CN118311351A - 电子枪测试装置及电子枪测试方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种电子枪测试装置，包括：真空模块，包括在内部提供真空环境的真空室；阳极组件，包括位于所述真空室内部的阳极靶；支撑模块，安装于所述真空室内部，所述支撑模块被配置为支撑待测试的多个电子枪；控制模块，被配置为控制所述多个电子枪各自向所述真空室内部的阳极靶发射电子束以执行测试操作。还提供了一种电子枪测试方法。

Description

电子枪测试装置及电子枪测试方法

技术领域

本公开涉及测试领域，更具体地，涉及一种电子枪测试装置及电子枪测试方法。

背景技术

电子枪是产生、加速及会聚电子束流的装置，它发射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的电子束，广泛应用于电子加速器、X射线管、行波管等电真空装置与器件中。

由于电子枪使用在电真空器件中不易更换，故对其发射性能(可靠性、稳定性、一致性等)具有较高要求。其发射性能可通过装机前的测试而验证。

相关技术中，电子枪发射测试方案是将单个电子枪装入金属真空腔体中，抽真空然后进行发射测试，使用法拉第筒收集电子以测量束流。而当测试的电子枪数量较多，一般通过增加金属真空腔体和法拉第筒数量、缩减测试步骤、降低测试标准等方式提高测试速度。

在实现本公开发明构思的过程中，发明人发现，增加金属真空腔体和法拉第筒的方式会带来较高的成本。并且金属真空腔体和法拉第筒数量难以与待测电子枪的数量匹配，对于同一套金属真空腔体和法拉第筒，仍然存在多次抽真空测试等耗费时间的情况。另外，缩减测试步骤、降低测试标准等方式，可能会使得电子枪在实际工作中产生不利影响，达不到工作要求。

发明内容

鉴于上述问题，本公开提供了电子枪测试装置及电子枪测试方法。

根据本公开的第一个方面，提供了一种电子枪测试装置，其特征在于，包括：真空模块，包括在内部提供真空环境的真空室；阳极组件，包括位于所述真空室内部的阳极靶；支撑模块，安装于所述真空室内部，所述支撑模块被配置为支撑待测试的多个电子枪；控制模块，被配置为控制所述多个电子枪各自向所述真空室内部的阳极靶发射电子束以执行测试操作。

根据本公开的实施例，所述电子枪还包括栅网，所述装置还包括：电子枪电源模块，被配置为与所述多个电子枪电连接，且与所述控制模块通信连接；阳极电源模块，与所述阳极组件电连接，且与所述控制模块通信连接；所述控制模块控制所述多个电子枪各自向所述真空室内部的阳极靶发射电子束以执行测试操作包括：控制所述阳极电源模块为所述阳极组件供电；控制所述电子枪电源模块为每个所述电子枪内的阴极和栅网供电，以向每个所述阳极靶发射所述电子束。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：测量模块，电连接于所述阳极电源模块和所述阳极组件之间；所述测量模块被配置为响应于任一个电子枪发射电子束击中所述真空室内部的阳极靶，测量该电子枪所发射电子束的电流值。

根据本公开的实施例，所述真空室内部包括多个阳极靶，所述多个电子枪与所述多个阳极靶一一对应，所述阳极组件包括：阳极，其至少部分位于所述真空室内部；其中，所述多个阳极靶与位于所述真空室内部的阳极部分固定连接。

根据本公开的实施例，所述阳极的下端位于所述真空室内部；其中，所述多个阳极靶固定连接于所述阳极的下端，且绕所述阳极的下端周向排列。

根据本公开的实施例，所述支撑模块包括：多个支撑部，被配置为一一对应的支撑所述多个电子枪；其中，所述多个支撑部与所述多个阳极靶一一对应，且绕所述阳极的下端周向排列。

根据本公开的实施例，所述真空室包括：管体，内部限定有提供所述真空环境的容纳空间；第一法兰，套接在所述管体的第一端，且与所述第一端密封连接；第一板状件，与所述第一法兰连接，且比所述第一法兰更远离所述第一端；第一密封圈，置于所述第一法兰与所述第一板状件之间。

根据本公开的实施例，所述真空室还包括：第二法兰，套接所述管体的第二端，且与所述第二端密封连接，其中，所述第一端与所述第二端相对；第二板状件，与所述第二法兰连接，且比所述第二法兰更远离所述第二端；第二密封圈，置于所述第二法兰与所述第二板状件之间。

根据本公开的实施例，所述真空室还包括：散热片，其中，所述阳极从所述真空室内部向所述第一端延伸，直至穿过所述第一板状件后与所述散热片连接。

根据本公开的实施例，所述真空室还包括：多个接线组件，位于所述管体内部；多个真空馈入件，位于所述管体外部，其中，所述多个真空馈入件与所述多个接线组件穿过所述第二板状件相连接；其中，所述多个电子枪的线路一一对应的与所述多个接线组件连接，且通过所述多个真空馈入件与所述真空室外部的电子枪电源模块电连接。

根据本公开的实施例，在对任一所述电子枪执行测试操作之前，所述控制模块还被配置为：控制所述电子枪电源模块仅为该电子枪内的阴极供电，直至该电子枪内的阴极被加热至特定温度，并在所述特定温度持续特定时间。

根据本公开的实施例，所述真空室的至少部分区域为透明区域，所述装置还包括：测温模块，位于所述真空室外部，所述测温模块被配置为经由所述透明区域测量每个所述电子枪内的阴极温度。

根据本公开的实施例，所述多个电子枪属于同一个射线源；或者，所述多个电子枪中至少两个电子枪属于不同的射线源。

本公开实施例的另一方面提供了一种电子枪测试方法，其特征在于，包括：将阳极组件的阳极靶置于真空室内部，所述真空室在内部提供真空环境；使用支撑模块支撑待测试的多个电子枪，所述支撑模块安装于所述真空室内部；控制所述多个电子枪各自向所述真空室内部的阳极靶发射电子束以执行测试操作。

上述一个或多个实施例具有如下有益效果：提供测试多个电子枪的装置，通过将阳极靶置于真空室内部，并在真空室内部安装可以支撑待测试的多个电子枪的支撑模块，允许控制模块控制多个电子枪各自向真空室内部的阳极靶发射电子束以执行测试操作，从而能够在每次抽真空后测试多个电子枪，有效提升测试效率。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的安检设备的一种示例性应用场景图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的分布式射线源的结构示意图；

图3示意性示出了根据本公开实施例的电子枪测试装置的结构框图；

图4示意性示出了根据本公开实施例的单个电子枪与单个阳极组件相互作用的结构示意图；

图5示意性示出了本公开另一实施例的电子枪测试装置的结构框图；

图6示意性示出了本公开另一实施例的电子枪测试装置的结构框图；

图7示意性示出了本公开另一实施例的电子枪测试装置的结构框图；

图8示意性示出了本公开实施例的真空模块的工作框图；

图9示意性示出了本公开实施例的真空室的结构图；

图10示意性示出了图9所示真空室的爆炸图；

图11示意性示出了本公开实施例的阳极组件的结构图；

图12示意性示出了本公开实施例的阳极组件与多个电子枪配合的组合结构图；

图13示意性示出了图12所示组合结构的爆炸图；

图14示意性示出了本公开实施例的阳极组件与散热片配合的组合结构图；

图15示意性示出了本公开实施例的电子枪测试方法的流程图。

需要注意的是，为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，整体/局部结构或整体/局部区域的尺寸可能被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。

上述附图涉及的附图标记如下：

100、安检设备；10、机架；20、承载机构；30、控制器；40、计算机；50、对象；400、电子枪测试装置；410、真空模块；411、真空室；4111、管体；4112、第一法兰；4113、第一板状件；4114、第一密封圈；4115、第二法兰；4116、第二板状件；4117、第二密封圈；4118、接线组件；4119、真空馈入件；4120、抽气口；4121、第一真空接口；4122、第二真空接口；4123、散热片；412、稳压室；413、涡轮分子泵；414、储气瓶；415、前级抽气泵；416、监测真空计；420、阳极组件；421、阳极靶；422、阳极；4221、阳极下端；4222、阳极上端；430、支撑模块；431、支撑部；440、控制模块；450、电子枪电源模块；460、阳极电源模块；470、测量模块；480、测温模块；490、电子枪；491、阴极；492、栅网；493、补偿电极；494、聚焦电极；495、壳体。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

图1示意性示出了根据本公开实施例的安检设备的一种示例性应用场景图，但本公开不限于此。

如图1所示，根据本公开实施例的安检设备100包括：辐射装置(图1未示出)、机架10、辐射屏蔽装置(图1未示出)、承载机构20、控制器30和计算机40等。

示例性地，机架10内包括安检通道，如图1的平行z轴的通道，辐射装置可安装至机架10内的安检通道，例如安装在沿y轴方向的安检通道顶部。辐射装置包括发出检查用X射线的射线源，诸如X光机，以及探测和采集装置。承载机构20承载被检测的对象50穿过机架10的射线源与探测和采集装置之间的扫描区域。在一些实施例中，射线源可以包括单光源或分布式光源，从而由射线源发出的射线能够透过被检测的对象50或是该对象50的某一局部区域进行扫描。

探测和采集装置例如是具有整体模块结构的探测器及数据采集器，例如平板探测器，用于探测透射被检物品的射线，获得模拟信号，并且将模拟信号转换成数字信号，从而输出被检测的对象50针对X射线的投影数据。控制器30用于控制整个系统的各个部分同步工作。

计算机40可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机40和台式计算机40等等。计算机40可以获取安检设备100的扫描图像并展示，以实现扫描图像的人工判图或自动判图。

在一些实施例中，射线源被配置为在目标位置处发送射线扫描被检测的对象。辐射屏蔽装置被配置为屏蔽射线向不期望的方向的辐射，如向射线源的出束方向之外的辐射。

图2示意性示出了根据本公开实施例的分布式射线源的结构示意图。

以X射线为例，传统X光管只包含一个焦点，不满足特定检查设备(如静态CT)对射线源的需求，因此可以提供分布式射线源。参照图2，该光源包括多个焦点，例如图2中呈直线排布的多个电子枪(仅为示例)。工作时，通过时序控制不同的电子枪发射电子，最后与阳极靶相互作用产生X射线。

需要说明的是，图2并不构成对本公开的限制，即，本公开涉及的射线源可以包括分布式射线源，也可以包括具有单个电子枪的传统射线源。

可以理解，在装机前可以测试电子枪的发射性能，如可靠性、稳定性、一致性等。基于上述图1～图2，下面进一步展开描述本公开提供的电子枪测试装置400。

图3示意性示出了根据本公开实施例的电子枪测试装置400的结构框图。

如图3所示，该实施例的电子枪测试装置400包括真空模块410、阳极组件420、支撑模块430和控制模块440。其中，真空模块410包括在内部提供真空环境的真空室411。阳极组件420包括位于真空室内部的阳极靶421。支撑模块430安装于真空室内部，支撑模块430被配置为支撑待测试的多个电子枪490。控制模块440被配置为控制多个电子枪490各自向真空室内部的阳极靶421发射电子束以执行测试操作。

例如，真空室内部的阳极靶421可以有一个或多个，当有一个阳极靶时，多个电子枪490可以发射电子束击中该阳极靶上相同或不同的区域。当有多个阳极靶时，可以与多个电子枪一一对应，每个电子枪向对应的阳极靶发射电子束。

示例性地，真空室411可以在内部提供真空环境，使得测试过程不受外界空气影响。在测试时，电子枪490和阳极靶421皆位于真空室内部。支撑模块430也安装在真空室内部，用于支撑待测试的电子枪490，使电子枪490测试过程中具有稳定性。控制模块440可以被人为操作或自动控制，使每个电子枪490向对应的阳极靶421发射电子束，完成测试操作。测试操作可以是模拟实际工作场景使得电子枪490发射电子束，并采集电子枪490的性能参数来予以评估。

支撑模块430可以包括支撑架、支撑座等结构。控制模块440可以包括上位机、终端设备(如手机、笔记本电脑、台式机或其他设备)等。

在一些实施例中，多个电子枪490中任两个电子枪490之间可以采用相同或不同的电子发射方式。任一电子枪490可以采用热电子发射方式、场致发射方式、光电子发射方式中的一种。在采用热电子发射方式时，使用热阴极，例如纯金属热阴极、氧化物阴极、储备式阴极、六硼化镧阴极等。在采用场致发射方式时，使用场致发射阴极，例如微尖锥场致发射阵列和碳纳米管。当具有一定能量的光照射在材料表面时，被原子核束缚的电子会吸收光子能量，并逃脱原子核的束缚向材料表面运动，当电子的能量足够高时就能克服表面势垒而溢出形成发射，即光电子发射。在采用光电子发射方式时，使用光阴极，例如金属光阴极和半导体光阴极。

在一些实施例中，多个电子枪490属于同一个射线源。或者，多个电子枪490中至少两个电子枪490属于不同的射线源。

示例性地，当多个电子枪490属于同一个射线源时，参照图3，可以属于同一个分布式射线源。因此，能够考虑分布式射线源中多个电子枪490在相同环境下工作的场景，实现在同一测试条件下进行测试操作，更加与实际工作场景贴合，测试结果更为可靠和准确。进一步地，控制模块440还可以按照分布式射线源实际工作中的时序，控制多个电子枪490按照该时序分别发射电子束。

示例性地，当多个电子枪490中至少两个电子枪490属于不同的射线源时，可以一次抽真空后，装配和测试多个射线源的电子枪490，进一步提供更高的测试效率。

根据本公开的实施例，提供测试多个电子枪490的装置，通过将多个阳极靶421置于真空室内部，并在真空室内部安装可以支撑待测试的多个电子枪490的支撑模块430，允许控制模块440控制多个电子枪490一一对应的向多个阳极靶421发射电子束以执行测试操作，从而能够在每次抽真空后测试多个电子枪490，有效提升测试效率。

可以理解，本公开涉及的多个电子枪490包括至少两个，具体上限数量可以根据测试需求、电子枪测试装置400的容纳空间、供电参数或测试性能等确定。

图4示意性示出了根据本公开实施例的单个电子枪与单个阳极组件相互作用的结构示意图，但本公开不限于此。图4所示的可以是图3中任一对电子枪和阳极组件。

如图4所示，阳极组件420上安装有阳极靶421。电子枪490包括阴极491、栅网492、补偿电极493、聚焦电极494和壳体495。

在一些实施例中，该阴极491可以采用热阴极，如储备式钡钨阴极和六硼化镧阴极等。在工作时阴极491会被通电加热而发射电子。补偿电极493和聚焦电极494可为圆环形，且该补偿电极493和聚焦电极494的截面可为梯形、矩形、圆形等形状。壳体495作为基础结构，其外形可大致为圆柱形，阴极491、栅网492、补偿电极493、聚焦电极494置于壳体495内。壳体495具有相对的第一端和第二端，其中第一端为连接端，在壳体495内形成一内腔，该内腔的开口位于该第二端上，靠近阳极组件420。也就是说，该壳体495成为一个一端封闭、另一端开口的结构。在本实施方式中，该壳体495为陶瓷体，但本公开并不以此为限。阴极491、栅网492、补偿电极493以及聚焦电极494沿着由第一端到第二端的方向依次设置在该内腔中。

参照图4，阴极491发射电子，栅网492提取束流，当栅网492处于负偏压时，阴极491电子被抑制，当栅网492处于正脉冲时，阴极491发射束流。由于栅网492是非线性传输元件，电子束穿过栅网492后发射度会增加，为了抑制束流发射度的增长，设计了补偿电极493，以调节束流发射度，在补偿电极493之后设计了聚焦电极494用以优化焦点尺寸，最终电子束与阳极靶421相互作用而产生辐射射线。

下面以采用热电子发射方式，并使用热阴极的电子枪490为例，进一步展开描述电子枪测试装置400。

图5示意性示出了本公开另一实施例的电子枪测试装置400的结构框图。

如图5所示，该实施例的电子枪测试装置400除包括图3所示的各个模块之外，还包括电子枪电源模块450和阳极电源模块460。电子枪电源模块450被配置为与多个电子枪490电连接，且与控制模块440通信连接。阳极电源模块460与阳极组件420电连接，且与控制模块440通信连接。控制模块440控制多个电子枪490各自向真空室内部的阳极靶421发射电子束以执行测试操作包括：控制阳极电源模块460为阳极组件420供电。控制电子枪电源模块450为每个电子枪490内的阴极491和栅网492供电，以向每个阳极靶421发射电子束。

在一些实施例中，参照图2，在测试时不仅为每个电子枪490内的阴极491和栅网492供电，同时还可以为补偿电极493和聚焦电极494供电。电子枪电源模块450可以包括与多个电子枪490一一对应的多个电子枪电源。

根据本公开的实施例，控制模块440通过与电子枪电源模块450和阳极电源模块460的通信，实现对电子枪490和阳极组件420的控制，使得测试过程自动化，提高了测试效率。

图6示意性示出了本公开另一实施例的电子枪测试装置400的结构框图。

如图6所示，该实施例的电子枪测试装置400除包括图5所示的各个模块之外，还包括测量模块470。测量模块470电连接于阳极电源模块460和阳极组件420之间。测量模块470被配置为响应于任一个电子枪发射电子束击中真空室内部的阳极靶，测量该电子枪所发射电子束的电流值。测量模块470还可以与控制模块440通信连接，以将电流值传输到控制模块440。

示例性地，阳极电源模块460可以是直流高压电源，电子枪电源模块450可以为栅网492供电来施加直流电压或脉冲电压。当为栅网492施加直流电压时，电子束为直流形式，电源模块可以包括电流表，并在阳极组件420与直流高压电源之间串联电流表，测量电流值。当为栅网492施加脉冲电压时，电子束为脉冲形式，电子模块可以包括电流互感器和示波器，并可在阳极组件420与直流高压电源之间套入电流互感器，通过示波器对脉冲电流进行观测得到电流值。

在一些实施例中，当为栅网492施加直流电压时，每次对单个电子枪490进行测试操作，从而便于测量模块470准确测量电流值。当为栅网492施加脉冲电压时，可以同时对至少两个电子枪490进行测试操作，通过为不同电子枪490设置不同的脉冲电压幅值，能够提取出每个电子枪490的电子束数据，而使得测量模块470准确测量电流值。

根据本公开的实施例，通过测量模块470测量电子束的电流值，可以对电子枪490的性能进行实时与精确的评估，提高了测试的准确性。

由于电子枪490使用在电真空器件中不易更换，故对其阴极491的洁净度也具有较高要求，阴极491的洁净度可通过预排工序提高。通过预排工序，能够去除阴极491杂质提高洁净度，还可检查预排后阴极表面的状态，以判定阴极491表面是否能够正常工作。

以钡钨阴极举例，在阴极内部储备有足够的活性物质，在阴极工作期间，可以不断地向阴极表面提供钡原子，以补充因蒸发、中毒或离子轰击等引起的钡原子的损失，从而使阴极保持稳定的发射能力。钡钨阴极作为电子源已广泛应用于真空电子器件。其中，钡钨阴极在阴极预排过程中会被激活，提前蒸散钡钨阴极表面残留的多余金属物质，防止多余物质在钡钨阴极工作过程中被蒸散，引起电子枪490绝缘失效。提前蒸散钡钨阴极制备过程中点焊引起的残留铜。其他类型的阴极在预排过程中也会提高洁净度，在此不一一举例。

在一些实施例中，在对任一电子枪490执行测试操作之前，控制模块440还被配置为：控制电子枪电源模块450仅为该电子枪490内的阴极491供电以执行预排操作，直至该电子枪490内的阴极491被加热至特定温度，并在特定温度持续特定时间。例如特定温度为1000摄氏度或其他温度，特定时间为1分钟，即，特定温度和特定时间可以根据阴极491类型和预排需求灵活设置。

在一些实施例中，可以在多个特定温度对某电子枪490进行预排操作并进行测试。例如对A电子枪在第一特定温度(如800摄氏度)预排后，继续对A电子枪执行测试操作。然后，接着对A电子枪在第二特定温度(如1600摄氏度)预排，之后对A电子枪执行测试操作。能够在一次抽真空后，于同一真空环境提供预排和测试功能，还能实现梯度温度的逐次预排和测试，如在某一温度的预排后达到测试效果，即可停止预排，节省继续供电升温的资源和时间成本。

在一些实施例中，可以同时为所有电子枪490执行预排操作。或，同时为所有多个电子枪490执行测试操作。或，为部分电子枪490执行预排操作，而同时为部分电子枪490执行测试操作。

例如，A电子枪和B电子枪同时置于真空室内部进行测试。在同一时间，对A电子枪进行预排操作，对B电子枪进行测试操作。举例而言，A电子枪和B电子枪中的阴极类型不同，或者即使类型相同对预排的反应也不同。两者同一时刻开始进行预排操作，B电子枪预先预排结束，A电子枪仍未预排结束，此时可以先对B电子枪测试，A电子枪继续预排。

相关技术中单独进行单个阴极491预排(装入电子枪490组件之前)，方法是将阴极491封入真空环境中(玻璃管、金属腔体等)进行通电升温。因为仅是阴极491处于真空环境，这就使得在预排后无法在同一真空环境中进行电子枪490的测试操作，也难以提高阴极491预排的效率。

根据本公开的实施例，电子枪测试装置400内能够实现预排和测试两个功能，减少安装及抽真空次数，提升预排和测试的整体效率。

图7示意性示出了本公开另一实施例的电子枪测试装置400的结构框图。

如图7所示，该实施例的电子枪测试装置400除包括图6所示的各个模块之外，还包括测温模块480。真空室411的至少部分区域为透明区域，测温模块480位于真空室外部，测温模块480被配置为经由透明区域测量每个电子枪490内的阴极温度。测温模块480还可以与控制模块440通信连接，以将阴极温度传输到控制模块440。

示例性地，在特定角度，可以在外部观察到电子枪490内部的阴极491。例如测温模块480包括非接触式的测温设备，如比色测温仪。在预排过程中，真空室外部的测温模块480可以通过透明区域及时测量阴极491的温度。

根据本公开的实施例，在预排过程中可以实时监控每个电子枪490内的阴极491温度，从而及时调整对阴极491的供电，并准确监测预排数据便于后续分析。

图8示意性示出了本公开实施例的真空模块410的工作框图。图9示意性示出了本公开实施例的真空室411的结构图。图10示意性示出了图9所示真空室411的爆炸图。

如图8所示，真空模块410包括RP前级抽气泵415、TMP涡轮分子泵413、VC1真空室411、VC2稳压室412、G1监测真空计416，以及真空阀门V1-V3。真空室411内极限真空度可以达到10^-6Pa量级，工作真空度可以达到10^-5Pa量级。

如图9和图10所示，真空室411包括管体4111、第一法兰4112和第一板状件4113。管体4111内部限定有提供真空环境的容纳空间。第一法兰4112套接在管体4111的第一端，且与第一端密封连接。第一板状件4113与第一法兰4112连接，且比第一法兰4112更远离第一端。第一密封圈4114置于第一法兰4112与第一板状件4113之间。

本公开涉及的真空室内部即是管体4111内部的容纳空间。在一些实施例中，管体4111的第二端可以是封闭的。第一法兰4112套接在管体4111的第一端，第一板状件4113与第一法兰4112连接(如螺钉连接或焊接)，第一密封圈4114提供第一端的密封，配合封闭的第二端形成一个密封的真空环境。

示例性地，第一密封圈4114可以是O型圈，对于管体4111与第一板状件4113的密封，采用O型圈径向密封的方式，即由第一法兰4112挤压O型圈，使其向内膨胀从而与管体4111外壁接触。

在另一些实施例中，管体4111的第二端可以是开放的，真空室411还包括第二法兰4115、第二板状件4116和第二密封圈4117。第二法兰4115套接管体4111的第二端，且与第二端密封连接，其中，第一端与第二端相对。第二板状件4116与第二法兰4115连接，且比第二法兰4115更远离第二端。第二密封圈4117置于第二法兰4115与第二板状件4116之间。

第二法兰4115套接在管体4111的第二端，第二板状件4116与第二法兰4115连接(如螺钉连接或焊接)，第二密封圈4117提供第二端的密封，配合第一端从而形成一个密封的真空环境。

示例性地，第二密封圈4117也可以是O型圈，对于管体4111与第二板状件4116的密封，采用O型圈径向密封的方式，即由第二法兰4115挤压O型圈，使其向内膨胀从而与管体4111外壁接触。

在一些实施例中，可以将管体4111周向的至少部分区域设置为透明区域，如管体4111可以为石英玻璃管，即整体为透明的。管体4111还可以采用非整体透明的其他材质(如金属壳)，在能提供封闭真空环境的前提下开有透明的观察窗口，如使用玻璃密封该窗口。

根据本公开的实施例，真空室411中各个部件的配合，使电子枪490能在真空环境中发射电子束，并令阳极组件420与电子束相互作用，从而提高了测试的效果和稳定性。

参照图8、图9和图10，真空室411由下部的抽气口4120连接真空机组(如RP前级抽气泵415、TMP涡轮分子泵413、VC2稳压室412和真空阀门V3)抽真空，上部的第一真空接口4121通过真空阀门V1接监测真空计416，上部的第二真空接口4122通过真空阀门V2接储存有保护气体(例如氮气)的储气瓶414(中间有真空阀门)。在预排和/或测试结束后，可打开真空阀门V2，向真空室411充氮气，以避免阳极靶421、电子枪490及电子枪内部构件等接触空气而损伤。

在一些实施例中，真空室411还包括多个接线组件4118和多个真空馈入件4119。多个接线组件4118位于管体4111内部。多个真空馈入件4119位于管体4111外部，其中，多个真空馈入件4119与多个接线组件4118穿过第二板状件4116相连接。其中，多个电子枪490的线路一一对应的与多个接线组件4118连接，且通过多个真空馈入件4119与真空室外部的电子枪电源模块450电连接。

例如，接线组件4118包括电线接头，将电子枪490的线路与电子枪电源模块450连接起来。它位于真空室内部，并专门设计以适应高真空环境。真空馈入件4119是从真空室外部连接到接线组件4118的构件，其目的是将电子枪电源模块450的电导入接线组件4118，而不会影响真空室411内的高真空环境。

参照图9和图10，接线组件4118和真空馈入件4119的配置，使得电子枪电源模块450的电可以被连接到管体4111内部，在持续提供真空环境的情况下为电子枪490及其内部构件供电，保障了电子枪490的正常运行，提供预排及测试的供电条件。

继续参照图9和图10，真空室411上的金属部分全部接地，每个电子枪电源公共端与真空室411上的金属部分共地。测试电子枪490发射时阳极422施加正电压，对电子枪490的阴极491通电流加热，对栅极施加正电压，电子即从阴极491发射至阳极靶421上。

图11示意性示出了本公开实施例的阳极组件420的结构图。图12示意性示出了本公开实施例的阳极组件420与多个电子枪490配合的组合结构图。图13示意性示出了图12所示组合结构的爆炸图。

参照图9、图10和图11，真空室内部包括多个阳极靶，多个电子枪与多个阳极靶一一对应。即，阳极组件420包括阳极422和多个阳极靶421。阳极422的至少部分位于真空室内部。其中，多个阳极靶421与位于真空室内部的阳极422部分固定连接，例如焊接、耐高温胶接等。

在一些实施例中，阳极422的下端位于真空室内部。其中，多个阳极靶421固定连接于阳极422的下端，且绕阳极422的下端周向排列。

示例性地，阳极422可以为无氧铜材质，下端焊接有多个钨靶，上端居中通过陶瓷与第一板状件4113焊接。

可以理解，多个阳极靶421固定连接于阳极422的下端，且绕阳极422的下端周向排列仅是示例，多个阳极靶421还可以沿阳极422的延伸方向直线排列，或者绕阳极422周向从上至下螺旋排列，本公开不进行具体限定。

在一些实施例中，支撑模块430包括多个支撑部431，被配置为一一对应的支撑多个电子枪490。其中，多个支撑部431与多个阳极靶421一一对应，且绕阳极422的下端周向排列。支撑模块430包括支座，在支座的顶端设置有凹边作为支撑部431。电子枪490包括相连接的矩形板和柱体，柱体放置在凹边上，矩形板与支座的壁连接。支座可以固定在管体4111的底部，例如固定至第二板状件4116。参照图12和图13，待测试的多个电子枪490置于多个支撑部431上，在阳极422外侧同样沿圆周分布，每个电子枪490正对阳极靶421对中。

根据本公开的实施例，阳极422的下端与电子枪490协同配合，电子枪490发射的电子束可以从周向上多个方向击中固定在阳极下端4221的阳极靶421。周向排列的方式可以充分利用周向的空间。

图14示意性示出了本公开实施例的阳极组件420与散热片4123配合的组合结构图。

测试时，向阳极组件420施加高电压，电子枪490发射出来的电子束最终被钨靶及阳极接收形成电气回路，并将电子的一部分能量转换为X射线形成辐射光源。另外，由于电子束与钨靶相互作用时绝大部分的能量都转换为了热量，导致瞬间达到上千摄氏度，因此要求阳极组件420具有耐高温冲击和良好的散热功能，能够将其上沉积的电子束热量带走，以免能量累积导致温度过高而损坏。

在一些实施例中，真空室411还包括散热片4123，其中，阳极422从真空室内部向第一端延伸，直至穿过第一板状件4113后与散热片4123连接。

如图9和图10，阳极422的上端穿过第一板状件4113，并与第一板状件4113通过陶瓷焊接在一起，焊接处能够达到密封且耐高温的效果。如图11和图14所示，阳极422包括阳极下端4221和阳极上端4222(如铜芯或其他金属件)，阳极上端4222可以通电，并能够导热。阳极下端4221其周向焊接有多个阳极靶421，阳极422整体上从阳极下端4221延伸直至阳极上端4222与散热片4123连接。散热片4123可以多个，且互相间隔排列。

在一些实施例中，还可以增加风扇对散热片4123吹风来提高散热效率。在一些实施例中，可以在阳极下端4221内部和阳极上端4222内部设置通道，阳极下端4221内部和阳极上端4222内部的通道连通。可以提供冷却介质在通道内流动，例如冷却介质从散热片4123之间的间隔进出阳极下端4221内部和阳极上端4222内部，通过冷却介质不断循环将热量带走。

根据本公开的实施例，通过散热片4123的引入，可以有效地解决阳极422可能出现的过热问题，保证了测试操作的正常执行。

基于如上描述的电子枪测试装置400，本公开还提供了电子枪测试方法，下面通过图15进一步说明。

图15示意性示出了本公开实施例的电子枪测试方法的流程图。

如图15所示，该实施例的电子枪测试方法包括：

在操作S1510，将阳极组件420的阳极靶421置于真空室内部，真空室411在内部提供真空环境。

在操作S1520，使用支撑模块430支撑待测试的多个电子枪490，支撑模块430安装于真空室内部。

在操作S1530，控制多个电子枪490各自向真空室内部的阳极靶421发射电子束以执行测试操作。

根据本公开的实施例，真空室411内提供支撑模块430，支撑模块430上设置有多个电子枪490工位，可同时对多个电子枪490进行预排或发射测试，极大提高工作效率并降低设备和人工成本。

在一些实施例中，控制多个电子枪490一一对应的向多个阳极靶421发射电子束以执行测试操作包括：控制阳极电源模块460为阳极组件420供电。控制电子枪电源模块450为每个电子枪490内的阴极491和栅网492供电，以向每个阳极靶421发射电子束。

在一些实施例中，通过测量模块470响应于任一个阳极靶421被其对应电子束击中，测量该电子束的电流值。

在一些实施例中，使多个阳极靶421与位于真空室内部的阳极422部分固定连接。

在一些实施例中，使阳极422的下端位于真空室内部。使多个阳极靶421固定连接于阳极422的下端，且绕阳极422的下端周向排列。

在一些实施例中，使支撑模块430提供多个支撑部431，以一一对应的支撑多个电子枪490。其中，多个支撑部431与多个阳极靶421一一对应，且绕阳极422的下端周向排列。

在一些实施例中，提供散热片4123，使阳极422从真空室内部向第一端延伸，直至穿过第一板状件4113后与散热片4123连接。

在一些实施例中，在对任一电子枪490执行测试操作之前，控制电子枪电源模块450仅为该电子枪490内的阴极491供电以执行预排操作，直至该电子枪490内的阴极491被加热至特定温度，并在特定温度持续特定时间。

在一些实施例中，使真空室411的至少部分区域为透明区域，使测温模块480位于真空室外部，经由透明区域测量每个电子枪490内的阴极491温度。

可以理解，对于方法部分未提及的部分，可以参照上述装置的各个实施例。即，方法部分包括分别如上描述的任意一个模块/构件/设备的功能所对应的步骤。并且，方法部分实施例中各步骤的实施方式、解决的技术问题、实现的功能、以及达到的技术效果分别与装置部分实施例中各模块/构件/设备的实施方式、解决的技术问题、实现的功能、以及达到的技术效果相同或类似，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (14)

1.一种电子枪测试装置，其特征在于，包括：

真空模块，包括在内部提供真空环境的真空室；

阳极组件，包括位于所述真空室内部的阳极靶；

支撑模块，安装于所述真空室内部，所述支撑模块被配置为支撑待测试的多个电子枪；

控制模块，被配置为控制所述多个电子枪各自向所述真空室内部的阳极靶发射电子束以执行测试操作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子枪还包括栅网，所述装置还包括：

电子枪电源模块，被配置为与所述多个电子枪电连接，且与所述控制模块通信连接；

阳极电源模块，与所述阳极组件电连接，且与所述控制模块通信连接；

所述控制模块控制所述多个电子枪各自向所述真空室内部的阳极靶发射电子束以执行测试操作包括：

控制所述阳极电源模块为所述阳极组件供电；

控制所述电子枪电源模块为每个所述电子枪内的阴极和栅网供电，以向每个所述阳极靶发射所述电子束。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

测量模块，电连接于所述阳极电源模块和所述阳极组件之间；

所述测量模块被配置为响应于任一个电子枪发射电子束击中所述真空室内部的阳极靶，测量该电子枪所发射电子束的电流值。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的装置，其特征在于，所述真空室内部包括多个阳极靶，所述多个电子枪与所述多个阳极靶一一对应，所述阳极组件包括：

阳极，其至少部分位于所述真空室内部；

其中，所述多个阳极靶与位于所述真空室内部的阳极部分固定连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述阳极的下端位于所述真空室内部；

其中，所述多个阳极靶固定连接于所述阳极的下端，且绕所述阳极的下端周向排列。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述支撑模块包括：

多个支撑部，被配置为一一对应的支撑所述多个电子枪；

其中，所述多个支撑部与所述多个阳极靶一一对应，且绕所述阳极的下端周向排列。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述真空室包括：

管体，内部限定有提供所述真空环境的容纳空间；

第一法兰，套接在所述管体的第一端，且与所述第一端密封连接；

第一板状件，与所述第一法兰连接，且比所述第一法兰更远离所述第一端；

第一密封圈，置于所述第一法兰与所述第一板状件之间。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述真空室还包括：

第二法兰，套接所述管体的第二端，且与所述第二端密封连接，其中，所述第一端与所述第二端相对；

第二板状件，与所述第二法兰连接，且比所述第二法兰更远离所述第二端；

第二密封圈，置于所述第二法兰与所述第二板状件之间。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述真空室还包括：

散热片，其中，所述阳极从所述真空室内部向所述第一端延伸，直至穿过所述第一板状件后与所述散热片连接。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述真空室还包括：

多个接线组件，位于所述管体内部；

多个真空馈入件，位于所述管体外部，其中，所述多个真空馈入件与所述多个接线组件穿过所述第二板状件相连接；

其中，所述多个电子枪的线路一一对应的与所述多个接线组件连接，且通过所述多个真空馈入件与所述真空室外部的电子枪电源模块电连接。

11.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在对任一所述电子枪执行测试操作之前，所述控制模块还被配置为：

控制所述电子枪电源模块仅为该电子枪内的阴极供电以执行预排操作，直至该电子枪内的阴极被加热至特定温度，并在所述特定温度持续特定时间。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述真空室的至少部分区域为透明区域，所述装置还包括：

测温模块，位于所述真空室外部，所述测温模块被配置为经由所述透明区域测量每个所述电子枪内的阴极温度。

13.根据权利要求1～3、5～12中任一项所述的装置，其特征在于，

所述多个电子枪属于同一个射线源；或者，

所述多个电子枪中至少两个电子枪属于不同的射线源。

14.一种电子枪测试方法，其特征在于，包括：

将阳极组件的阳极靶置于真空室内部，所述真空室在内部提供真空环境；

使用支撑模块支撑待测试的多个电子枪，所述支撑模块安装于所述真空室内部；

控制所述多个电子枪各自向所述真空室内部的阳极靶发射电子束以执行测试操作。