一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置及方法与流程

1.本发明涉及同轴度测量技术领域，具体为一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置及方法。


背景技术：

2.同轴度公差是指被测轴线相对于基准轴线所允许的最大变动量，表明了被测轴线与基准轴线之间的重合程度。本文中的同轴度指的是超导磁体室温孔轴线与超导线圈产生磁场的内部磁感线轴线之间的同轴度，它是超导磁体的一项重要几何参数，直接影响超导磁体在极端条件科学设施、生物医学工程、国防特种装备、高精度的科学仪器以及农业的应用，对于精确磁场需求的磁体具有重要意义，因此提高超导磁体室温孔轴线与超导线圈产生磁场的内部磁感线轴线之间的同轴度具有重要意义。
3.超导磁体的主要结构由超导线圈、冷屏和腔体组成，同轴超导磁体一般由单个或多个绕组构成，其产生的磁场的磁感应强度分布呈现环向对称的特征，因此认为具有磁场的中心轴，同轴度产生偏差的原因很多，包括磁体绕组精度，装配精度等。
4.虽然同轴度的校准问题对于超导磁体十分重要，但是测量磁场的轴心并不方便，主要是由于同轴类型的超导磁体在轴心附近的经向磁场强度较为一致，对于位置变化的敏感度低，测量径向方向的磁场强度变化几乎无法分辨磁场的轴心位置。
5.为解决上述问题，因此我们提出一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置及方法。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置及方法，为了解决上述背景技术中提到的技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
7.本发明提供了一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置，包括：
8.校准筒，所述校准筒两端敞口；
9.内筒，伸入校准筒内，且两端与校准筒连接，所述内筒外壁上设有多个机械探头；
10.校准轴，穿入所述内筒中且两端均露出校准筒，所述校准轴上设有两个圆台部，所述圆台部的外径朝校准轴的轴向外侧依次递增，且两个圆台部外径朝同一个方向变化；
11.相对位置调节组件，用于调节机械探头在校准筒内的相对位置。
12.如上所述的一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置中，所述相对位置调节组件包括：
13.两个内卡套，设于校准筒两端，所述校准筒两个端口分别定义为第一端口、第二端口，所述内筒两端各设有一法兰，两个所述法兰分别安装在第一端口、第二端口上，两个所述内卡套分别与两个法兰连接；
14.两个外卡套，分别可拆卸连接在两个内卡套上；
15.两个调节螺母，分别螺纹套装在校准轴露出校准筒的两端上，且分别与两个所述外卡套的端面相抵。
16.如上所述的一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置中，两个所述外卡套上各设有支撑饼，两个所述支撑饼上设有定位孔，所述定位孔内插装有定位销，所述定位销穿设于两个外卡套的内壁上。
17.如上所述的一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置中，所述支撑饼端面上设有多个通孔形式的减重孔。
18.一种应用于超导磁体安装的同轴度测量方法，包括：
19.将由除校准筒以外的零部件组成的机械轴通过校准筒的第一端口置入校准筒后通电，内筒上的机械探头中的压力传感器通过计算机来实时显示各位移传感器的位移数据；
20.将机械轴置入校准筒后，机械轴上的机械探头将与校准筒相对应，通过计算机对机械探头的位移量进行归零处理；
21.将机械轴以不断电的方式抽出校准筒，而后将机械轴的小端法兰从超导磁体腔体大端法兰的室温孔插入至超导磁体腔体小端法兰的室温孔；
22.此时其中一个内卡套将与超导磁体腔体的小端法兰的内壁贴合，内筒的大端法兰将与超导磁体大端法兰的外壁贴合,机械轴与超导磁体腔体的室温孔保持高度同轴；
23.查看计算机中各机械探头的位移数据，调节超导磁体腔体上的径向栏杆的拉力至各对称机械探头的位移差至一定范围以内。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以对同种类型超导磁体产生超磁场的超导线圈和超导磁体室温孔的同轴度进行测量分析，通过机械探头与电脑连接后实时显示轴的偏移量，结合超导磁体的径向拉杆调整超导线圈的与超导磁体室温孔的同轴度，具有测试装置结构简单，调校精度高，方便操作等优点。本发明所述的测试装置和测试方法具有很高的精度，经其调校后，可将超导磁体中超导线圈产生的磁场轴线与超导磁体外部腔体室温孔的轴向达到高度一致。
附图说明
25.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
26.图1为本发明中一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置的组装结构示意图；
27.图2为图1中a处局部结构的放大示意图；
28.图3为图1中b处局部结构的放大示意图；
29.图4为本发明中内卡套的结构示意图；
30.图5为本发明中外卡套的结构示意图；
31.图6为本发明中外卡套的结构剖视示意图；
32.图7为本发明中外卡套的结构俯视角度示意图；
33.图8为本发明中支撑饼的结构示意图；
34.图9为本发明中校准轴的剖面结构示意图。
35.图中：1-校准轴，2-内筒，3-校准筒，4-机械探头，5-调节螺母，6-加固片，7-支撑
饼，8-限位帽，9-定位销，10-内卡套，11-外卡套，12-带凹槽的螺母，301-第一端口，302-第二端口。
具体实施方式
36.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
37.实施例
38.如图1-9所示，本实施例提供一种技术方案：一种应用于超导磁体安装的同轴度测量装置，包括校准筒3、内筒2、校准轴1、相对位置调节组件，校准筒3校准筒3两端敞口，且两个端口分别定义为第一端口301、第二端口302，内筒2伸入校准筒3内，且两端与校准筒3连接，内筒2外壁上设有多个机械探头4，另外机械探头4上套装由加固片6，加固片6与内筒外壁卡接，并能够用于对机械探头进行纵向限位，校准轴1穿入内筒2中且两端均露出校准筒3，校准轴1上设有两个圆台部，圆台部的外径朝校准轴1的轴向外侧依次递增，且两个圆台部外径朝同一个方向变化，相对位置调节组件用于调节机械探头4在校准筒3内的相对位置，具体来说相对位置调节组件包括两个内卡套10、两个外卡套11、两个调节螺母5，两个内卡套10设于校准筒3两端，内筒2两端各设有一法兰，两个法兰分别安装在第一端口301、第二端口302上，两个内卡套10分别与两个法兰抵触连接，两个外卡套11分别可拆卸连接在两个内卡套10上，两个调节螺母5分别螺纹套装在校准轴1露出校准筒3的两端上，且分别与两个外卡套11的端面相抵，将由除校准筒3以外的零部件组成的机械轴通过校准筒3的第一端口301置入校准筒3后通电，内筒2上的机械探头4中的压力传感器通过计算机来实时显示各位移传感器的位移数据；将机械轴置入校准筒3后，机械轴上的机械探头4将与校准筒3相对应，通过计算机对机械探头4的位移量进行归零处理；将机械轴以不断电的方式抽出校准筒3，而后将机械轴的小端法兰从超导磁体腔体大端法兰的室温孔插入至超导磁体腔体小端法兰的室温孔；此时其中一个内卡套10将与超导磁体腔体的小端法兰的内壁贴合，内筒2的大端法兰将与超导磁体大端法兰的外壁贴合,机械轴与超导磁体腔体的室温孔保持高度同轴；查看计算机中各机械探头4的位移数据，调节超导磁体腔体上的径向栏杆的拉力至各对称机械探头4的位移差至一定范围以内，此外校准轴上还螺纹套装有带有凹槽的螺母12，用于对支撑饼7进行定位。
39.另外在本实施例中，校准轴1两端可拆卸连接有限位帽8，限位帽8用于防止调节螺母5从校准轴1上脱落下来。
40.另外在本实施例中，两个外卡套11上各设有支撑饼7，两个支撑饼7上设有定位孔，定位孔内插装有定位销9，定位销9穿设于两个外卡套11的内壁上。
41.另外在本实施例中，支撑饼7端面上设有多个通孔形式的减重孔，至少一定程度上降低了本装置的重量。
42.另外在本实施例中，两个外卡套11外壁上沿其径向方向设有内外两道环形凹槽，轴向方向设有多道竖直凹槽，竖直凹槽与环形凹槽的贯通处设有圆孔，这样外卡套能够产生弹性撑开形变，以与内卡套更好地配合安装。
43.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对
前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。