專利名稱：一種光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
絲掃描(WBPM, Wire Beam Position Monitor)是一種同步福射光位置診斷設(shè)備， 在絲掃描的移動過程中通過感應(yīng)光電流的變化來確定同步光的位置；例如，交叉雙絲掃描探測器采用一個驅(qū)動器就可以同時測量X、Y兩個方向的光強分布。在同步光位置診斷過程中，為獲取當(dāng)前光斑中心的位置，需要WBPM在全行程內(nèi)掃描，并記錄若干不同位置點上的光電流數(shù)值，從而得出光強分布圖。在具體操作時，通常先將WBPM移動到一個限位點作為起點，移動若干距離、讀取光電流、記錄數(shù)據(jù)，再移動若干距離、讀取光電流、記錄數(shù)據(jù)，直到WBPM移動到另一個限位點，然后對所記錄的位置值和光電流值進行分析，找到光電流最大的位置。然而，這種診斷設(shè)備的缺點是工作效率太低，一次同步光位置診斷過程就需耗費大量時間，如果要得到較高精度的光強分布圖，依靠人工操作和記錄幾乎無法實現(xiàn)；此外，數(shù)據(jù)的分析無法在線完成，每次掃描結(jié)束后，要將數(shù)據(jù)導(dǎo)入其他軟件才能進行分析和畫圖。鑒于上述情況，目前需要研發(fā)一種新型的同步光位置診斷系統(tǒng)，以滿足使用需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)操作繁瑣、智能性差、無法在線診斷的缺陷，提高同步光位置診斷的效率。本發(fā)明所述的一種光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，它包括聯(lián)動控制模塊；通過網(wǎng)絡(luò)與所述聯(lián)動控制模塊連接的運動控制模塊，其根據(jù)所述聯(lián)動控制模塊輸出的控制信號，控制外圍絲掃描設(shè)備依次移動至預(yù)設(shè)數(shù)量的位置點；光電流采集模塊，其根據(jù)所述聯(lián)動控制模塊輸出的控制信號采集所述絲掃描設(shè)備所在的當(dāng)前位置點的光電流數(shù)據(jù)；以及通過網(wǎng)絡(luò)分別與所述光電流采集模塊以及聯(lián)動控制模塊連接的操作終端，其一方面分析所述光電流采集模塊采集的光電流數(shù)據(jù)，并根據(jù)分析結(jié)果診斷同步光位置，另一方面控制所述聯(lián)動控制模塊的啟動和停止。在上述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)中，所述光電流采集模塊包括電流電壓轉(zhuǎn)換器，其感應(yīng)并放大所述絲掃描設(shè)備所在的當(dāng)前位置點的光電流信號;與所述電流電壓轉(zhuǎn)化器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將所述光電流信號轉(zhuǎn)換為所述光電流數(shù)據(jù)；以及與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接的遠程輸入輸出控制器，其將所述光電流數(shù)據(jù)傳輸至所述網(wǎng)絡(luò)。在上述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)中，所述聯(lián)動控制模塊包括數(shù)據(jù)記錄單元，其獲取并記錄所述光電流采集模塊輸出的光電流數(shù)據(jù)。在上述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)中，所述操作終端包括用于診斷同步光位置的數(shù)據(jù)分析模塊以及控制所述聯(lián)動控制模塊的啟?？刂颇K。在上述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)中，所述操作終端還包括與所述數(shù)據(jù)分析模塊連接的圖形生成模塊，其根據(jù)所述分析結(jié)果生成光強分布圖。在上述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)中，所述操作終端還包括參數(shù)設(shè)置模塊，其向所述聯(lián)動控制模塊輸出運動控制參數(shù)。在上述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)中，所述操作終端還包括用于存儲所述位置點的信息以及相應(yīng)的光電流數(shù)據(jù)的存儲器。在上述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)中，所述網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)。由于采用了上述的技術(shù)解決方案，本發(fā)明通過聯(lián)動控制模塊協(xié)調(diào)運動控制模塊和光電流采集模塊的工作，實現(xiàn)了在絲掃描設(shè)備運動的同時進行光電流數(shù)據(jù)獲取的功能，即實現(xiàn)了若干個“定位”和“數(shù)據(jù)獲取”交替進行的過程；同時，通過操作終端分析光電流數(shù)據(jù)， 實現(xiàn)了光束線同步光的在線診斷功能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，智能性高，可有效提高同步光位置診斷效率，并確保診斷精度。


圖I是本發(fā)明一種光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實施例，并予以詳細描述。如圖I所示，本發(fā)明，即一種光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，它包括聯(lián)動控制模塊I、運動控制模塊2、光電流采集模塊3和操作終端5。運動控制模塊2通過以太網(wǎng)與聯(lián)動控制模塊I連接，其根據(jù)聯(lián)動控制模塊I輸出的控制信號，控制外圍絲掃描設(shè)備6的步進電機，以使絲掃描設(shè)備6依次移動至預(yù)設(shè)數(shù)量的位置點。光電流采集模塊3用于根據(jù)聯(lián)動控制模塊I輸出的控制信號采集絲掃描設(shè)備6所在的當(dāng)前位置點的光電流數(shù)據(jù)，其具體包括電流電壓轉(zhuǎn)換器31、與電流電壓轉(zhuǎn)化器31連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器32以及與模數(shù)轉(zhuǎn)換器32連接的遠程輸入輸出控制器33，其中電流電壓轉(zhuǎn)換器31用于感應(yīng)并放大絲掃描設(shè)備6所在的當(dāng)前位置點的光電流信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器32用于將光電流信號轉(zhuǎn)換為光電流數(shù)據(jù)；遠程輸入輸出控制器33用于將光電流數(shù)據(jù)傳輸至以太網(wǎng)。聯(lián)動控制模塊I包括數(shù)據(jù)記錄單元4，其獲取并記錄光電流采集模塊3傳輸至以太網(wǎng)的光電流數(shù)據(jù)。操作終端5通過以太網(wǎng)分別與光電流采集模塊3以及聯(lián)動控制模塊I連接，其一方面分析光電流采集模塊3采集的光電流數(shù)據(jù)，并根據(jù)分析結(jié)果診斷同步光位置(即找到光電流最大的位置點)，另一方面控制聯(lián)動控制模塊I的啟動和停止；操作終端5具體包括數(shù)據(jù)分析模塊51，其用于分析光電流數(shù)據(jù)，診斷同步光位置；控制聯(lián)動控制模塊I的啟?？刂颇K52 ；與數(shù)據(jù)分析模塊51連接的圖形生成模塊53，其根據(jù)分析結(jié)果生成光強分布圖；參數(shù)設(shè)置模塊54，其向聯(lián)動控制模塊I輸出運動控制參數(shù)，包括起始位置點和終止位置點及移動步長；以及用于存儲位置點的信息以及相應(yīng)的光電流數(shù)據(jù)的存儲器55。本發(fā)明中聯(lián)動控制模塊I通過控制步進電機使絲掃描設(shè)備6朝著一系列目標(biāo)位置點移動，同時觸發(fā)光電流采集模塊3工作并自動實時采集各個位置點上的光電流數(shù)據(jù)并將該光電流數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡(luò)，以使數(shù)據(jù)記錄單元4能通過網(wǎng)絡(luò)獲取并記錄數(shù)據(jù)。本實施例中的運動控制模塊2運行在VME中，聯(lián)動控制模塊I和光電流采集模塊3運行在工控機中，并以不同的IP地址和端口號區(qū)分；光電流采集模塊3中的電流電壓轉(zhuǎn)換器31采用的是本公司生產(chǎn)的帶有放大功能的轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品，模數(shù)轉(zhuǎn)換器32采用的是型號為MOXA R2140的A/D 轉(zhuǎn)換器，遠程輸入輸出控制器33采用的是型號為M0XAE2210的I/O控制器。以下舉例說明本發(fā)明的工作原理例如，現(xiàn)在有50個目標(biāo)位置點，操作終端5將運動控制參數(shù)輸入聯(lián)動控制模塊1，并控制其啟動；聯(lián)動控制模塊I首先命令運動控制模塊2 控制絲掃描設(shè)備6移動到第I個位置點，同時觸發(fā)光電流采集模塊3工作，采集第I個位置點上的光電流數(shù)據(jù)，然后聯(lián)動控制模塊I命令運動控制模塊2控制絲掃描設(shè)備6移動到第2 個位置點，同時觸發(fā)光電流采集模塊3工作，采集第2個位置點上的光電流數(shù)據(jù)，如此重復(fù)到第50個位置點，整個流程稱為一次“掃描”。一次掃描過程其實就是若干個“定位”和“數(shù)據(jù)獲取”交替進行的過程(本發(fā)明中的聯(lián)動控制模塊I能夠?qū)崿F(xiàn)一維掃描和多維掃描)；完成“掃描”后，操作終端5控制聯(lián)動控制模塊I停止，同時分析光電流采集模塊3采集的光電流數(shù)據(jù)，并根據(jù)分析結(jié)果診斷同步光位置，自動生成相應(yīng)的光強分布圖。本發(fā)明的系統(tǒng)可實現(xiàn)自動掃描和手動掃描兩種工作模式。當(dāng)工作在自動掃描模式時，可實現(xiàn)WBPM在整個行程上的從正限位開始往負限位的掃描，且設(shè)定掃描步長是-IOOum;而用戶不需要輸入任何參數(shù)，只需點擊操作終端5的界面上的“AUTO Scan(自動掃描)”按鈕，就能開始自動掃描。在掃描開始后，用戶可以去做其他事情，系統(tǒng)會自動記錄位置值和光電流數(shù)據(jù)值，掃描結(jié)束后，系統(tǒng)將自動給出光強分布圖。由于自動掃描模式中固定了掃描步長為lOOum，即位置分辨率為lOOum，如果要達到更高的位置分辨率，需要更小的掃描步長。另一方面，由于絲掃描的行程較大且光斑所在區(qū)域較小，如果調(diào)小自動掃描的步長，在無光區(qū)域的掃描時間將大幅增加，極大地影響掃描效率，因此，在這種情況下，系統(tǒng)需要以手動掃描模式工作，使用戶能夠自主選擇掃描區(qū)間和步長，方便在小范圍內(nèi)進行精細掃描，提高同步光診斷的靈活性。當(dāng)工作在手動掃描模式時，用戶先輸入相關(guān)參數(shù)，然后點擊操作終端5的界面上的“Scan (掃描)”按鈕，系統(tǒng)將會根據(jù)用戶輸入的掃描參數(shù)進行掃描。另外，在自動掃描或手動掃描結(jié)束后，聯(lián)動控制模塊I中數(shù)據(jù)記錄單元4的會自動記錄當(dāng)次掃描的位置點信息和對應(yīng)的光電流數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)都處在內(nèi)存中，且在下一次掃描完成后就會被覆蓋，如果用戶希望保存某次掃描結(jié)束后的數(shù)據(jù)以便作后續(xù)處理，可通過操作終端5中的存儲器55保持這些數(shù)據(jù)。以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括聯(lián)動控制模塊；通過網(wǎng)絡(luò)與所述聯(lián)動控制模塊連接的運動控制模塊，其根據(jù)所述聯(lián)動控制模塊輸出的控制信號，控制外圍絲掃描設(shè)備依次移動至預(yù)設(shè)數(shù)量的位置點；光電流采集模塊，其根據(jù)所述聯(lián)動控制模塊輸出的控制信號采集所述絲掃描設(shè)備所在的當(dāng)前位置點的光電流數(shù)據(jù)；以及通過網(wǎng)絡(luò)分別與所述光電流采集模塊以及聯(lián)動控制模塊連接的操作終端，其一方面分析所述光電流采集模塊采集的光電流數(shù)據(jù)，并根據(jù)分析結(jié)果診斷同步光位置，另一方面控制所述聯(lián)動控制模塊的啟動和停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述光電流采集模塊包括電流電壓轉(zhuǎn)換器，其感應(yīng)并放大所述絲掃描設(shè)備所在的當(dāng)前位置點的光電流信號；與所述電流電壓轉(zhuǎn)化器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將所述光電流信號轉(zhuǎn)換為所述光電流數(shù)據(jù)；以及與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接的遠程輸入輸出控制器，其將所述光電流數(shù)據(jù)傳輸至所述網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述聯(lián)動控制模塊包括數(shù)據(jù)記錄單元，其獲取并記錄所述光電流采集模塊輸出的光電流數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述操作終端包括用于診斷同步光位置的數(shù)據(jù)分析模塊以及控制所述聯(lián)動控制模塊的啟?？刂颇K。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述操作終端還包括與所述數(shù)據(jù)分析模塊連接的圖形生成模塊，其根據(jù)所述分析結(jié)果生成光強分布圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述操作終端還包括參數(shù)設(shè)置模塊，其向所述聯(lián)動控制模塊輸出運動控制參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述操作終端還包括用于存儲所述位置點的信息以及相應(yīng)的光電流數(shù)據(jù)的存儲器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光束線同步光位置在線診斷系統(tǒng)，包括聯(lián)動控制模塊；通過網(wǎng)絡(luò)與所述聯(lián)動控制模塊連接的運動控制模塊；光電流采集模塊；以及通過網(wǎng)絡(luò)分別與所述光電流采集模塊以及聯(lián)動控制模塊連接的操作終端。本發(fā)明通過聯(lián)動控制模塊協(xié)調(diào)運動控制模塊和光電流采集模塊的工作，實現(xiàn)了在絲掃描設(shè)備運動的同時進行光電流數(shù)據(jù)獲取的功能，即實現(xiàn)了若干個“定位”和“數(shù)據(jù)獲取”交替進行的過程；同時，通過操作終端分析光電流數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了光束線同步光的在線診斷功能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，智能性高，可有效提高同步光位置診斷效率，并確保診斷精度。
文檔編號G05B19/04GK102591228SQ20121005174
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者張招紅, 胡純 申請人:中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所