CN111239468A - 一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，包括电磁铁电源、偏转电磁铁、示波器和隔离变压器；所述电磁铁电源的输入端电连接在电网上，所述电磁铁电源的输出端与偏转电磁铁电连接，所述示波器的采样端电连接在偏转电磁铁与电磁铁电源之间，所述示波器的供电端与隔离变压器电连接，本发明实现了对电源电流纹波有效值的测量。
Description
技术领域
本发明涉及电磁铁电源电流纹波检测技术领域，具体是一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构。
背景技术
医用加速器将粒子加速后，引出的束流，需要经过由电磁体形成磁场对高速质子束流进行偏转和聚焦，输运到治疗端，偏转电磁铁是束流传输***中一种电磁铁，将加速器引出端的束流在传输过程中改变其运动方向到达指定端，偏转电磁铁电源是为电磁铁提供能量的设备，电源设备供电质量及供电可靠性，将直接影响整个输运***工作及其稳定性。
偏转电磁铁的磁场特性不仅受结构、材料的影响，还与为电磁铁线圈提供励磁电流的电源特性密切相关。偏转电磁铁电源是一种高精度、高稳定度的直流电流源。其中电源电流纹波的大小，会对电磁体磁场精度和稳定性产生很大影响。然而现在还没有有效的方法对电磁铁电源电流纹波进行测试，从而给工作带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，以解决上述背景技术中提出的还没有有效的方法对电磁铁电源电流纹波进行测试问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，包括电磁铁电源、偏转电磁铁、示波器和隔离变压器；
所述电磁铁电源的输入端电连接在电网上，所述电磁铁电源的输出端与偏转电磁铁电连接，所述示波器的采样端电连接在偏转电磁铁与电磁铁电源之间，所述示波器的供电端与隔离变压器电连接。
电磁铁电源将输入的交流电转换为可控的直流电输出给偏转电磁铁提供励磁电流；偏转电磁铁将加速器引出端的束流在传输过程中偏转其运动方向，感抗为mH级；隔离变压器是给示波器供电，保证示波器测量无来自电网供电的干扰；示波器的灵敏度应不小于10mV/div，频带宽度应不小于200MHz。
作为本发明进一步的方案：所述示波器为数字示波器。
作为本发明进一步的方案：所述偏转电磁铁一端与电磁铁电源输出端的正极相连，另一端与电磁铁电源输出端的负极相连。
作为本发明进一步的方案：还包括示波器探头，所述示波器的采样端通过示波器探头电连接在偏转电磁铁与电磁铁电源之间，示波器探头便于采集电压信号。
作为本发明进一步的方案：还包括双绞线，所述双绞线中一根的一端与电磁铁电源输出端的正极相连，另一端与示波器探头的正极连接，所述双绞线中另一根的一端与电磁铁电源输出端的负极相连，另一端与示波器探头的地端连接，通过双绞线的设置便于实现示波器探头电连接在偏转电磁铁与电磁铁电源之间。
双绞线是为了减少信号传输环路面积，从而减小差模干扰。
作为本发明进一步的方案：所述双绞线的终端并联有电容，电容接在示波器探头输入线两端用来消除差模干扰。
作为本发明进一步的方案：该测试结构工作方法的具体步骤包括：
示波器探头将采集的电压信号传输给示波器；
示波器对被测信号的电压纹波波形进行傅里叶分析，分别记录50-350Hz范围内每隔50Hz各工频频率fi及对应的电压纹波有效值ui；
结合偏转电磁铁的电感值L，计算出电磁铁电源的输出电流纹波有效值Irms，其中
电源正常工作后，通过双绞线和示波器探头将采集的电压信号传输给示波器，被测信号用示波器交流耦合采集电源输出端电压纹波，记录示波器波形；通过示波器FFT功能对电压纹波波形进行傅里叶分析，分别读取记录50/100/150/200/250/300/350Hz各工频频率fi及对应的电压纹波有效值ui，结合对应的电磁铁的电感值L，计算出电源的输出电流纹波有效值Irms。
将双绞线的一端电连接在电磁铁电源和偏转电磁铁之间，另一端与电容电连接，电容接在示波器探头输入线两端用来消除差模干扰，示波器探头通过双绞线将采集的电压信号传输给示波器，示波器对被测信号的电压纹波波形进行傅里叶分析，分别记录各频率fi及对应的电压纹波有效值ui；结合偏转电磁铁的电感值L，计算出电磁铁电源的输出电流纹波有效值Irms，其中
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将示波器的采样端电连接在偏转电磁铁与电磁铁电源之间，示波器实现了对被测信号的电压纹波波形进行傅里叶分析，分别记录各频率fi及对应的电压纹波有效值ui；结合偏转电磁铁的电感值L，计算出电磁铁电源的输出电流纹波有效值Irms，其中
通过设置示波器探头，便于采集电压信号；通过设置双绞线，便于实现示波器探头电连接在偏转电磁铁与电磁铁电源之间，减少信号传输环路面积，从而减小差模干扰；这种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构实现了对电源电流纹波有效值的测量。
附图说明
图1为一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构示意图；
图中：1、电磁铁电源；2、偏转电磁铁；3、示波器；4、隔离变压器；5、示波器探头；6、双绞线；7、电容。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1，本发明实施例中，一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，包括电磁铁电源1、偏转电磁铁2、示波器3和隔离变压器4；
电磁铁电源1的输入端电连接在电网上，电磁铁电源1的输出端与偏转电磁铁2电连接，示波器3的采样端电连接在偏转电磁铁2与电磁铁电源1之间，示波器3的供电端与隔离变压器4电连接。
电磁铁电源1将输入的交流电转换为可控的直流电输出给偏转电磁铁2提供励磁电流；偏转电磁铁2将加速器引出端的束流在传输过程中偏转其运动方向，感抗为mH级；隔离变压器4是给示波器3供电，保证示波器3测量无来自电网供电的干扰；示波器3的灵敏度应不小于10mV/div，频带宽度应不小于200MHz。
示波器3为数字示波器。
偏转电磁铁2一端与电磁铁电源1输出端的正极相连，另一端与电磁铁电源1输出端的负极相连。
还包括示波器探头5，示波器3的采样端通过示波器探头5电连接在偏转电磁铁2与电磁铁电源1之间，示波器探头5便于采集电压信号。
还包括双绞线6，双绞线6中一根的一端与电磁铁电源1输出端的正极相连，另一端与示波器探头5的正极连接，双绞线6中另一根的一端与电磁铁电源1输出端的负极相连，另一端与示波器探头5的地端连接，通过双绞线6的设置便于实现示波器探头5电连接在偏转电磁铁2与电磁铁电源1之间。
双绞线6是为了减少信号传输环路面积，从而减小差模干扰。
双绞线6的终端并联有电容7，电容7为0.1μF，电容7接在示波器探头5输入线两端用来消除差模干扰。
该测试结构工作方法的具体步骤包括：
示波器探头5将采集的电压信号传输给示波器3；
示波器3对被测信号的电压纹波波形进行傅里叶分析，分别记录50-350Hz范围内每隔50Hz各工频频率fi及对应的电压纹波有效值ui；
结合偏转电磁铁2的电感值L，计算出电磁铁电源1的输出电流纹波有效值Irms，其中
本发明在使用时，工作人员将双绞线6的一端电连接在电磁铁电源1和偏转电磁铁2之间，另一端与电容7电连接，电容7的设置用来消除差模干扰，示波器探头5通过双绞线6将采集的电压信号传输给示波器3，示波器3对被测信号的电压纹波波形进行傅里叶分析，分别记录各频率fi及对应的电压纹波有效值ui；结合偏转电磁铁2的电感值L，计算出电磁铁电源1的输出电流纹波有效值Irms，其中
在本发明中所描述的“固定连接”表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起；“转动连接”是指两部件连接在一起并能相对运动。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构,其特征在于，包括电磁铁电源(1)、偏转电磁铁(2)、示波器(3)和隔离变压器(4)；
所述电磁铁电源(1)的输入端电连接在电网上，所述电磁铁电源(1)的输出端与偏转电磁铁(2)电连接，所述示波器(3)的采样端电连接在偏转电磁铁(2)与电磁铁电源(1)之间，所述示波器(3)的供电端与隔离变压器(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，其特征在于，所述示波器(3)为数字示波器。
3.根据权利要求1所述的一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，其特征在于，所述偏转电磁铁(2)一端与电磁铁电源(1)输出端的正极相连，另一端与电磁铁电源(1)输出端的负极相连。
4.根据权利要求1所述的一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，其特征在于，还包括示波器探头(5)，所述示波器(3)的采样端通过示波器探头(5)电连接在偏转电磁铁(2)与电磁铁电源(1)之间。
5.根据权利要求4所述的一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，其特征在于，还包括双绞线(6)，所述双绞线(6)中一根的一端与电磁铁电源(1)输出端的正极相连，另一端与示波器探头(5)的正极连接，所述双绞线(6)中另一根的一端与电磁铁电源(1)输出端的负极相连，另一端与示波器探头(5)的地端连接。
6.根据权利要求1所述的一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，其特征在于，所述双绞线(6)的终端并联有电容(7)。
7.根据权利要求1所述的一种医用加速器束流偏转电磁铁电源电流纹波的测试结构，其特征在于，该测试结构工作方法的具体步骤包括：
示波器探头(5)将采集的电压信号传输给示波器(3)；
示波器(3)对被测信号的电压纹波波形进行傅里叶分析，分别记录50-350Hz范围内每隔50Hz各工频频率fi及对应的电压纹波有效值ui；
结合偏转电磁铁(2)的电感值L，计算出电磁铁电源(1)的输出电流纹波有效值Irms，其中
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