具体实施方式

本发明设计原理

第一，先测量磁场、后定位销孔。所述的销孔包括外圈磁轭上的骑缝销孔和内圈磁极上的定位销孔。当上半个四极透镜和下半个四极透镜吊装对位以后，先测量上半个四极透镜和下半个四极透镜形成的磁场均匀性是否达到误差不超过万分之五的指标，如果没有达到指标，则一边通过吊车移动上下四极透镜的相对位置，一边继续测量磁场，直到磁场均匀度达到指标要求，此时，上半个四极透镜和下半个四极透镜之间的相对位置、以及外圈的销孔和内圈的销孔的位置也就确定了。销孔位置确定以后，既可配打外圈磁轭上的骑缝销钉和内圈磁极定位环上的磁极安装孔和定位孔。

第二、安装束流管道前拆卸四极透镜。由于测量磁场均匀性只能在安装束流管道之前，一旦安装上束流管道就不具备测量磁场的条件了，所以，只有在完成测量磁场以后才能把束流管道安装到四极透镜的磁极孔道内。安装的方法是把上半个四极透镜拿掉，将束流管道敷设在下半个四极透镜的两块磁极之间的空挡中，然后再安装上半个四极透镜，从而把束流管道包围在上下四个磁极的空隙之间。由于安装束流管道之前，为了测量磁场和配打销孔，已经将上半个四极透镜安装到下半个四极透镜上，并且外圈磁轭上的骑缝销钉和内圈磁极定位环上定位销已经安装完毕，所以安装束流管道前必须拆卸已经安装完毕的四极透镜、以及相关的销钉和磁极定位环。

第三、重新安装四极透镜时用销钉复位。当安装束流管道后重新安装四极透镜时，由于束流管道的位置挡住了测量磁场的位置，此时已经不具备测量磁场的条件，所以必须采用销钉复位的方法。本发明为了使销钉复位时能够达到原来磁场均匀度误差不超过万分之五的精度，采用了内外结合复位和两端结合复位的方法，从而实现了每一组四极透镜磁极都能够保证严格同轴和严格同心：

所述采用内外结合复位也就是四极透镜大半径外圈的粗粒度复位和小半径里圈的细粒度复位相结合的方法，所述外圈的粗粒度复位是因为采用吊装软定位的方法，吊装过程中发生左右晃动，如果外圈磁轭上的骑缝销钉太细，则容易被碾压变形，因此外圈的骑缝销钉只能是直径相对比较粗的销钉，而直径越大定位精度就越差，所以外圈的定位只能是粗粒度复位；所述里圈的细粒度复位是因为细粒度复位时，外圈已经完成了粗粒度复位，不再需要采用吊装定位的方法，因此可以将小半径里圈定位的销钉做得尽量细，因为销钉越细则定位精度越高，所以里圈的复位是细粒度复位。由于采用了以上内外结合或粗细结合的方法进行复位，保证了复位后磁极的高精度同心；本发明实施例中，外圈磁轭上的骑缝销钉直径为8毫米，粗定位精度为0.1毫米，内圈磁极上的定位销钉为6毫米，外圈粗定位结合内圈细定位以后，磁极定位精度达到0.03毫米。

所述采用两端结合复位的方法，是指在一组四极透镜的两端的磁极面上分别安装磁极定位环，由于两端的磁极定位环都同时达到了每个磁极面的高度同心，所以保证了两端的磁极连线与轴线平行，从而实现了复位时磁极的高精度同轴。

由于本发明在四极透镜复位时采用了内外结合、两端结合的高精度复位方法，相比原来的只有外圈骑缝销钉复位的方法，使得复位精度从原来度0.1 毫米提高到0.03毫米，磁场均匀度误差从千分之三提高到万分之五，提高了一个数量等级，提高一个数量等级对于束流的品质是有着重要意义的，因为磁场精度提高0.1毫米，束流的品质就会提高25倍，这是经过束流动力学精确计算得到的结论。

基于以上发明原理，本发明涉及了一种带有磁极定位环的四极透镜组件。

一种带有磁极定位环的四极透镜组件如图1、图2、图3、图4、图5所示，该四极透镜组件靠近小半径处设有周向90度均匀间隔的四块磁极2-1、 2-2、2-3、2-4，以及环绕在四块磁极外侧靠近四极透镜组件大半径处的磁轭，该四极透镜组件轴向的前、后端面上，各设有第一级磁极定位机构5和第二级磁极定位机构3，该第一级磁极定位机构为布设在上半个四极透镜和下半个四极透镜对接处的左右两个骑缝销钉5、该左右两个骑缝销钉用于对磁极的粗定位；该第二级磁极定位机构3为分别环绕连接每组四极透镜前后两个端面小半径处磁极的两个磁极定位环3，该两个磁极定位环3用于精确定位该组四极透镜的磁极2-1、2-2、2-3、2-4，实现该组四极透镜磁极2-1、2-2、2-3、 2-4的高精度同轴和高精度同心，且高精度同轴度和同心度达到0.03毫米。

补充说明：

1、磁极和磁轭的分界线如图1所示，靠近小半径处的圆线以外是四块磁轭，圆线以内是四块磁极，磁极和磁轭的连接在四极透镜的里面，外面是看不到的，四组磁极和磁轭的内部连接示意图如图1的从圆心到大半径的四条虚线所示。

2、上半个、下半个四极透镜的左右两组磁极和磁轭是在吊装以前，通过各自的螺栓4预先安装在一起的，包括上下骑缝销顶也是吊装前安装好的。每组相邻磁极和磁轭之间有一段空间。

所述上半个四极透镜1-1和下半个四极透镜1-2对接处的左右两个骑缝销钉5的直径为8毫米、定位磁极的精确度为0.1毫米；所述环绕连接四极透镜小半径处四个磁极的磁极定位环3，设有定位环外圈的90度均匀间隔的四个磁极安装孔3-3、以及定位环内圈的90度均匀间隔的4个磁极定位孔3-2，该4个磁极定位孔3-3的直径为6毫米、磁极定位精度为0.03毫米。

补充说明：

安装磁极定位环时，先通过磁极定位环3外圈的磁极安装孔3-2将磁极定位环3和磁极2-1、2-2、2-3、2-4进行固定，由于磁极安装孔有一定的匡量，所以还需要磁极定位销钉3-1做磁极的精确定位。

所述环绕连接四极透镜小半径处四个磁极的磁极定位环3的制作材料为非导磁材料黄铜，该非导磁材料的磁极定位环用于在磁极工作状态下不会对磁场产生影响；所述磁极定位环3的束流管道孔3-1的内径大于束流管道法兰外径；所述磁极定位环3的磁极安装孔3-3与磁极定位销孔3-2的直径之和需小于磁极定位环外径与磁极定位环的束流管道孔内径之差；该磁极定位环3的厚度等于磁极定位环的定位销长度与磁极上的定位孔深度之和。

一种磁极定位环安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、配打定位销孔前，测量磁场并确定相对位置：初次进行四极透镜组装时，首先分别测量每一组四极透镜的磁场，根据测磁结果对四极透镜磁极位置进行调整，当测磁结果满足设计要求时，上半个四极透镜和下半个四极透镜的相对位置也就确定了；

补充说明：

初次进行四极透镜组装时，图1的四极透镜中，只有上半个四极透镜和下半个四极透镜纵向的2个骑缝销孔和销钉是已经布设好的，其他所有的销孔和销钉都没有开设，测磁时，只是根据上半个、下半个四极透镜的相互位置调整磁场的均匀度，当磁场均匀度满足要求时才可以确定左右2个骑缝销孔、以及中间的磁极定位环的磁极安装孔和磁极定位孔的位置。

步骤二、根据已经确定好的上下四极透镜磁极的相对位置，配打每一组四极透镜外圈和内圈的定位销孔，并安装外圈和内圈的定位销孔：所述外圈的定位销孔就是外圈磁轭上的骑缝销孔，所述内圈的定位销孔就是内圈磁极定位环上的磁极安装孔与磁极定位孔；

补充说明：

当磁场测量满足要求后，即可根据当前的上半个、下半个四极透镜的位置配打所需要的销孔，同时，安装所有的螺钉和销钉，包括安装外圈磁轭上的左右2个骑缝销和安装里圈磁极定位环上的固定螺钉和销钉。

步骤三、安装束流管道前拆卸四极透镜：安装束流管道时，将完成定位销孔配打的四极透镜解体为四极透镜上半部分和四极透镜下半部分，解体前，需先拆掉每一组四极透镜前、后两个端面上的两个磁极定位环，再将四极透镜的真空管道放置在四极透镜下半部分上；

补充说明

由于测磁和配打安装销钉时，与束流管道的位置相冲突，所以测磁和配打安装销钉时，不能安装束流管道。但当完成测磁和配打安装销钉工作后，还必须安装束流管道，因为四极透镜就是为该束流管道而设计的。

步骤四、安装束流管道后，用销钉复位四极透镜：如图4所示：将安装束流管道前被拆卸下来的四极透镜的上半部分与四极透镜下半部分进行复位组装，如果只有一组四极透镜，则在束流管道两端分别套上磁极定位环，将每个磁极定位环移至同侧的磁极处进行安装定位，每个磁极定位环的四个定位销分别插入到定位孔内，由此实现该组四极透镜上的磁极位置的复位；

步骤五、复位组装N(N＞1)个四极透镜组件如图5所示：将N个四极透镜的共用真空管道套入2N-2个磁极定位环内，所述2N-2个磁极定位环即为N 个四极透镜两端磁极定位环之外的其余所有磁极定位环，将N个四极透镜的共用真空管道放置在排列好的N个四极透镜下半部分上，且保证除去N个四极透镜的前后、端面，每个四极透镜的前后磁极面上各有一个磁极定位环，再将每个四极透镜上半部分与四极透镜下半部分依次进行组装，之后在束流管道两端面分别套上未安装的磁极定位环，将每个磁极定位环移至相邻磁极处进行安装定位，每个磁极定位环的四个定位销分别插入到定位孔内实现四极透镜磁极位置的复位。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。