加速器及检测需求

加速器，是用人工方法把带电粒子加速到较高能量的装置，利用这些高能量，可在工业、农业、能源、医疗卫生等诸多方面造福人类，为人类社会创造巨大的经济和社会效益。

加速器技术创造的巨大价值，也使得其受到格外的关注，发展非常迅速。为保障质量以及设计性能的顺利实现，现代加速器设施和部件的制造与装配精度要求也越来越严格。

在本案例中，API非常有幸受到中国科学院近代物理研究所的邀请，对其某型加速器系统中的部件“多谐波聚束腔”实施检测及调装指导。

图1：待检测多谐波聚束腔（左）及主要待测部位示意（右）

多谐波聚束腔的检测要求

多谐波聚束腔为该型加速器系统的重要组成部件之一，其功能在于实现对电子束的操控，从而控制电子束的方向。具体待检测内容如下：

① 对部件接口处各孔的位置度进行检测；

② 检测内管与外管的端口处的同心度（请参考图1），并指导调整至最佳位置；

③ 以上检测精度要求0.1mm。

图2：Radian Plus激光跟踪仪和vProbe隐藏点智能测头

本案检测设备

根据测量需求，API工程师为本案选择了Radian Plus激光跟踪仪加vProbe隐藏点智能测头的测量系统解决方案（请参考图2）。

    Radian Plus激光跟踪仪，具有微米级（μm，0.001mm）的精度、超大的测量范围、高集成、便携、可完全无线操作等特点，能充分满足本案例中对多谐波聚束腔部件检测的精度需求、量程需求、并适用于在有限的工作空间内精准获取信息，快速捕捉所需数值。

vProbe智能测头可用于配合Radian Plus激光跟踪仪对部件深孔及隐藏部位等普通靶球无法直接测量的位置实现精准测量。

图3：使用Radian激光跟踪仪和vProbe智能测头对多谐波聚束腔实施测量作业现场

实际操作

① 对部件接口处各孔的位置精度进行检测

将Radian Plus激光跟踪仪安置在待测工件附近的合适位置，激光跟踪仪射出激光，并锁定vProbe隐藏点智能测头的接光口，使用vProbe智能测头的探针触碰部件端口位置以及深入隐藏待测位置，稳定后，Radian Plus激光跟踪仪随即以1000点/秒的采数速率对该点位置进行测量，并将数据信息实时发送至软件用于之后的分析。（请参考图3）

当所有待测位置数据采集完毕后，即可在软件中通过测量到的各点构建圆，并得到周长、圆心位置、直径等数据，将这些数据进行计算与比对，即可得知各孔角度分度、位置度的偏移量等信息。

② 内外管端口同心度检测与调整指导

数据采集过程与①项中类似，使用Radian Plus激光跟踪仪与vProbe隐藏点智能测头相配合分别采集外管与内管的数据，分别构建圆，并计算两圆的圆心，即可得知内外管端口同心度偏差信息。

图4：多谐波聚束腔内外管同心度调装指导作业现场

得到偏差信息后，以外管圆心为基准，将vProbe智能测头一点固定于内管的某一位置上，此时可调出使用“调装”功能，该点的位置坐标会实时显示在电脑屏幕上，操作者可根据该数值和基准数值的偏差，决定内管调整的方向，直至调整至所要求的公差范围之内。

更多应用

除本案例中对多谐波聚束腔部件的检测和调装指导外，Radian系列激光跟踪仪在加速器制造以及组装领域的各环节还有着更多的应用，详情请参考API官方微信公众号发布的前序案例，或致电API全国统一服务热线：400-685-0256，API团队将悉心为您服务，为您定制专属测量解决方案。

图5：API公司总部大楼

关于 API

美国自动精密工程公司（API 公司）于1987 年创建，总部位于美国马里兰州的洛克威尔城。API 公司自成立以来， 始终致力于机械制造领域精密测量仪器和高性能传感器的研发和生产，产品已广泛应用于美国及世界各国的先进制造领域，并在坐标测量和机床性能测试的高精度标准方面处于领先地位。API 公司拥有一支经验丰富、能力卓著的工程师队伍，不断开发出先进的创新性产品，以满足快速发展的工业技术需求。在美国联邦政府、企业及科学研究的诸多项目中，API 公司都是积极参与者和关键技术伙伴。迄今为止所取得的成就使其在国际精密测量领域享有很高的声誉。