[发明专利]一种回旋加速器磁测霍尔探头温度控制装置

说明书

本发明公开一种回旋加速器磁测霍尔探头温度控制装置，包括探头工装、霍尔探头、散热铜片、半导体制冷片、NMR探头、陶瓷纤维隔热片；探头工装包括探头支撑及定位底座，探头工装由束流探针孔插入放置于超导磁体磁极间隙中心位置；所述霍尔探头水平贴在半导体制冷片的热面；散热铜片上侧与半导体制冷片冷面贴装，下侧与陶瓷纤维隔热片贴装；散热铜片和陶瓷纤维隔热片固定于探头支撑前段上表面；陶瓷纤维隔热片放置于NMR探头上，NMR探头嵌入到探头支撑前段上部与定位底座前段的凹槽内，并固定于探头工装上。本装置在设计上满足超导磁体磁极间隙均匀场空间的限制，同时完成了检测探头的温度控制，实现了在不同温度条件下进行磁场强度测量的目的。

技术领域

本发明涉及一种霍尔探头的温度控制装置。该温度控制装置按照超导磁体磁极间隙空间大小设计，在保证探头处于间隙均匀场空间中的同时，实现了霍尔探头温度的调节和控制。

背景技术

回旋加速器在核医学领域有着广泛的应用，尤其是在放射性药物制药，肿瘤治疗等领域有重要意义。它能够实现用微观世界中的质子、重离子射线治疗肿瘤，是当今世界最尖端的放射治疗技术，仅有个别发达国家掌握并应用该技术。合肥离子医学中心对研制紧凑型超导回旋加速器做了大量的调研和实验工作，并开展了超导回旋加速器的研制工作。

超导回旋加速器磁场主要由常温主磁铁和超导线圈提供，它是回旋加速器相当重要的组成部分，加速器磁场为束流的运动提供了约束力和强聚焦力，其场型分布直接决定了该回旋加速器的性能。为了检验超导回旋加速器中的超导线圈的加工质量及其位置安装精度，需要分析超导线圈的磁场性能，因此需要设计磁场测量系统对超导线圈中心平面及附近的磁场进行精准测量。近年来，随着磁场测量技术的不断发展，测量的范围达到10^-15～10³T，而国内外的霍尔传感器测量在高磁场情况下，不能精确测量。

因此，需要用更精准的设备磁场测量工具核磁共振仪来校准和标定霍尔传感器。核磁共振仪和霍尔传感器需要放置于均匀度小于10^-4磁场区域内以保证校准精度，同时需要完成霍尔探头在20℃、26℃和32℃温度条件下的磁场强度测量和校准，因此依据均匀场区域的结构和空间尺寸设计此温度控制装置，实现霍尔探头的温度调节。

发明内容

为实现超导磁体磁极间隙均匀场区域在不同温度条件下的磁场强度测量，需要将霍尔探头置于均匀场区域并对霍尔探头进行温度控制，本发明提供一种回旋加速器磁测霍尔探头温度控制装置，此温度控制装置满足了超导磁体磁极间隙的空间限制，同时实现了用于磁场测量霍尔探头的温度控制。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种回旋加速器磁测霍尔探头温度控制装置，包括探头工装、霍尔探头、散热铜片、半导体制冷片、NMR探头、陶瓷纤维隔热片；所述探头工装包括探头支撑及定位底座，探头工装由束流探针孔插入放置于超导磁体磁极间隙中心位置；所述霍尔探头水平贴在半导体制冷片的热面；所述散热铜片上侧与半导体制冷片冷面贴装，下侧与陶瓷纤维隔热片贴装；散热铜片和陶瓷纤维隔热片固定于探头支撑前段上表面；陶瓷纤维隔热片放置于NMR探头上，NMR探头嵌入到探头支撑前段上部与定位底座前段的凹槽内，并固定于探头工装上。

所述探头支撑前段下部为台阶口设置，探头支撑后段的上部向内陷设置形成定位底座；其中，探头支撑前段上部与定位底座的前段设有凹槽。

所述散热铜片厚度为1mm，其长度和宽度大于半导体制冷片。

所述散热铜片和陶瓷纤维隔热片由两侧紧固螺钉固定于探头支撑前段上表面；所述NMR探头由两侧紧固螺钉固定于探头工装上。

所述半导体制冷片实现温度控制为：在20℃、26℃、32℃三个温度档的切换，所测均匀场位于回旋加速器超导磁体磁极间隙；该间隙高度为20mm,均匀场区域为直径5mm,高度8mm的柱形区域，均匀场中心与间隙中心重合。