CN105116437A - 一种电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，包括安装测量板、自动检测记录仪和PC机终端，安装测量板设置在电子加速器装置扫描窗的正下方，安装测量板包括安装底板和若干根铝棒，安装底板接地，各铝棒等间隔分布在安装底板上形成参考面上的分布靶，用于测量电子加速器装置扫描窗扫描宽度内的束流分布，各铝棒分别通过细电线引出到自动检测记录仪上的各接线桩上，自动检测记录仪用于自动将各铝棒上截获的电流强度自动记录到其内的数据存储器中，并在其内的液晶显示屏上显示各铝棒上截获的电流强度值，自动检测记录仪还通过RS485串行总线与PC机终端进行通信。本发明测量精度高，方便观察，具有良好的应用前景。

Description

一种电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置

技术领域

本发明涉及一种电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，属于加速器设备检测技术领域。

背景技术

电子加速器是一种使用人工方法使电子在真空中受磁场力控制、电场力加速而达到高能量的电磁装置，其被加速粒子为电子，其广泛应用于社会生活中的各个领域。工业辐照加速器是指建于工业企业内主要用于辐照各种材料、参与化学反应和进行灭菌消毒等工业生产过程。

电子束流的扫描不均匀性是衡量工业用电子加速器性能优劣的重要指标之一，它直接影响着辐照产品的质量。在国标文件《辐射加工用电子加速器工程通用规范》GB/T25306-2010中对于扫描不均匀度的定义是在参考面上，束流扫描宽度内，束流密度分布的不均匀程度，并记载了测量方法之一具体为，当电子加速器装置达到热平衡后，在参考面上由不少于9根材质相同、直径为15mm的铝棒或铝管均匀排列组成的分布靶，测量扫描宽度内的束流分布，铝棒最上面母线应在参考面上并平行于Y方向，铝棒的长度和位置应全覆盖穿越引出窗到达参考面的所有束流的Y方向投影长度，如图1所示，各铝棒直径的最大偏差应≤0.1mm，使电子加速器装置在各额定脉冲重复率(连续束流无此条件)和扫描频率条件下输出束流扫描，测量同一时刻各铝棒截获束流所输出的电流强度I_o，获得电流强度I_o的最大值I_omax和最小值I_omin，根据下式计算束流扫描不均匀度U_x，

$U_x=\frac{I_{omax}-I_{omin}}{I_{0max}+I_{0min}}\×100\%$

上述国标文件中的测量方法中，强调了要在同一时刻测量各铝棒上截获的电流强度I_o，而在现有测量方法中，一般做法是有几个铝棒就连接几路开关，要测量哪根铝棒上的电流就打开相应的那路开关，然后读取检测万用表上的电流值，但是，这种方法不可能做到在同一时刻测量，而且测量读数是人为记录的，存在太多的主观性，不利于测量正确性，不能准确反电子加速器内电子束流的扫描不均匀性，影响电子加速器性能的评估。

发明内容

本发明目的是为了克服现有的测量方法，不能做到在同一时刻测量各铝棒上截获的电流强度，而且测量读数是人为记录的，存在太多的主观性，不利于测量正确性的问题。本发明的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，能够在几乎同一时刻自动测量电子束流扫宽下多个不同位置铝棒上截获的电流强度、显示和记录这些测得数据，并传送给PC及终端，测量精度高，方便观察，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：包括安装测量板、自动检测记录仪和PC机终端，所述安装测量板设置在电子加速器装置扫描窗的正下方，所述安装测量板包括安装底板和若干根铝棒，所述安装底板接地，各铝棒等间隔分布在安装底板上形成参考面上的分布靶，用于测量电子加速器装置扫描窗扫描宽度内的束流分布，各铝棒分别通过细电线引出到自动检测记录仪上的各接线桩上，所述自动检测记录仪用于自动将各铝棒上截获的电流强度自动记录、存储器和显示，所述自动检测记录仪还通过RS串行总线与PC机终端进行通信。

前述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：各铝棒的两个端部均通过绝缘柱固定在安装底板上。

前述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：所述铝棒的数量为9-16根，且直径为15mm。

前述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：所述铝棒的数量为16根。

前述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：所述自动检测记录仪包括数控模拟开关、高速ADC模块、微处理器、数据存储器、液晶显示屏以及与铝棒数量一致的接线柱、A/AMP电流放大器、TIA电流电压转换器，各接线柱分别通过A/AMP电流放大器与对应的TIA电流电压转换器的输入端相连接，各TIA电流电压转换器的输出端与数控模拟开关相连接，所述数控模拟开关通过高速ADC模块与微处理器相连接，所述微处理器分别与数据存储器、液晶显示屏相连接，所述微处理器通过RS485串行总线与PC机终端进行通信。

前述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：所述高速ADC模块为16位高速ADC模块。

本发明的有益效果是：本发明的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，包括自动检测记录仪，能够在几乎同一时刻自动测量电子束流扫宽下多个不同位置铝棒上截获的电流强度、显示和记录这些测得数据，并传送给PC及终端，具有操作简便、测量时间短、测量误差低，可避免人为客观因素、数据可存储显示，方便测试人员观察，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是多根铝棒测量扫描宽度内的束流分布的示意图。

图2是本发明的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置的结构示意图。

图3是本发明的自动检测记录仪的系统框图。

附图中标记的含义如下：

1：安装测量板；101：绝缘柱；102：安装底板；103：铝棒；2：自动检测记录仪；3：PC机终端。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明做进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图2所示，本发明的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，包括安装测量板1、自动检测记录仪2和PC机终端3，安装测量板1设置在电子加速器装置扫描窗的正下方，安装测量板1包括安装底板102和若干根铝棒103，安装底板102接地，各铝棒103等间隔分布在安装底板102上形成参考面上的分布靶，用于测量电子加速器装置扫描窗扫描宽度内的束流分布，各铝棒103分别通过细电线引出到自动检测记录仪2上的各接线桩上，自动检测记录仪2用于自动将各铝棒103上截获的电流强度自动记录、存储和显示，自动检测记录仪2还通过RS485串行总线与PC机终端3进行通信。

各铝棒103的两个端部均通过绝缘柱101固定在安装底板102上。

所述铝棒103的数量为9-16根，且直径为15mm，优选16根。

如图3所示，所述自动检测记录仪2包括数控模拟开关、高速ADC模块、微处理器、数据存储器、液晶显示屏以及与铝棒103数量一致的接线柱、A/AMP电流放大器、TIA电流电压转换器，各接线柱分别通过A/AMP电流放大器与对应的TIA电流电压转换器的输入端相连接，各TIA电流电压转换器的输出端与数控模拟开关相连接，所述数控模拟开关通过高速ADC模块与微处理器相连接，所述微处理器分别与数据存储器、液晶显示屏相连接，所述微处理器通过RS485串行总线与PC机终端3进行通信。

所述高速ADC模块为16位高速ADC模块。

本发明的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，一个实施例，设置16根直径为15mm的铝棒103等间隔分布在安装底板102上，安装底板102接地，16根直径为15mm的铝棒103分布通过16根细电线引出到自动检测记录仪2的16个接线桩上，等到电子加速器装置达到热平衡后，按下自动检测记录仪2上的“检测”按钮，自动检测记录仪2会自动将16根铝棒103上截获的电流强度自动记录、存储和显示，并将采集的电流强度数据可通过RS485串行总线发送给PC机终端3上，做进一步数据分析处理，不仅可以根据这些数据计算出束流不均匀度，也可以根据这些数据绘制束流不均匀性曲线。其中，自动检测记录仪2的工作原理是，

当自动检测记录仪2上的“检测”按钮按下后，16个铝棒上同时截获了不同的电流信号，这些电流信号经过各自的A/AMP电流放大器放大后进入TIA电流电压转换器被转换为电压信号，此后设置有一个循环数控模拟开关，在一秒内依次把这16个信号送人16位高速ADC模块将这些模拟量电压信号转换为数字量信号并通过微处理器送人数据存储器存储，且在液晶显示屏上显示(所有信号处理时间在1秒以内完成)。因为数控模拟开关是循环的，所以一组数据完成后，将进入下一组数据的采集和记录工作。最后数据存储器中就有了检测的多组数据，这些数据通过微处理器在液晶显示屏上进行显示，并通过RS485串行总线发送给PC机终端3，进行进一步的数据分析处理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：包括安装测量板（1）、自动检测记录仪（2）和PC机终端（3），所述安装测量板（1）设置在电子加速器装置扫描窗的正下方，所述安装测量板（1）包括安装底板（102）和若干根铝棒（103），所述安装底板（102）接地，各铝棒（103）等间隔分布在安装底板（102）上形成参考面上的分布靶，用于测量电子加速器装置扫描窗扫描宽度内的束流分布，各铝棒（103）分别通过细电线引出到自动检测记录仪（2)上的各接线桩上，所述自动检测记录仪（2)用于自动将各铝棒（103）上截获的电流强度自动记录、存储器和显示，所述自动检测记录仪（2)还通过RS485串行总线与PC机终端（3）进行通信。

2.根据权利要求1所述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：各铝棒（103）的两个端部均通过绝缘柱（101）固定在安装底板（102）上。

3.根据权利要求1所述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：所述铝棒（103）的数量为9-16根，且直径为15mm。

4.根据权利要求3所述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：所述铝棒（103）的数量为16根。

5.根据权利要求1所述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：所述自动检测记录仪（2)包括数控模拟开关、高速ADC模块、微处理器、数据存储器、液晶显示屏以及与铝棒（103）数量一致的接线柱、A/AMP电流放大器、TIA电流电压转换器，各接线柱分别通过A/AMP电流放大器与对应的TIA电流电压转换器的输入端相连接，各TIA电流电压转换器的输出端与数控模拟开关相连接，所述数控模拟开关通过高速ADC模块与微处理器相连接，所述微处理器分别与数据存储器、液晶显示屏相连接，所述微处理器通过RS485串行总线与PC机终端（3）进行通信。

6.根据权利要求5所述的电子束流的扫描不均匀度自动检测记录装置，其特征在于：所述高速ADC模块为16位高速ADC模块。