CN109298297A - 一种加速管工艺段自动测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种加速管工艺段自动测试系统，包括基台，基台上罩设有密封罩体，密封罩体和基台之间构成测试密封空间，测试密封空间内分别设置有电压接入部、测试部、测试气氛控制部和加速管固定端，加速管固定端设置在基台上，其上固定有加速管，加速管的各个环状体之间通过导线连接并与电压接入部连通，电压接入部的一端与高压发生器连接，测试气氛控制部与基台的底部连通用于控制测试密封空间内的保护气氛和维持加速管内的真空度，测试部包括有多个与加速管环状体连通的固定测试端和一个活动测试端，活动测试端与不同的固定测试端连通并将各个固定测试端对应的加速管环状体的测试电流通过导线传输至系统控制终端。
Description
技术领域
本发明涉及电子加速器制造技术领域，具体涉及一种加速管工艺段自动测试系统。
背景技术
加速管是电子加速器的关键部件，现代大型电子加速器端电压的提高主要受到加速管耐压水平的限制，粒子从离子源或电子枪发射出来以后，就进入加速管，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。因此，良好的加速管为了应该具有以下性能：1)高真空度，以减少气体分子和加速粒子间的散射作用；2)高绝缘性，防止其在高压状态下发生放电现象；3)高耐压性，加速管两端的电势差等于电子加速器的最髙电压，所以加速管必须能在最高电压下稳定工作，才能把粒子加速到较高的能量。
因此，在加速管工艺段制造完成后，需对加速管工艺段进行高压、高绝缘和高真空的“三高”测试。就目前的测试方式，只能依赖于人工测试，即将喷砂后的加速管安装至测试设备中，作业人员手工操作高压发生器进行耐压测试。由于耐压测试的过程较长且鼓噪，人为干预因素影响其测试结果。后续在电子加速器调试中经常出现因加速管高压锻炼效果差，甚至高压击穿的现象，从而影响整个电子加速器的调试和运行。
故而，为了减少人为干预，确保测试结果的一致性和准确性，需要设计一种新的“三高”测试系统以满足上述测试需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种加速管工艺段自动测试系统，该测试系统结合加速管工艺段的测试要求，由高精度传动、测量和记录等部分组成，避免人为干预，确保测试结果的一致性和精确性，满足加速管的“三高”测试要求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种加速管工艺段自动测试系统，包括基台，所述基台上罩设有密封罩体，所述密封罩体和基台之间构成测试密封空间，所述测试密封空间内分别设置有电压接入部、测试部、测试气氛控制部和加速管固定端，所述加速管固定端设置在基台上，其上固定有加速管，所述加速管的各个环状体之间通过导线连接并与电压接入部连通，所述电压接入部的一端与高压发生器连接，所述测试气氛控制部与基台的底部连通用于控制测试密封空间内的保护气氛和维持加速管内的真空度，所述测试部包括有多个与加速管环状体连通的固定测试端和一个活动测试端，所述活动测试端与不同的固定测试端连通并将各个固定测试端对应的加速管环状体的测试电流通过导线传输至系统控制终端。
作为优选的，所述测试部包括有一空心的圆柱体，所述圆柱体垂直设置在基台上，所述圆柱体的外侧面沿轴向水平延伸设置所述与加速管环状体连通的固定测试端，所述圆柱体内贯穿设置有一主轴，所述主轴上活动设置有所述活动测试端。
作为优选的，所述活动测试端为一环状体，所述主轴穿设通过活动测试端并与其螺纹连接，所述基台的底部设置有驱动电机并与所述主轴控制连接，驱动电机驱动主轴旋转从而使得活动测试端可在主轴上进行上下移动，所述活动测试端的外径等于所述圆柱体的内径。
作为优选的，所述系统控制终端包括数据处理器和控制器，所述数据处理器与所述活动测试端连通用于分析处理活动测试端传回的测试电流，所述控制器与所述驱动电机连通用于控制驱动电机的启停以及正向旋转、反向旋转。
作为优选的，所述电压接入部包括一接地端和一高压接入端，加速管的各个环状体之间通过导线连接，且导线的一端与接地端连接，另一端与高压接入端连接，所述高压接入端与所述高压发生器连接。
作为优选的，所述测试气氛控制部包括保护气单元和真空单元，所述保护气单元包括有一保护气输入管和保护气储罐，所述保护气输入管的一端设置基台上并与所述测试密封空间连通，另一端与保护气储罐的出气口连通，所述真空单元包括真空泵和真空管，所述真空管的一端贯穿通过基台设置且与加速管的内部空间位置对应用于控制维持加速管内部空间的真空度，另一端与真空泵连通。
作为优选的，所述密封罩体的边侧还连通设置有一安全阀和一监控测试密封空间内气压的压力表。
作为优选的，所述密封罩体的底部与基台表面通过法兰密封连接，其边侧还延伸出有多个密封固定螺栓用以与基台表面固定。
作为优选的，所述自动测试系统还包括有一提升装置，所述提升装置包括有固定支架，所述固定支架位于密封罩体的垂直上方处，所述固定支架上设置有提升电机，所述提升电机通过一连接杆与密封罩体的顶部连接用以提升密封罩体，方便加速管的装卸。
与现有技术相比，本发明提供的一种加速管工艺段自动测试系统，该系统具有精度高、无人值守、一致性高、能根据加速管耐压设定要求自动判定合格情况的特点，大大减弱工人工作时间，确保加速管上每一环状体的耐压一致性，提高了加速管在加速器设备中的安全稳定性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种加速管工艺段自动测试系统的主视图；
图2为本发明提供的一种加速管工艺段自动测试系统的俯视图；
图3为加装加速管后的加速管工艺段自动测试系统的主视图；
图4为加速管某一环状体的耐压偏差趋势图。
附图中涉及的附图标记和组成部分说明：
1、基台；2、密封罩体；3、测试密封空间；4、法兰；5、密封固定螺栓；6、加速管；7、固定支架；8、提升电机；9、连接杆；10、加速固定端；11、接地端；12、高压接入端；13、环状体；14、保护气输入管；15、真空泵；16、真空管；17、安全阀；18、压力表；19、固定测试端；20、活动测试端；21、圆柱体；22、主轴；23、驱动电机。
具体实施方式
加速管工艺段制造完成后，需对加速管工艺段进行高压、高绝缘和高真空的“三高”测试。就目前的测试方式，只能依赖于人工测试，即将喷砂后的加速管安装至测试设备中，作业人员手工操作高压发生器进行耐压测试。由于耐压测试的过程较长且鼓噪，人为干预因素影响其测试结果。后续在电子加速器调试中经常出现因加速管高压锻炼效果差，甚至高压击穿的现象，从而影响整个电子加速器的调试和运行。
故而，为了减少人为干预，确保测试结果的一致性和准确性，本发明提供一种新的“三高”测试系统以满足上述测试需求。
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1～图3所示，一种加速管工艺段自动测试系统，包括基台1，基台1上罩设有密封罩体2，密封罩体2和基台1之间构成测试密封空间3。为了提高测试密封空间3的密封性能，密封罩体2的底部与基台1表面通过法兰4密封连接，其边侧还延伸出有多个密封固定螺栓5用以与基台1表面固定。在准备测试前需要将加速管6放置于该测试密封空间3中，在测试完成后需要将加速管6从该测试密封空间3内取出，为了方便作业人员对加速管6的加装、取卸，自动测试系统还包括有一提升装置，该提升装置主要包括有固定支架7和提升电机8，固定支架7位于密封罩体2的垂直上方处，提升电机8设置在固定支架7上，提升电机8通过一连接杆9与密封罩体2的顶部连接用以提升密封罩体2。当需要加装或者卸载加速管6时，作业人员只需要打开提升电机8，将密封罩体2进行提升即可将加速管6放置在测试密封空间3中或从测试密封空间3中取出。
在测试密封空间3内分别设置有电压接入部、测试部、测试气氛控制部和加速管固定端10。
加速管固定端10设置在基台1上，其上固定有加速管6。电压接入部包括一接地端11和一高压接入端12，加速管6的各个环状体13之间通过导线连接，且导线的一端与接地端11连接，另一端与高压接入端12连接，高压接入端12与高压发生器(图中未示出)连接。在测试过程中，高压发生器打开，调整至合适的测试电压值，即可在加速管6的两端附加该指定的测试电压值。
测试气氛控制部与基台1的底部连通用于控制测试密封空间3内的保护气氛和维持加速管6内的真空度。具体的，测试气氛控制部包括保护气单元和真空单元。其中，保护气单元包括有一保护气输入管14和保护气储罐(图中未示出)，保护气输入管14的一端设置基台1上并与测试密封空间3连通，另一端与保护气储罐的出气口连通。真空单元包括真空泵15和真空管16，真空管16的一端贯穿通过基台1设置且与加速管6的内部空间位置对应用于控制维持加速管6内部空间的真空度，另一端与真空泵15连通。当需要进行测试时，打开保护气储罐的阀门将保护气通入至测试密封空间3中，使其内部处于保护气的气氛中，同时打开真空泵15，通过真空管16对加速管6内部空间进行抽真空操作，并使得加速管6内部空间维持指定的真空度。密封罩体2的边侧还连通设置有一安全阀17和一监控测试密封空间3内气压的压力表18。
测试部包括有多个与加速管6环状体13连通的固定测试端19、一个活动测试端20和一空心的圆柱体21。圆柱体21垂直设置在基台1上，圆柱体21的外侧面沿轴向水平延伸设置有多个固定测试端19，每个固定测试端19通过导线与加速管6的多个环状体13一一对应连接。圆柱体21内贯穿设置有一主轴22，主轴22上活动设置有活动测试端20，为了活动测试端20可在主轴22上移动，将活动测试端20设计为环状结构并与主轴22螺纹连接，基台1的底部设置有驱动电机23，该驱动电机23与主轴22控制连接，驱动主轴22旋转从而使得活动测试端20可在主轴22上进行上下移动。进一步的，活动测试端20的外径等于圆柱体21的内径。
同时，活动测试端20在主轴22上上下移动的同时，也与不同的固定测试端19连通从而检测该固定测试端19对应位置的加速管6环状体13的测试电流，并通过导线传输至系统控制终端。
系统控制终端包括数据处理器和控制器(图中均未示出)，数据处理器与活动测试端连通用于分析处理活动测试端20传回的多组测试电流数据。控制器与驱动电机23连通用于控制驱动电机23的启停以及正向旋转、反向旋转。数据处理器通过转换处理得到相应位置的电压偏差值，从而形成相应的趋势图。根据趋势图内的数据与标准数据进行对应，判定该位置是否异常。若无异常，则控制器控制驱动电机23运转从而驱使活动测试端20移动至主轴22的下一位置，并与该位置上的固定测试端19连通，重复测试操作。
具体操作如下：
打开固定支架7上的提升电机8，提升电机8通过连接杆9将密封罩体2进行提升，露出位于基台1表面上的加速管固定端10，将待测的加速管6套设固定到加速管固定端10上。用导线将加速管6上的各个环状体13进行串联，其后将导线的一端与接地端11连接，另一端与高压接入端12连接。完成上述操作后，再次打开固定支架7上的提升电机8，提升电机8通过连接杆9将密封罩体2进行下落至基台1表面上，关闭提升电机8。作业人员将密封罩体2的端部通过法兰4和密封固定螺栓5与基台1表面进行密封连接，使得密封罩体2与基台1之间形成测试密封空间3。
其后，打开保护气储罐的阀门将保护气通入至测试密封空间3中，使其内部处于保护气的气氛中，同时打开真空泵15，通过真空管16对加速管6内部空间进行抽真空操作，并使得加速管6内部空间维持指定的真空度，通过密封罩体2的边侧设置压力表18，实时监控测试密封空间3内气压值。
完成测试密封空间3内的气氛控制后，打开高压发生器，调整至合适的测试电压值，即可在加速管6的两端附加该指定的测试电压值。系统控制终端的控制器控制驱动电机23，从而控制主轴22进行旋转，同时还可控制主轴22正向旋转或方向旋转，使得活动测试端20在主轴22上上下移动。活动测试端20位于某一位置时，与该位置上的固定测试端19连通，从而将该固定测试端19对应位置的加速管6环状体13在高压状态上的放电电流传输至数据处理器中，数据处理器通过转换处理得到相应位置的电压偏差值，从而形成相应的趋势图，可参见图4所示。根据趋势图内的数据与标准数据进行对应，判定该位置是否异常。当偏差值在目标值范围(80～90KV)内且3分钟无异常则判定合格，控制器控制驱动电机23运转从而驱使活动测试端20移动至主轴22的下一位置，并与该位置上的固定测试端19连通，重复测试操作。
当加速管6所有的环状体13都完成上述测试操作后，系统自动停机并发出完成信号，最后形成报表记录整段加速管的测试情况。
最后打开固定支架7上的提升电机8，提升电机8通过连接杆9将密封罩体2进行提升，将位于测试密封空间3内的加速管6取出，放置新的待测加速管6，进行新的加速管6进行“三高”测试。
上述整个操作系统，均为系统自动控制完成，该系统具有精度高、无人值守、一致性高、能根据加速管耐压设定要求自动判定合格情况的特点，大大减弱工人工作时间，确保加速管上每一环状体的耐压一致性，提高了加速管在加速器设备中的安全稳定性能。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种加速管工艺段自动测试系统，其特征在于：包括基台，所述基台上罩设有密封罩体，所述密封罩体和基台之间构成测试密封空间，所述测试密封空间内分别设置有电压接入部、测试部、测试气氛控制部和加速管固定端，所述加速管固定端设置在基台上，其上固定有加速管，所述加速管的各个环状体之间通过导线连接并与电压接入部连通，所述电压接入部的一端与高压发生器连接，所述测试气氛控制部与基台的底部连通用于控制测试密封空间内的保护气氛和维持加速管内的真空度，所述测试部包括有多个与加速管环状体连通的固定测试端和一个活动测试端，所述活动测试端与不同的固定测试端连通并将各个固定测试端对应的加速管环状体的测试电流通过导线传输至系统控制终端。
2.根据权利要求1所述的一种加速管工艺段自动测试系统，其特征在于：所述测试部包括有一空心的圆柱体，所述圆柱体垂直设置在基台上，所述圆柱体的外侧面沿轴向水平延伸设置所述与加速管环状体连通的固定测试端，所述圆柱体内贯穿设置有一主轴，所述主轴上活动设置有所述活动测试端。
3.根据权利要求2所述的一种加速管工艺段自动测试系统，其特征在于：所述活动测试端为一环状体，所述主轴穿设通过活动测试端并与其螺纹连接，所述基台的底部设置有驱动电机并与所述主轴控制连接，驱动电机驱动主轴旋转从而使得活动测试端可在主轴上上下移动，所述活动测试端的外径等于所述圆柱体的内径。
4.根据权利要求3所述的一种加速管工艺段自动测试系统，其特征在于：所述系统控制终端包括数据处理器和控制器，所述数据处理器与所述活动测试端连通用于分析处理活动测试端传回的测试电流，所述控制器与所述驱动电机连通用于控制驱动电机的启停以及正向旋转、反向旋转。
5.根据权利要求1所述的一种加速管工艺段自动测试系统，其特征在于：所述电压接入部包括一接地端和一高压接入端，加速管的各个环状体之间通过导线连接，且导线的一端与接地端连接，另一端与高压接入端连接，所述高压接入端与所述高压发生器连接。
6.根据权利要求1所述的一种加速管工艺段自动测试系统，其特征在于：所述测试气氛控制部包括保护气单元和真空单元，所述保护气单元包括有一保护气输入管和保护气储罐，所述保护气输入管的一端设置基台上并与所述测试密封空间连通，另一端与保护气储罐的出气口连通，所述真空单元包括真空泵和真空管，所述真空管的一端贯穿通过基台设置且与加速管的内部空间位置对应用于控制维持加速管内部空间的真空度，另一端与真空泵连通。
7.根据权利要求1所述的一种加速管工艺段自动测试系统，其特征在于：所述密封罩体的边侧还连通设置有一安全阀和一监控测试密封空间内气压的压力表。
8.根据权利要求1所述的一种加速管工艺段自动测试系统，其特征在于：所述密封罩体的底部与基台表面通过法兰密封连接，其边侧还延伸出有多个密封固定螺栓用以与基台表面固定。
9.根据权利要求1所述的一种加速管工艺段自动测试系统，其特征在于：所述自动测试系统还包括有一提升装置，所述提升装置包括有固定支架，所述固定支架位于密封罩体的垂直上方处，所述固定支架上设置有提升电机，所述提升电机通过一连接杆与密封罩体的顶部连接用以提升密封罩体，方便加速管的装卸。
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Country or region after: China Address after: 215000 Zhongqiao International Logistics Science Park, Pingwang Town, Wujiang District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: CGN DASHENG ELECTRON ACCELERATOR TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: No. 1288, Shexi Road, Beishe community, Lili Town, Wujiang District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: CGN DASHENG ELECTRON ACCELERATOR TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |