CN111505700A - 一种电子加速器束流强度实时监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子加速器束流强度实时监测装置，涉及电子加速器技术，特别涉及电子束流控制技术；本发明所要解决的技术问题是，束流强度监测装置串接于真空系统当中容易损坏、维修困难；其特征在于：包括法拉第装置、两个调整固定罩、束流检测模块；法拉第装置安装于输出盒法兰窗下面，调整固定罩为无盖长方箱体结构，作用是把法拉第装置固定在输出盒下口，调整固定罩设置有螺栓，用于精细调整法拉第装置与输出盒的相对位置，所述束流检测模块用于束流信号采样、放大、处理及显示；本发明的优点是，束流强度监测装置安装在真空系统外，不易损坏，更换时不破坏真空，有利于电子加速器连续稳定工作。
Description
技术领域
本发明涉及电子加速器技术，特别涉及电子束流控制技术。
背景技术
电子加速器的电子束流在加速系统中不断获取能量并加速,束流强度是电子加速器运行时的一项重要参数指标，该指标直接影响高能电子在被辐照物质内部吸收的辐照剂量大小，为了控制辐照剂量的准确性，需要在辐照过程中实时监测电子加速器的束流强度变化情况。
法拉第筒是最常见的电子加速器束流强度测量装置，一般安装于加速系统真空管道中，加速系统器件安装顺序为电子枪、加速管、刮束器、束流变换器（BCT）、扫描盒和输出盒，输出盒最下端是法兰窗，为矩形空心框，空心部分固定有钛模，使内部真空与空气隔离。束流变换器就是法拉第筒原理的束流强度监测装置，串接于真空系统当中。当电子加速器在大束流输出时，由于真空变化及真空管道发热等原因，造成束流包络边缘电子散射，极易对加速管、束流变换器等造成损坏，使束流变换器使用寿命一般在半年到一年。在更换束流变换器时需要破坏真空，维修后重新建立真空需要多日，耽误加速器工作。对比申请号为201010569876.X的发明公布“电子加速器电子束流监测装置”，申请号为201210140602.8的发明公布“用于电子加速器束流强度实时监测的装置”，都串接于真空系统中。因此，设计一款安装在真空管道外的束流强度实时监测装置，符合工作需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种电子加速器束流强度实时监测装置，安装在真空系统外，不易损坏，更换时不破坏真空，有利于电子加速器连续稳定工作。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种电子加速器束流强度实时监测装置，其特征在于：包括法拉第装置1、两个调整固定罩2、束流检测模块11；所述法拉第装置1安装于输出盒法兰窗下面，其大体形状为矩形空心框，两个长边分别作为前缘和后缘，框体尺寸恰好与输出盒法兰窗框体叠合，其中心与输出盒中心一致，用于束流信号的捕获；所述调整固定罩2为无盖长方箱体结构，一只用于套入叠放的输出盒法兰窗和法拉第装置1前缘，另一只用于套入叠放的输出盒法兰窗和法拉第装置1后缘，作用是把法拉第装置1固定在输出盒下口，箱体内部空间尺寸略大于叠放的输出盒法兰窗和法拉第装置1前缘立面或后缘立面的长度和高度，容许稍做位置调整；调整固定罩2设置有侧面螺栓3、正面螺栓4和上面螺栓5，用于精细调整法拉第装置1与输出盒的相对位置，保证测量准确；所述束流检测模块11安装于加速器辅机室，与法拉第装置1进行电连接，设置有负载电阻12、脉冲束流采样电路、脉冲束流后置放大电路、束流积分放大电路和束流监测显示电路，用于束流信号采样、 放大、处理及显示。
所述法拉第装置1包括绕线6、磁芯7、硅胶8、磁芯槽9和盖板10；所述绕线6采用耐高温线，按顺时针均匀绕在磁芯7，并引出到磁芯槽9外面；所述磁芯7，矩形框结构，采用纳米非晶材料，内框稍大于输出盒钛模尺寸，实现包络所有穿出钛模的电子束；所述硅胶8浇筑在已放置绕线磁芯7的磁芯槽9内，实现固定及辐射保护；所述磁芯槽9开设在法拉第装置1四边框体内环绕一周、上面开放，优选聚乙烯环氧树脂材料，也可选择陶瓷，具有抗辐射作用，磁芯槽9尺寸可以容纳绕线磁芯7；所述盖板10优选聚乙烯环氧树脂材料，也可选择陶瓷，矩形空心薄板框，覆盖磁芯槽9上面，用沉头螺钉固定。
所述调整固定罩2，侧面螺栓3、正面螺栓4和上面螺栓5螺杆端的粗糙度为半光面,便于稳妥固定；所述正面螺栓4安装在调整固定罩2两个长边的垂直面上，旋转时螺杆端抵住法拉第装置1边框，可以调节其前后位置；所述侧面螺栓3安装在调整固定罩2侧面上，旋转时螺杆端抵住法拉第装置1边框，可以调节其左右位置；所述上面螺栓5，设置多个，嵌于调整固定罩2上面，旋转时螺杆端抵住输出盒法兰窗调节法拉第装置1上表面与输出盒下表面接触紧密性。
所述束流检测模块11包括负载电阻12、脉冲束流采样电路、脉冲束流后置放大电路、束流积分放大电路和束流监测显示电路，依次进行电连接，可以实现脉冲束流的实时显示；所述负载电阻12两端与绕线6两端进行电连接，采用高精度无感电阻，满足电子加速器工作在脉冲状态时,提高脉冲束流峰值测量的准确性。
本发明的优点是：提供一种电子加速器束流强度实时监测装置，加速系统由电子枪、加速管、刮束器、束流变换器、扫描盒和输出盒连接顺序，变更为电子枪、加速管、刮束器、扫描盒、输出盒、束流变换器，束流强度监测装置安装在真空系统外，不易损坏，更换时不破坏真空，有利于电子加速器连续稳定工作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细说明；
图1为本发明装置与加速器输出盒对接安装示意图；
图2为束流检测模块示意图；
图3为法拉第装置结构示意图；
图中：1、法拉第装置；2、调整固定罩；3、侧面螺栓；4、正面螺栓；5、上面螺栓；6、绕线；7、磁芯；8、硅胶；9、磁芯槽；10、盖板；11、束流检测模块；12、负载电阻。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明的结构进行进一步详细说明。
一种电子加速器束流强度实时监测装置，包括法拉第装置1、两个调整固定罩2、束流检测模块11；法拉第装置1安装于输出盒法兰窗下口，其大体形状为矩形空心框，两个长边分别作为前缘和后缘，框体尺寸恰好与输出盒法兰窗框体叠合，其中心与输出盒中心一致，用于束流信号的捕获；调整固定罩2为无盖长方箱体结构，一只用于套入叠放的输出盒法兰窗和法拉第装置1前缘，另一只用于套入叠放的输出盒法兰窗和法拉第装置1后缘，作用是把法拉第装置1固定在输出盒下方，内部空间尺寸容许稍做位置调整；调整固定罩2设置有侧面螺栓3、正面螺栓4和上面螺栓5，用于精细调整法拉第装置1与输出盒的相对位置，保证测量准确；束流检测模块11安装于加速器辅机室，与法拉第装置1进行电连接，设置有负载电阻12、脉冲束流采样电路、脉冲束流后置放大电路、束流积分放大电路和束流监测显示电路，用于束流信号采样、 放大、处理及显示。
法拉第装置1包括绕线6、磁芯7、硅胶8、磁芯槽9和盖板10；磁芯7，矩形框结构，采用纳米非晶材料，内框稍大于输出盒钛模尺寸，实现包络所有穿出钛模的电子束；硅胶8浇筑在已放置绕线磁芯7的磁芯槽9内，实现固定及辐射保护；磁芯槽9开设在法拉第装置1四边框体内环绕一周、上面开放，磁芯槽9尺寸可以放入绕线磁芯7；盖板10覆盖磁芯槽9上面，用沉头螺钉固定。
所述调整固定罩2，侧面螺栓3、正面螺栓4和上面螺栓5螺杆端的粗糙度为半光面；所述正面螺栓4安装在调整固定罩2两个长边的垂直面上，旋转时螺杆端抵住法拉第装置1边框，可以调节其前后位置；所述侧面螺栓3安装在调整固定罩2侧面上，旋转时螺杆端抵住法拉第装置1边框，可以调节其左右位置；所述上面螺栓5，设置多个，嵌于调整固定罩2上面，旋转时螺杆端抵住输出盒法兰窗调节法拉第装置1上表面与输出盒下表面接触紧密性。
以上具体实施方式仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种电子加速器束流强度实时监测装置，其特征在于：包括法拉第装置（1）、调整固定罩（2）两个、束流检测模块（11）；所述法拉第装置（1）安装于输出盒法兰窗下面，其大体形状为矩形空心框，两个长边分别作为前缘和后缘，框体尺寸恰好与输出盒法兰窗框体叠合，其中心与输出盒中心一致；所述调整固定罩（2）为无盖长方箱体结构，一只用于套入叠放的输出盒法兰窗和法拉第装置（1）前缘，另一只用于套入叠放的输出盒法兰窗和法拉第装置（1）后缘，作用是把法拉第装置（1）固定在输出盒下口，箱体内部空间尺寸略大于叠放的输出盒法兰窗和法拉第装置（1）前缘立面或后缘立面的长度和高度；调整固定罩（2）设置有侧面螺栓（3）、正面螺栓（4）和上面螺栓（5），用于精细调整法拉第装置（1）与输出盒的相对位置；所述束流检测模块（11）安装于加速器辅机室，与法拉第装置（1）进行电连接，设置有负载电阻（12）、脉冲束流采样电路、脉冲束流后置放大电路、束流积分放大电路和束流监测显示电路。
2.如权利要求1所述的一种电子加速器束流强度实时监测装置，其特征在于：所述法拉第装置（1）包括绕线（6）、磁芯（7）、硅胶（8）、磁芯槽（9）和盖板（10）；所述绕线（6）采用耐高温线，按顺时针均匀绕在磁芯（7），并引出到磁芯槽（9）外面；所述磁芯（7），矩形框结构，采用纳米非晶材料，内框稍大于输出盒钛模尺寸；所述硅胶（8）浇筑在已放置绕线磁芯（7）的磁芯槽（9）内；所述磁芯槽（9）开设在法拉第装置（1）四边框体内环绕一周、上面开放，优选聚乙烯环氧树脂材料，也可选择陶瓷，磁芯槽（9）尺寸可以容纳绕线磁芯（7）；所述盖板（10）优选聚乙烯环氧树脂材料，也可选择陶瓷，矩形空心薄板框，覆盖磁芯槽（9）上面，用沉头螺钉固定。
3.如权利要求1所述的一种电子加速器束流强度实时监测装置，其特征在于：所述调整固定罩（2），侧面螺栓（3）、正面螺栓（4）和上面螺栓（5）螺杆端的粗糙度为半光面；所述正面螺栓（4）安装在调整固定罩（2）两个长边的垂直面上，旋转时螺杆端抵住法拉第装置（1）边框；所述侧面螺栓（3）安装在调整固定罩（2）侧面上，旋转时螺杆端抵住法拉第装置（1）边框；所述上面螺栓（5），设置多个，嵌于调整固定罩（2）上面，旋转时螺杆端抵住输出盒法兰窗。
4.如权利要求1所述的一种电子加速器束流强度实时监测装置，其特征在于：所述束流检测模块（11）包括负载电阻（12）、脉冲束流采样电路、脉冲束流后置放大电路、束流积分放大电路和束流监测显示电路，依次进行电连接；所述负载电阻（12）两端与绕线（6）两端进行电连接，采用高精度无感电阻。
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