CN101718749A - 用于超高真空加速管工艺段的检测方法及其检测设备 - Google Patents

Abstract

用于超高真空加速管工艺段的检测方法及其检测设备，涉及用于电子加速器的超高真空金属陶瓷焊接加速管工艺段的处理与检测。本发明对被测工艺段的全部间隙逐一进行电压锻炼和检测：逐步升高小型高压电源的电压至被测间隙出现打火或漏电后，开始进行高压锻炼，直至电压升至额定工作电压的2.5倍，并达到规定的漏电和打火频率限值，则该间隙高压锻炼完成，质量达标，只有当所有间隙全部达标，被测工艺段才判定为合格。本发明为了克服以上不足，提供了一种能够规模化生产方式，以利于提高生产效率，降低成本，保证质量的用于超高真空加速管工艺段的检测方法及其检测设备。

Description

用于超高真空加速管工艺段的检测方法及其检测设备

一、所属技术领域

本发明涉及用于电子加速器的超高真空金属陶瓷焊接加速管工艺段的处理与检测。

二、背景技术

高压加速管是高压加速器的核心部件，它使带电粒子(电子或离子)在高压静电场的作用下加速并会聚成束。传统的高压加速管是由若干玻璃环和金属电极一一交替叠加，通过胶接或烧结组合而成，具有较高的尺寸精度、结构强度和气密性。

超高真空金属陶瓷焊接加速管是一种更先进的加速管，它采用氧化铝陶瓷环和钛电极片，在真空炉内通过钎焊法或压力扩散法焊接而成，完全排除了有机物的介入，其机械强度、气密性和耐高压的性能均大大超过上述传统的高压加速管。这种加速管最初产量不多，主要用于少数端电压高于5MV的静电加速器(15MV以上的静电加速器几乎全部采用这种加速管)。但随着生产工艺改进，成本降低，再加上规模化生产优势，这种金属陶瓷焊接加速管目前已转而批量地应用于5MV及以下的大功率工业电子辐照加速器。(注：5MV曾经是高压加速器一个技术难关，历史上高压加速器从4MV跨进到5MV曾经花了10年时间。5MV及以上的高压加速器主要采用过两种类型的加速管，即小孔经的超高真空金属陶瓷焊接加速管和大口径的斜场加速管，但后者因其加速电场为斜场，只能加速离子，不能加速电子)。

加速器运行时，加速管外部要经受0.6～1.5MPa的气压，内部要保持10^-5～10^-6Pa的高真空。此外加速管还处在很高的纵向电场梯度中，它不但必须有充分的绝缘强度，静态地支撑起加速器的额定工作电压，而且当加速器发生击穿时还必须经得起动态的过电压冲击(这种击穿有时会很多，且是加速器工作过程中所不可避免的，例如加速器初次调试及停机后重新启动时的高压锻炼)。这种严酷的工作条件，对加速管的设计、材料、工艺(如焊接及其后处理)，以及对半成品和成品的试验和检测，提出了很高的要求。

超高真空金属陶瓷焊接加速管的焊接是以工艺段的形式进行的，整根加速管成品则由若干个相同的工艺段加上内电极、光阑及其他零部件按一定物理要求组装而成的。不同端电压的加速管，按其电压高低所需工艺段数量也不同。对于工业用电子加速器，一般只需生产一二种相同规格的工艺段就可以满足全系列中各种不同型号产品的需要。由于工艺段是加速管的主体，生产工艺要求高，过程繁复，所占用的人力、设备和时间也最多。

三、发明内容

本发明为了克服以上不足，提供了一种能够规模化生产方式，以利于提高生产效率，降低成本，保证质量的用于超高真空加速管工艺段的检测方法及其检测设备。

本发明是通过如下技术方案实现的：

用于超高真空加速管工艺段的检测方法，对被测工艺段的全部间隙逐一进行电压锻炼和检测：逐步升高小型高压电源的电压至被测间隙出现打火或漏电后，开始进行高压锻炼，直至电压升至额定工作电压的2.5倍，并达到规定的漏电和打火频率限值，则该间隙高压锻炼完成，质量达标，只有当所有间隙全部达标，被测工艺段才判定为合格。

实现用于超高真空加速管工艺段的检测方法的检测设备，包括真空系统、小型密封压力钢筒、高压连线切换操作箱、控制台，真空系统、高压连线切换操作箱、控制台分别设置在小型密封压力钢筒的外部，小型密封压力钢筒内部分别设置待测工艺段、高压连线切换机构、限流电阻、小型高压电源，真空系统与绝缘抽气底座一端连接，待测工艺段其中一端与绝缘抽气底座的一端连接，待测工艺段的另一端与高压连线切换机构的其中一侧连接，高压连线切换机构的另一侧与限流电阻的其中一端连接，限流电阻的另一端与小型高压电源连接；控制台与小型高压电源连接；操作箱与高压连线切换机构连接。

比较好的是，本发明的高压连线切换机构与待测工艺段之间通过若干条相互绝缘的引线连接，一一与待测工艺段各个电极片对应相连。

比较好的是，本发明的引线之间各各相互绝缘100KV。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明在额定的高气压和高真空的条件下，进行工艺段的高压老练与高压检测。这是三高试验的重点，需一个一个间隙地进行。操作步骤如下：逐步升高电压至被测间隙出现打火或漏电后，便开始对间隙进行电压锻炼，直至达到额定平均工作电压的～2.5倍。高压锻炼达标的标准是，在规定时间以内达到规定的漏电和打火限值。要求被测工艺段的所有间隙全部达标。对被测试的工艺段给出“合格”、“返修”或“报废”意见，只允许合格品进入加速管生产的下一环节。在加速管组装之前即对每个间隙逐一进行高压老练和测试，使产品有十分可靠的质量保证。以这种方法生产的加速管，初次调试锻炼时间都比较短，一般可以轻松地达到额定指标。能够规模化生产方式，以利于提高生产效率。

2、本发明的小型密封压力钢筒的提升和闭合是由电机操控的，另备一台8升机械泵专门用于灌气前对钢筒抽空；小型高压电源是标准产品，适合于在高气压下工作，并允许气压在-0.1～1.5MPa范围内快速循环；真空抽气系统安置在压力钢筒的底板下，采用分子泵，可以使被测工艺段较快达到10^-5Pa真空度；以上各部分的工作均在控制台上进行操控。降低成本，保证质量。

3、本发明的高压连线切换机构，能给出n+1根相互绝缘的引线，从上至下均匀排列，相互间绝缘100kV，它们一一与被测工艺段各个电极片对应相连。在钢筒外面转动操作箱，可以使高压电源的输出端，与处于地电位的电流测量端同步地在工艺段各绝缘间隙之间进行切换。这样，只需开启一次钢筒充一次气，便能完成一个工艺段全部间隙的测试和老化。高压连线切换装置的高度由n决定(n为被测工艺段的绝缘环个数)。不同规格的工艺段的n可能不同，只需按其中较大的n设计即可。能够规模化生产方式，以利于提高生产效率，降低了成本。

四、附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

五、具体实施方式

如图1所示，用于超高真空加速管工艺段的检测方法，对被测工艺段4的全部间隙逐一进行电压锻炼和检测：逐步升高小型高压电源7的电压至被测间隙出现打火或漏电后，开始进行高压锻炼，直至电压升至额定工作电压的2.5倍，并达到规定的漏电和打火频率限值，则该间隙高压锻炼完成，质量达标，只有当所有间隙全部达标，被测工艺段4才判定为合格。

实现用于超高真空加速管工艺段的检测方法的检测设备，其特征在于包括真空系统1、小型密封压力钢筒3、高压连线切换操作箱8、控制台9，真空系统1、高压连线切换操作箱8、控制台9分别设置在小型密封压力钢筒3的外部，小型密封压力钢筒3内部分别设置待测工艺段4、高压连线切换机构5、限流电阻6、小型高压电源7，真空系统1与绝缘抽气底座2一端连接，待测工艺段4其中一端与绝缘抽气底座2的一端连接，待测工艺段4的另一端与高压连线切换机构5的其中一侧连接，高压连线切换机构5的另一侧与限流电阻6的其中一端连接，限流电阻6的另一端与小型高压电源7连接；控制台9与小型高压电源7连接；操作箱8与高压连线切换机构5连接。

优选的是，本发明的高压连线切换机构5与待测工艺段4之间通过若干条相互绝缘的引线连接，一一与待测工艺段各个电极片对应相连。

优选的是，本发明的引线之间各各相互绝缘100KV。

Claims (4)

1.一种用于超高真空加速管工艺段的检测方法，其特征在于对被测工艺段(4)的全部间隙逐一进行电压锻炼和检测：逐步升高小型高压电源(7)的电压至被测间隙出现打火或漏电后，开始进行高压锻炼，直至电压升至额定工作电压的2.5倍，并达到规定的漏电和打火频率限值，则该间隙高压锻炼完成，质量达标，只有当所有间隙全部达标，被测工艺段(4)才判定为合格。

2.实现权利要求1所述的检测方法的检测设备，其特征在于包括真空系统(1)、小型密封压力钢筒(3)、高压连线切换操作箱(8)、控制台(9)，真空系统(1)、高压连线切换操作箱(8)、控制台(9)分别设置在小型密封压力钢筒(3)的外部，小型密封压力钢筒(3)内部分别设置待测工艺段(4)、高压连线切换机构(5)、限流电阻(6)、小型高压电源(7)，真空系统(1)与绝缘抽气底座(2)一端连接，待测工艺段(4)其中一端与绝缘抽气底座(2)的一端连接，待测工艺段(4)的另一端与高压连线切换机构(5)的其中一侧连接，高压连线切换机构(5)的另一侧与限流电阻(6)的其中一端连接，限流电阻(6)的另一端与小型高压电源(7)连接；控制台(9)与小型高压电源(7)连接；操作箱(8)与高压连线切换机构(5)连接。

3.根据权利要求2所述的检测设置，其特征在于高压连线切换机构(5)与待测工艺段(4)之间通过若干条相互绝缘的引线连接，一一与待测工艺段各个电极片对应相连。

4.根据权利要求3所述的检测设置，其特征在于上述引线之间各各相互绝缘100KV。

Images