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[发明专利]一种全数字自激环路-CN202110400875.0在审
发明人：付晓亮;殷治国;张天爵;纪彬 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2021-04-14 - 公布日： 2021-07-23 - 主分类号： H03L7/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种全数字自激电路，包括高频腔体、高频腔体输入端的发射机、高频腔体输出端的比较器、连接比较器输出端和发射机输入端从而构成全数字自激环路的FPGA；所述FPGA包括DDS、CPU、锁相环，该DDS用于使环路的频率与腔体的谐振频率保持一致，其输入端连接CPU和锁相环，输出端连接发射机；该CPU用于控制DDS的幅度和相位、以及控制锁相环选择时钟源，该锁相环用于给DDS提供时钟输入信号，其特征在于：该全数字自激电路采用DDS作为系统的信号源，具体为采用DDS的输出作为DDS的时钟输入，所述的发射机即为放大器，本发明把大家认为只能在他激环路中应用的DDS核心器件应用到自激环路中，而且实现方式非常简单,经过实验室测试成功,取得了预料不到的效果。
一种数字环路

[发明专利]一种超导回旋加速器中的束流滑相测量方法-CN202010986877.8有效
发明人：李明;张天爵;冀鲁豫;管锋平 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2020-09-18 - 公布日： 2021-07-20 - 主分类号： H05H13/00 文献下载
摘要：本发明提出一种超导回旋加速器中的束流滑相测量方法，包括以下步骤：径向靶固定在回旋加速器某一半径处，测量径向靶上测得的束流流强Ib；以较小的步长不断调高超导线圈电流，直到径向靶上测得的束流流强为原来的1/2，记录此时超导线圈电流增加量ΔI1。以较小的步长不断调低超导线圈电流，直到径向靶上测得的束流流强为原来的1/2，即，记录此时的超导线圈电流增加量ΔI2，计算该半径位置束流的中心粒子滑相，调整径向靶到不同的半径位置，重复以上步骤可以得到一系列不同半径位置的中心粒子滑相，评估实际加速器磁场与前期测量磁场的偏差，本测量方法能够准确评估研制后期的磁场误差，避免了磁场测量过程，从而大幅减小工作量，加快加速器研制进程。
一种超导回旋加速器中的束流滑相测量方法

[发明专利]一种螺旋扇磁极侧边的变深度倒角加工方法-CN201910193652.4有效
发明人：李明;张天爵;崔涛;王川;林军 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2019-03-14 - 公布日： 2021-07-16 - 主分类号： B23Q15/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种螺旋扇磁极侧边的变深度倒角加工方法，包括以下步骤：先计算出一个螺旋扇磁极侧边变深度倒角的形状体作为切割体；将该切割体和准备进行变深度加工倒角的螺旋扇磁极形状体进行布尔运算的差集运算，从而完成该切割体对该螺旋扇磁极侧边的切割、切割后生成加工倒角后的螺旋扇磁极三维模型；将完成加工倒角后的螺旋扇磁极三维模型，导入机床加工软件，从而完成加工程序。本发明通过建立变深度倒角切割体、以及建立两折线角平分线模型，解决了回旋加速器中螺旋扇磁极侧边的变深度倒角加工问题，通过机械软件布尔运算功能实现高精度变深度倒角切割模型，有助于提高多个磁铁倒角加工的一致性，降低磁场的非对称性，提高加速器整体性能。
一种螺旋磁极侧边深度倒角加工方法

[发明专利]一种用于BNCT加速器的中心区结构-CN202110266503.3在审
发明人：郑侠;管锋平;冀鲁豫;宋国芳;张天爵;安世忠 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2021-03-11 - 公布日： 2021-06-04 - 主分类号： H05H13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于BNCT加速器的中心区结构，通过将限束板组件位置进行改进，解决了上法兰盘因缺少有效导热物体而使得螺旋偏转板的上法兰盘的热量散不出去的问题；通过将上偏转板体积增大一倍，使得上偏转板能够和限束板组件连接在一起，从而将上偏转板的热量能够通过限束板组件传递出去；通过对上下法兰之间的束流通道的壁厚进行改进，增强了上偏转板的导热效果；通过在下法兰盘上开设抽真空缝隙，使得法兰盘的作用不仅仅是连接物体，还成为抽真空的通道，通过在下陶瓷绝缘垫的外围增加一个平面高于它的陶瓷绝缘罩，使得单一的陶瓷绝缘垫变成了叠加的陶瓷绝缘垫，陶瓷绝缘垫总体形状、位置、厚度被改变了，由此解决了因绝缘不好打火的问题。
一种用于 bnct 加速器中心区结构

[发明专利]一种用于紧凑型回旋加速器内部的束流强度测量靶头-CN202110064773.6在审
发明人：温立鹏;殷治国;郑侠;张天爵 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2021-01-18 - 公布日： 2021-05-11 - 主分类号： G01T1/29 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于紧凑型回旋加速器内部的束流强度测量靶头，该测量靶头包括前陶瓷基板和后陶瓷基板，后陶瓷基板内侧沉积金属层、用于接受束流，后陶瓷基板内侧远离靶头金属层的一端设有三条相对短的金属线，中间一条金属线为信号连接金属线，该信号连接金属线与后陶瓷基板内侧的金属层联通，两边的金属线为接地线；后陶瓷基板外侧沉积金属层作为屏蔽层；前陶瓷基板上仅在外侧沉积金属层作为屏蔽层；在前陶瓷基板上为束流入射提供了相应的束流入射通路、将后陶瓷基板和前陶瓷基板相结合成为用于紧凑型回旋加速器内部的束流强度测量靶头；本发明采用陶瓷基板制作靶头代替机械加工方法制作靶头，解决了机械加工成本高、废品率高的问题。
一种用于紧凑型回旋加速器内部强度测量

[发明专利]一种用于超导回旋加速器的螺旋型径向靶上束流模拟方法-CN201910996321.4有效
发明人：冀鲁豫;张天爵;安世忠;管锋平;温立鹏;郑侠 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2019-10-18 - 公布日： 2021-05-04 - 主分类号： G01T1/29 文献下载
摘要：本发明提出了一种用于超导回旋加速器的螺旋型径向靶上束流模拟方法：包括步骤一、选择径向靶的材料和形状；步骤二、模拟靶放在距加速器中心当前位置的时候，大量粒子打在靶当前位置时的入射位置、入射速度和入射角度；所述入射速度即是粒子入射能量；步骤三、模拟不同速度粒子垂直入射时最大能打穿靶的厚度L2和束流通过径向靶发生散射后的散射分布；步骤四、由粒子打在靶时上的入射位置、入射速度、入射角度以及步骤一靶的形状计算粒子实际能打穿靶的厚度L1；步骤五、若L1L2，粒子就无法打穿靶；统计未能打穿靶的粒子得到总数；更改步骤二靶的当前位置，重复步骤二到步骤五，计算各位置处的情况；本发明具有精确、高效的优点，有利于径向靶的优化。
一种用于超导回旋加速器螺旋径向靶上束流模拟方法

[发明专利]一种基于数字锁相环的全数字低电平系统-CN201910828189.6有效
发明人：付晓亮;殷治国;纪彬;魏俊逸;张天爵 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2019-09-03 - 公布日： 2021-03-26 - 主分类号： H03L7/087 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于数字锁相环的全数字低电平系统，该全数字低电平系统整体上为一个闭环回路，用于控制高频信号的幅度相位信息；该闭环回路从加速器腔体两端拆开由三条并联的主体幅相控制分支组成；该三条并联的主体幅相控制分支共用一个输入端ADC和一个输出端DAC；该ADC输入端从加速器腔体取样数据、该DAC将数字信号转换为模拟信号后输出给功率放大器，经过功率放大器馈入到加速器腔体，ADC再从加速器腔体取样，从而形成闭环回路；该闭环回路还连接有一个将整个系统所有信号的相位锁定到外部参考信号源上的数字锁相环，本发明解决了锁定多个信号的相位到同一个信号源的问题，减少了系统接口，降低了系统复杂度，提高了系统可靠性。
一种基于数字锁相环电平系统

[发明专利]一种剥离引出回旋加速器单圈束流引出装置和方法-CN201911252579.X有效
发明人：安世忠;冀鲁豫;李明;张天爵;魏素敏 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2019-12-09 - 公布日： 2021-03-09 - 主分类号： H05H13/00 文献下载
摘要：本发明公开一种剥离引出回旋加速器单圈束流引出装置，包括布设在回旋加速器半径上、相差180度角度、且可径向移动距离的2个剥离靶装置；该2个剥离靶装置的头部均安装有用于剥离引出质子束所需要的剥离膜；还包括布设在回旋加速器小半径低能区域的相位选择器，该相位选择器用于实现对加速的负氢离子束流进行相位选择；所述布设在回旋加速器半径上、相差180度角度、且可径向移动距离的2个剥离靶装置以及布设在回旋加速器小半径低能区域的相位选择器用于实现加速器束流的单圈引出。本发明实现了在剥离引出方式回旋加速器双向引出束流的情况下实现一个引出通道的单圈引出，以获得比较高的引出束流品质。
一种剥离引出回旋加速器单圈束流装置方法

[发明专利]一种用于旋转机架束流线安装的安装机构和方法-CN201911191716.3有效
发明人： 张天爵;尹蒙;魏素敏;安世忠;吕银龙 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2019-11-28 - 公布日： 2021-03-09 - 主分类号： B23P19/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种旋转机架束流线安装机构，包括：旋转机架、运载工装车；所述旋转机架偏向下部设有上下间隔一定距离的分段式水平运送轨道；所述运载工装车包括水平支撑板运载车和倾斜支撑板运载车，还包括以下步骤：将束流线上各个偏转磁铁以外的轻量级组件作为模块化组件对象；将束流线上各个偏转磁铁作为独立组件对象；按照各个轻量级组件连续排布的方向进行模块化分类：将水平方向连续排布的轻量级组件作为一类、将斜线方向连续排布的轻量级组件作为另一类；组装后分别运送到旋转机架上；在旋转机架上按照顺序完成各个模块化组件和独立组件的安装和束流准直。本发明使得旋转机架束流线安装效率由过去半年期的安装周期缩短为两个月。
一种用于旋转机架流线安装机构方法

[实用新型]一种全数字高频腔体打火检测装置-CN202021743970.8有效
发明人：付晓亮;殷治国;纪彬;魏俊逸;管锋平;张天爵 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2020-08-20 - 公布日： 2021-03-09 - 主分类号： G01R19/25 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种全数字高频腔体打火检测装置，包括两路腔体取样信号、该两路腔体取样信号输入到FPGA后进行后续的数字化处理，一路取样信号输入到FPGA后进行幅度和相位控制、整个信号路径为一个环；另一路取样信号经过比较器形成方波信号2，输入到FPGA的计数器2中进行计数；FPGA内设有一个与输出RF信号同频率的DDS1作为伴随信号，该伴随信号经过比较器后形成方波信号1、输入到FPGA的计数器1中进行计数，所述计数器1和计数器2共享一个使能信号、该使能信号来自一个FPGA内的D触发器，所述计数器1和计数器2的输出端连接打火比较器；本实用新型解决了采用模拟检测器检测时容易误触发、传统模拟电路温度漂移，以及采用传统FPGA计算信号幅度耗时长的问题。
一种数字高频打火检测装置

[实用新型]一种脉冲高压测量装置-CN202020646894.2有效
发明人：邹俭;郑侠;王川;张天爵 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2020-04-25 - 公布日： 2021-03-09 - 主分类号： G01R19/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种脉冲高压测量装置，包括回路中用作两个串联电容共用电极和测量电极的环形电极，该环形电极两侧各有一个环状端面，一个环状端面侧设有脉冲高压源，另一个环状端面侧设有负载，高压电极和绝缘隔板沿着轴向穿过环形电极的内径连接其两端的脉冲高压源和负载，绝缘隔板包围在高压电极外表面；环形电极内径表面与高压电极通过绝缘隔板构成了高压端电容；在环形电极两侧的环状端面上设有绝缘薄膜、金属法兰，由此，环形电极的两个侧端面与金属法兰通过环形薄膜构成了一个串联的低压端电容；在环形电极和两个法兰的外侧还包围有环状的、等效为金属密封圈的金属回路盘，本实用新型使得环形电极具有分压的功能，取得了意料不到的效果。
一种脉冲高压测量装置

[发明专利]高精密电磁组合测量方法及基于该方法的负氢回旋加速器-CN202011297102.6有效
发明人： 张天爵;吕银龙;安世忠;殷治国;纪彬;贾先禄;魏素敏;葛涛;姚红娟;邢建升;管锋平;宋国芳;潘高峰;樊明武 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2020-11-19 - 公布日： 2021-01-22 - 主分类号： G01R29/08 文献下载
摘要：本发明公开了高精密电磁组合测量方法及基于该方法的负氢回旋加速器，属于强流质子回旋加速器电磁场特性、电场分布测量技术领域；本发明测量方法为：强流负氢离子束产生过程的测量；强流负氢离子束传输过程的测量；强流负氢离子束注入过程的测量；强流负氢离子束加速过程的测量；强流负氢离子束引出过程的测量；本发明还公开了基于高精密电磁组合测量方法的紧凑型高平均流强负氢回旋加速器，本测量方法贯穿了强流负氢离子产生、传输、强注入、加速、引出全过程，通过主磁铁组件与高频子系统、注入引出子系统、双层密封真空室的等系统整体集成过程中安装、组合、调试各环节配合技术，解决了从束流注入、到加速、到引出各环节束流损失问题。
精密电磁组合测量方法基于方法回旋加速器

[发明专利]强磁场高频场耦合测试法和基于该方法的超导回旋加速器-CN202011297103.0有效
发明人： 张天爵;王川;李明;崔涛;殷治国;纪彬;邢建升;吕银龙;张素平;葛涛;贾先禄;卢晓通;尹蒙;温立鹏;管锋平;蔡红茹;刘景源;王飞;朱晓锋 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2020-11-19 - 公布日： 2021-01-22 - 主分类号： G01R29/08 文献下载
摘要：本发明公开了强磁场高频场耦合测试法和基于该方法的超导回旋加速器，用于强流质子回旋加速器电磁场特性、电场分布测量技术领域,包括以下步骤：强磁场高频场的整体参数的匹配设置测试；平衡高频电压对称性和轴向聚焦的匹配设置测试；磁场与高频系统与工作路径间匹配设置测试；离子源与中心区高频腔匹配设置测试；中心区高频腔与主磁铁芯柱匹配设置测试；该加速器为小型化高剂量中能超导回旋加速器，包括超导强磁场系统与高频系统间的匹配结构、主真空系统与离子源以及超导强磁场系统和高频系统之间的匹配结构、从离子源到中心区到加速区到引出区全过程的束流匹配结构。本发明采用各个环节的配合技术，从整体效应上解决了小型化、高剂量的新问题。
磁场高频耦合测试基于方法超导回旋加速器

[实用新型]一种产生脉冲点光源的电极结构-CN202020772273.9有效
发明人：邹俭;郑侠;王川;张天爵 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2020-05-11 - 公布日： 2020-12-22 - 主分类号： H01J35/06 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种产生脉冲点光源的电极结构，包括强流脉冲源、真空腔体、输出电极、圆锥型冷阴极、圆锥型冷阳极、金属法兰，回路电极、该回路电极与圆锥型冷阴极锥尖方向相向而设一个圆锥型阳极，该圆锥型冷阴极和圆锥型阳极尺寸相等、且两个锥尖位于同一条直线上、且各自锥尖部设有丝孔、金属丝通过丝孔连接在圆锥型冷阴极与圆锥型阳极之间，从而构成丝负载；回路电极通过真空腔体外壳构成回路。本实用新型采用元素替代的方法，取得了预料不到的效果：通过固有电极替代原有多丝的部分，只需1根金属丝和2个固有电极，替代原有多丝结构，由于采用固有电极设计有效提高了安装效率和安装精度，避免了多丝交叉结构安装过程中叉点位置变形引起的误差。
一种产生脉冲光源电极结构

[发明专利]带有无色散直线节的等时性回旋加速器、注入和引出方法-CN201911354584.1有效
发明人：边天剑;张天爵;安世忠;王川;李明 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2019-12-25 - 公布日： 2020-11-17 - 主分类号： H05H13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种带有无色散直线节的等时性回旋加速器，包括分别布设在回旋加速器束流曲线上的注入和引出系统、沿加速器束流曲线方向间隔布设的用于产生至少一组无色散直线节和产生等时性磁场的多个周期性磁铁组件、沿多个周期性磁铁组件之间的无磁场空间内布设的无色散直线节、每个无色散直线节上布设的小孔径高频加速系统；还公开了一种带有无色散直线节的等时性回旋加速器的束流注入方法，设定所需的束流能量范围；选择需要引出的能量；加速器控制器对被引出的能量分配引出时刻，并控制排队引出。本发明将不同能量不同轨道特征、等时性特征、无色散直线节特征进行有机组合，解决了加速器能量范围内变能量连续引出的新的技术问题。
带有色散直线回旋加速器注入引出方法