CN103279060B - 自修正式电子束扫描输出系统 - Google Patents

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Abstract

自修正式电子束扫描输出系统，包括单片机系统、D/A转换单元、放大电路单元、功率放大单元、剂量传感器单元、剂量信号处理单元。本发明克服了现有技术扫描度不均匀的不足，采用大功率放大电路下的负反馈和扫描剂量的实时监测与反馈两种反馈机制，根据实际剂量与设定剂量进行修正，以达到标准剂量，使得货物在扫描时各个部分接受辐照剂量基本相同。

Description

自修正式电子束扫描输出系统
技术领域
本发明涉及一种测量和测试装置，尤其涉及一种电子束扫描测量和测试装置。
背景技术
根据电子束在磁场中运动方式分析，原有扫描电源采用三角波方式，使电子束在变化磁场作用下左右摆动。具体实现方式为，采用集成信号发生器产生固定频率，固定幅度的三角波，该三角波经过放大电路处理后调整到合适幅度，然后通过运放与功率放大电路输出，同时通过采样电阻取出实际波形反馈到运放负端。
上述方案虽然能够实现电子束的左右摆动，但是由于电子束能量与电子束照射时间有直接关系。当电子束偏转到扫描盒两端时，同样角速度情况下，单位面积上的货物接受照射的时间会减小，从而使得剂量就会减小，从而造成货物中间与货物两端剂量不一致。本发明即为了解决该问题而设计。
当扫描电源输出电流通过扫描线圈时将产生一个变化的磁场，电子束在该磁场的作用下对货物进行扫描照射。由于辐照加工要求货物接受的辐射剂量尽量一致，对于扫描均匀度提出了较高的要求，本发明即通过改善扫描电源的扫描方式及结构来解决扫描均匀度问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种采用大功率放大电路下的负反馈和扫描剂量的实时监测与反馈两种反馈机制的均匀扫描的自修正式电子束扫描输出系统。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种自修正式电子束扫描输出系统，包括
单片机系统D1，所述单片机系统包括单片机，电源电路，振荡电路，保护电路以及其他必须的外围电路，用以保证单片机能够长期，稳定的工作；
D/A转换单元D2，所述D/A转换单元包括D/A转换芯片，以及该D/A转换芯片所需的外围电路，该D/A转换单元将所述单片机输出的数字量转换成模拟量，即输出扫描电源所需要的合适的波形；
放大电路单元UB，所述放大电路单元完成对D/A输出波形的调整，使其在幅度上满足实际扫描需求；
功率放大单元Q，所述功率放大单元能够将放大电路单元输出的波形进行功率放大，使其在电流上满足应用需求；
剂量传感器单元S1，在货物辐照区安装若干个剂量传感器，测量整个辐照过程中货物接受的辐照剂量；
剂量信号处理单元D3，用于过滤辐照加工时的电磁信号干扰，得到干净的传感器传输信号用于单片机分析;
单片机系统D1、D/A转换单元D2、放大电路单元UB、功率放大单元Q依次顺序电连接，所述功率放大单元Q输出端与放大电路单元UB负极之间串联扫描线圈L，单片机系统D1、剂量信号处理单元D3、剂量传感器单元S1依次顺序电连接。
作为本发明的进一步改进，所述的自修正式电子束扫描输出系统，其特征在于：所述放大电路单元UB负极与接地端之间串联采样电阻R。
本发明采用两种反馈机制，一种是扫描电流经过取样电阻后反馈回运算放大电路，这种负反馈能够自动的对输出电流进行修正来保证电流的相对恒定，另一种是实时的采集辐照的剂量，单片机就能够根据实际剂量与设定剂量进行修正，以达到标准剂量。通过这两个手段使得货物在扫描时各个部分接受辐照剂量基本相同，也就解决了扫描的均匀度问题。
附图说明：
图1为本发明的电气原理图。
具体实施方式
参见附图1，本发明由以下几个部分组成，1.单片机系统。单片机系统包括单片机，电源电路，振荡电路，保护电路以及其他必须的外围电路，用以保证单片机能够长期，稳定的工作。2.D/A转换单元。D/A转换单元主要为D/A转换芯片，以及该D/A转换芯片所需的外围电路。D/A转换单元能够将单片机输出的数字量转换成模拟量，即输出扫描电源所需要的合适的波形。3.放大电路单元。放大电路单元完成对D/A输出波形的调整，使其在幅度上能够满足实际扫描需求。4.功率放大单元。功率放大单元能够将放大电路单元输出的波形进行功率放大，使其在电流上也能够满足应用需求。5.剂量传感器单元。在货物辐照区安装若干个剂量传感器，基本能够测量整个辐照过程中货物接受的辐照剂量。6.剂量信号处理单元。由于辐照加工时会有强烈的电磁信号干扰，所以传感器传输的信号必须经过处理才能够得到比较干净的信号，单片机才能够进行分析。因此剂量信号处理电路非常关键。
上述单片机系统D1、D/A转换单元D2、放大电路单元UB、功率放大单元Q依次顺序电连接，所述功率放大单元Q输出端与放大电路单元UB负极之间串联扫描线圈L，单片机系统D1、剂量信号处理单元D3、剂量传感器单元S1依次顺序电连接，所述单片机系统D1的0—7号八个输出端口与所述D/A转换单元D2的0—7号八个输入端口对应电连接，所述D/A转换单元D2的模拟量输出端口8与放大电路单元UB的正极电连接，放大电路单元UB负极与接地端之间串联采样电阻R。
在本发明中，扫描波形不再由信号发生器直接产生，而是由单片机产生。设备开始工作时设置好需要剂量的参数后，单片机计算出初始波形的幅度输出数字信号。D/A转换单元接收到该信号后输出一个模拟量信号。该波形通过放大电路处理后输出到功率放大单元进行放大，输出到扫描线圈，带动电子束开始偏转。同时辐照区域的剂量传感器经受到信号后送到剂量信号处理电路中，处理后的信号送到单片机中。单片机分析所得到的剂量信号，对输出波形进行修正。当测量剂量小于设定值时，单片机保持输出波形幅度不变，由于该扫描电源采用负反馈机制，则能够保持扫描线圈的电流保持不变，则扫描磁场也不变化，使得电子束在该点短暂停留，以补充所缺失的剂量。当达到设定值时，单片机改变波形幅度，扫描电流变化，从而改变扫描磁场，使得电子束偏转到其他位置进行照射。
如上所述，本发明采用两种反馈机制，一种是扫描电流经过取样电阻后反馈回运算放大电路，这种负反馈能够自动的对输出电流进行修正来保证电流的相对恒定，另一种是实时的采集辐照的剂量，单片机就能够根据实际剂量与设定剂量进行修正，以达到标准剂量。通过这两个手段使得货物在扫描时各个部分接受辐照剂量基本相同，很好的解决了扫描的均匀度问题。

Claims (2)

1.一种自修正式电子束扫描输出系统，包括
单片机系统（D1），所述单片机系统包括单片机、电源电路、振荡电路、保护电路以及其他必须的外围电路，用以保证单片机能够长期，稳定的工作；
D/A转换单元（D2），所述D/A转换单元包括D/A转换芯片，以及该D/A转换芯片所需的外围电路，该D/A转换单元将所述单片机输出的数字量转换成模拟量，即输出扫描电源所需要的合适的波形；
放大电路单元(UB)，所述放大电路单元完成对D/A输出波形的调整，使D/A输出波形在幅度上满足实际扫描需求；
功率放大单元(Q)，所述功率放大单元能够将放大电路单元输出的波形进行功率放大，使放大电路单元输出的波形在电流上满足应用需求；
剂量传感器单元(S1)，在货物辐照区安装若干个剂量传感器，测量整个辐照过程中货物接受的辐照剂量；
剂量信号处理单元(D3)，用于过滤辐照加工时的电磁信号干扰，得到干净的传感器传输信号用于单片机分析；
单片机系统（D1）、D/A转换单元（D2）、放大电路单元(UB)、功率放大单元(Q)依次顺序电连接，所述功率放大单元(Q)输出端与放大电路单元(UB)负极之间串联扫描线圈（L），单片机系统（D1）、剂量信号处理单元(D3)、剂量传感器单元(S1)依次顺序电连接。
2.如权利要求1所述的自修正式电子束扫描输出系统，其特征在于：所述放大电路单元(UB)负极与接地端之间串联采样电阻（R）。
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Denomination of invention: Self-correction electron beam scanning output system

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Granted publication date: 20160629

Pledgee: Ji'nan rural commercial bank Limited by Share Ltd high tech branch

Pledgor: SHANDONG VANFORM HIGH ENERGY PHYSICS TECHNOLOGY CO., LTD.

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