同时进行开合动作(如图4所示)，从而同时调整各个通道的宽度，使两个通道与圆盘通孔之间所形成的方孔孔径产生变化；当每对准直块(即第一准直块或第二准直块)的石墨挡块相互靠近或远离时，其中心的方孔孔径对应减小或增大，从而达到准直孔径的连续调节，对束流束斑尺寸起到准直调节作用。各对准直块(即第一准直块或第二准直块)打开时的间隙距离(即上述两个通道的宽度)一致，因此可形成方孔，每对准直块中的两个准直块之间也可以完全接触，达到关闭的效果，此时可以作为束流开关使用；也可使两个准直块之间的间隙非常小，形成孔径非常小的准直孔。在实际应用过程中，还可进一步利用外接的控制系统对孔径调节驱动机构的动作及调节范围进行精准控制。
41.如图1所示，孔径调节驱动机构包括支架26、直线运动组件27和波纹管真空传动组件28，直线运动组件和波纹管真空传动组件分别安装于支架上，且直线运动组件的动力输出末端与波纹管真空传动组件连接。其中，如图5所示，直线运动组件包括驱动电机29、联轴器30、丝杆31、螺母32、直线运动块33、直线运动导轨34和直线运动滑块35，驱动电机的输出轴末端通过联轴器与丝杆连接，丝杆上设有螺母，螺母上固定安装有直线运动块；支架上还设有至少一个与丝杆相平行的直线运动导轨，直线运动导轨上配置有直线运动滑块，直线运动块还与直线运动滑块固定连接；在设备组装过程中，驱动电机的输出轴、联轴器和丝杆形成竖直向下的直线式动力输出结构，丝杆的两端可分别通过轴承座固定安装于支架上，驱动电机也固定安装于支架上；其中，作为优选的方式，驱动电机可采用步进电机，丝杆可
采用梯形丝杆，螺母也相应采用梯形螺母；进一步地，还可在支架上设置限位开关39(采用市面上通用的限位开关即可)，通过限位开关精准控制驱动电机及丝杆的运动行程，从而进一步提高准直器主体中的孔径调节精度。如图6所示，波纹管真空传动组件包括波纹管36、拉杆37和法兰38，拉杆的上端与直线运动块固定连接，拉杆的下端伸入真空腔体内后与旋转圆盘上的联动组件连接，拉杆外周套设波纹管，波纹管的上端与直线运动块固定连接，波纹管的下端设置法兰并通过法兰固定安装于真空腔体上；其中，波纹管为伸缩式结构，当直线运动组件驱动直线运动块进行升降运动时，拉杆会跟随进行升降运动，此时拉杆的下端会驱动联动组件进行摆动，从而带动旋转圆盘进行转动，该过程中波纹管通过其自身的伸缩运动来适应拉杆的升降运动。
42.此外，上述方孔粒子束准直器中，安装基座和真空腔体均采用与现有准直器相同结构的安装基座及真空腔体即可。其中，组成真空腔体的腔体本体和腔体盖板可采用铝合金或不锈钢制造，两者之间通过螺栓锁紧连接，并通过铟丝密封，真空腔体两侧分别设置有kf法兰40(如图1所示)，法兰处与其上下游的真空管连接，内部保持高真空状态，法兰中心与上述准直器主体中形成的方孔连通。实际施工应用时，可在真空腔体的顶部设置四处靶标座，供准直器准直标定用。
43.上述孔径连续可调的方孔粒子束准直器的孔径调节方法为：当需要调整准直器主体中的方孔孔径时，启动孔径调节驱动机构并输出动力，通过联动组件驱动旋转圆盘转动，旋转圆盘上的各弧形导槽跟随产生转动，驱使各接触套筒向靠近旋转圆盘中心的方向或远离旋转圆盘中心的方向进行运动，从而驱动两个第一准直块和两个第二准直块同时进行开合动作；当两个第一准直块之间的通道距离和两个第二准直块之间的通道距离产生变化时，在准直器主体内部所形成的方孔孔径就跟随产生变化，从而实现方孔孔径的调节。
44.上述孔径连续可调的方孔粒子束准直器及其孔径调节方法应用时，其原理如下：当需要调整准直器主体中的方孔孔径时，启动孔径调节驱动机构中的驱动电机，驱动电机输出动力后通过联轴器传递至丝杆，驱使丝杆转动，此时螺母带动直线运动块跟随丝杆进行升降运动，该过程中直线运动滑块与直线运动导轨相配合起到稳定的导向作用；随着直线运动块的升降运动，拉杆也跟随产生相应的升降运动，该过程中波纹管相应产生伸缩，拉杆末端通过双向铰链带动联动曲杆进行摆动，从而驱动准直器主体中的旋转圆盘转动，旋转圆盘转动的过程中利用弧形导槽的导向作用带动两个第一准直块和两个第二准直块同时进行开合动作，从而同时调整各个通道的宽度，使两个通道与圆盘通孔之间所形成的方孔孔径产生变化；当每对准直块(即第一准直块或第二准直块)相互靠近或远离时，其中心的方孔孔径对应减小或增大，从而达到准直孔径的连续调节，对束流束斑尺寸起到准直调节作用；其中，各对准直块(即第一准直块或第二准直块)打开时的间隙距离(即上述两个通道的宽度)一致，因此可形成方孔，每对准直块中的两个准直块之间也可以完全接触，达到关闭的效果，此时可以作为束流开关使用；也可使两个准直块之间的间隙非常小，形成孔径非常小的准直孔。
45.如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。