CN103063890B - 一种用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，涉及电真空器件技术，本发明方法制作的寿命累计器自带电源，选配合适的温控开关和门控时间累计器，放置在风冷速调管收集极套筒中合适的位置即可工作，其功能是记录风冷速调管的工作寿命。本发明方法制作的寿命累计器工作时自成回路，与收集极通过温度耦合，不受速调管电回路、磁回路的影响。本发明方法制作的寿命累计器结构简单，部件少，体积小。

Description

一种用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法

技术领域

本发明涉及电真空器件技术领域，是微波电真空器件中风冷速调管的一种辅助电子装置。

背景技术

速调管是一种高功率微波功率放大器，寿命累计器是用来累计速调管工作寿命的辅助电子装置。速调管属于电真空器件领域，从P、L、S、C、X、Ku、Ka一直到W波段都有相应的产品，应用范围包括卫星电视台上行发射站、情报雷达、气象雷达，以及大科学工程用加速器的微波驱动源等等。从速调管冷却方式来分类，可以分为：风冷速调管，液冷速调管和蒸发冷却速调管等。自从20世纪30年代速调管发明以来，这门技术仍然在不断发展当中，国际上有代表性的单位有：美国的CPI公司，英国的TMD公司和EEV公司，法国的Thales公司，俄罗斯的Toriy和Istok研究所，日本的Toshiba公司，德国的DEZY研究所等等。国内有代表性的单位有：中国科学院电子学研究所和中国电子科技集团第十二研究所等等。

所有这些单位都没有报道针对风冷速调管的寿命累计器，部分原因在于一般雷达发射机统配一个计时器，不对雷达关键器件独立计时。这样存在一些弊端：一、发射机的计时与速调管的计时是有明显偏差的；另外，发射机无法做到更换任何一个部件就重新清零计时，因为这样会影响整体的计时，于是更换速调管时就无法重新计时了。

然而另一方面，国内对于速调管寿命统计数据需求是十分迫切的。例如国内风冷速调管标称寿命范围一般是2000～5000小时，生产厂家不可能对每只速调管进行寿命实验，只能通过用户使用后反馈数据，这种方式可操作性较差，只能统计少数速调管的信息，因为不少速调管在库房存放几个月后才开始工作。而平均故障发生时间MTTF＝(累计工作时间)/(器件总数)，在用户分散、反馈数据渠道有限的情况下，对于速调管来说几乎无法统计。而国外同类速调管标称寿命普遍在10000小时以上，国内速调管寿命若想得到切实的提高，必须先有目前速调管准确的寿命统计数据，再酌情改进。速调管本身价格昂贵，因此每只速调管配备一种体积小巧、成本低廉的寿命累计器是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，该方法简单易行，制作的寿命累计器工作时自成回路，内部电源可支持工作3年以上，与收集极通过温度耦合，不受速调管电回路、磁回路的影响。本发明方法制作的寿命累计器结构简单，部件少，体积小。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，其包括以下步骤：

在步骤1)测温，对所关注的风冷速调管收集极的装配位置温度进行准确测量，测量出刚开始工作时温度随时间的上升曲线和刚停止工作时温度随时间的下降曲线，在同一坐标下将两曲线的交点温度记录下来；

在步骤2)选择组件，根据交点温度选配合适的常开温控开关，开关有各种域值型号，采用就近原则选取恰当域值的常开温控开关，同时注意常开温控开关能够长期承受该装配位置的最高温度并与之电绝缘，而门控时间累计器是受外部开关通断来控制工作与否的，需要注意选择合适的液晶显示位数，最大值应大于风冷速调管的寿命，并留有余量；

在步骤3)装配，

(1)常开温控开关要装配在收集极散热片的测温点处，门控时间累计器体必须装配在收集极外套筒里面，不影响风冷速调管的外部尺寸和通风效果；

(2)使风冷速调管收集极散热片连接常开温控开关，常开温控开关连接门控时间累计器后，完成。

所述的用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，其所述在步骤3)中，还根据需要加设观察窗，实时了解当前工作小时数。

所述的用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，其所述常开温控开关是无源器件，其开关与否受收集极温度控制；门控时间累计器内部自配电源，为电压3V的储能锂电池；整个寿命累计器的使用时限≥3年，始终处于待命状态，速调管开始工作它就计时，速调管停止工作它就停止计时。

本发明的用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，采用升温曲线和降温曲线交点选取常开温控开关，大幅减小了温度响应滞后带来的累计工作时间误差。按照目前大多数风冷速调管的工作状态：每次开机工作3小时，一次开关累计工作时间误差小于0.6分钟(主要误差来源于升温降温过程通过温控开关域值的时间差)，即相对误差小于0.3％，累时器自身的误差小于0.1％，总的绝对误差小于0.4％，那么达到要求寿命20000小时，总的误差小于80小时，完全满足实际需求。

本发明方法通过收集极温度耦合的方式来累计工作小时数，避开了风冷速调管的高压回路和磁回路，因为其收集极一般都接地而且此处的磁感应强度往往小于百高斯，使寿命累计器自身电路可以长期稳定工作。

附图说明

图1是风冷速调管的寿命累计器的结构示意图；

图2是典型风冷速调管收集极散热片与常开温控开关装配示意图；

图3是温控开关装配处的温度随时间变化典型曲线图；

图4是本发明用于风冷速调管的寿命累计器的制备方法流程图。

具体实施方式

图1是一种用于风冷速调管的寿命累计器的结构示意图，包括常开温控开关和门控时间累计器，风冷速调管收集极散热片连接常开温控开关，常开温控开关连接门控时间累计器。当风冷速调管刚开始工作时，其收集极吸收电子束剩余能量产生大量热量，导致收集极及其散热片迅速升温到达一稳定值(该值与速调管直流功率、效率等工作状态和风路冷却效果有关)，与散热片紧贴的常开温控开关闭合(如图2，其中常开温控开关2-1，收集极散热片2-2)，门控时间累计器开始工作；当风冷速调管刚停止工作时，其收集极不再吸收电子束剩余能量，仅受通风冷却，导致收集极及其散热片迅速降温，与散热片紧贴的常开温控开关打开，门控时间累计器停止累计。达到的效果就是：风冷速调管一工作就计时，不工作不计时。由于门控时间累计器自带高储能电池，能够持续工作至少3年，而国内风冷速调管的工作寿命普遍小于10000小时，因此能够累计风冷速调管的真实工作寿命。

本发明的一种用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，如图4所示，包括：步骤1)测温；步骤2)选择组件和步骤3)装配。

在步骤1)中，需要对所关注的某风冷速调管收集极的装配位置温度进行准确测量，测量出刚开始工作时温度随时间的上升曲线和刚停止工作时温度随时间的下降曲线，在同一坐标下将两曲线的交点温度记录下来(图3)；

在步骤2)中，根据交点温度选配合适的常开温控开关，比如温控开关有55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃等各种域值型号，如果图3中交点温度为79.3℃，那么采用就近原则选取80℃这种域值的常开温控开关，从图3中可以查知引起的时间累计误差小于20秒/次，同时注意常开温控开关能够长期承受该处的最高温度(此处温度小于100℃)并与之电绝缘，而门控时间累计器是受外部开关通断来控制工作与否的，需要注意选择合适的有效位数，比如寿命2000小时的风冷速调管采用××××小时××分钟的时间累计器即可，寿命10000小时的风冷速调管采用××××××小时××分钟的时间累计器即可；

在步骤3)中，温控开关一定要装配在测温点处，门控时间累计器体积一般不大，可以装配在收集极外套筒里面，不影响风冷速调管的外部尺寸和通风效果，必要时加观察窗可以时刻了解当前工作小时数。门控时间累计器简单置于收集极套筒外，调试得当后，再放入收集极套筒里面。

本发明的用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，通过收集极温度耦合的方式来累计工作小时数，避开了风冷速调管的高压电回路和磁回路，因为其收集极一般都接地而且此处的磁感应强度往往小于百高斯，这对于门控时间累计器自身电回路长期稳定工作非常重要。同时，采用升温曲线和降温曲线交点选取常开温控开关，大幅减小了温度响应滞后带来的累计工作时间误差。

Claims (3)

1.一种用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

在步骤1)测温，对所关注的风冷速调管收集极的装配位置温度进行准确测量，测量出刚开始工作时温度随时间的上升曲线和刚停止工作时温度随时间的下降曲线，在同一坐标下将两曲线的交点温度记录下来；

在步骤2)选择组件，根据交点温度选配合适的常开温控开关，开关有各种域值型号，采用就近原则选取恰当域值的常开温控开关，同时注意常开温控开关能够长期承受该装配位置的最高温度并与之电绝缘，而门控时间累计器工作与否是受常开温控开关的通断来控制，需要注意选择合适的液晶显示位数，最大值应大于风冷速调管的寿命，并留有余量；

在步骤3)装配，

a)常开温控开关要装配在收集极散热片的测温点处，门控时间累计器体必须装配在收集极外套筒里面，不影响风冷速调管的外部尺寸和通风效果；

b)使风冷速调管收集极散热片连接常开温控开关，常开温控开关连接门控时间累计器后，完成。

2.如权利要求1所述的用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，其特征在于：所述在步骤3)中，还根据需要加设观察窗，实时了解当前工作小时数。

3.如权利要求1所述的用于风冷速调管的寿命累计器的制作方法，其特征在于：所述常开温控开关是无源器件，其开关与否受收集极温度控制；门控时间累计器内部自配电源，为电压3V的储能锂电池；整个寿命累计器的使用时限≥3年，始终处于待命状态，速调管开始工作它就计时，速调管停止工作它就停止计时。