CN202362077U

CN202362077U - 电子收集器温度监控装置

Info

Publication number: CN202362077U
Application number: CN2011205123137U
Authority: CN
Inventors: 冯洁
Original assignee: Hubei University
Current assignee: Hubei University
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2021-12-09

Abstract

本实用新型公开了一种电子收集器温度监控装置，属于温度监控技术领域。该装置包括：一端套设于电子收集器外的光路管、暗箱、红外热像仪以及数据采集系统；光路管的另一端安装在暗箱的与电子收集器相对的侧壁上，暗箱与光路管的连接部位设有红外玻璃窗，红外热像仪设于暗箱内，且红外热像仪的红外探测器与红外玻璃窗相对，红外热像仪通过信号传输模块与数据采集系统连接。本实用新型通过设置光路管使得整个电子收集器发出的光经过红外玻璃窗被红外探测器接收，红外热像仪利用红外测温原理实时测量出电子收集器整个表面的温度，并输出到数据采集系统中，数据采集系统根据测得的温度实时判断电子收集器的热功率是否得到了适当的分散。

Description

电子收集器温度监控装置

技术领域

本实用新型涉及温度监控技术，特别涉及电子收集器温度监控装置。

背景技术

在EBIT(Electron bean ion trap，电子束离子阱)物理试验中，电子收集器是用来收集经过漂移管之后的电子的器件。在收集电子的过程中，电子收集器的热功率要作适当的分散，否则，电子收集器的构件会在短时间被严重损伤，使装置难以继续运行下去，甚至由于温度过高，会导致其融化和蒸发，破坏容器的真空度，从而严重降低装置的性能，因此，需要对电子收集器的温度进行监控。

现有的电子收集器温度监控装置是采用热电偶测量收集器的温度。热电偶测量时其工作端(热端)与电子收集器连接，参比端(冷端)与显示仪表或配套仪表连接，两端结合成回路，产生热电势，根据热电势得到被测点的温度。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的电子收集器温度监控装置采用热电偶测量电子收集器的温度，其工作端与电子收集器连接，一次只能测工作端与电子收集器相连部位的温度，即热电偶只能测量某个点的温度，根据热电偶的测量，无法实时得出电子收集器的热功率是否得到了适当的分散，可能会发生电子收集器由于温度过高而被损坏的问题。

实用新型内容

为了解决现有的电子收集器温度监控装置一次只能测一个点的温度，无法实时得出电子收集器的热功率是否得到了适当的分散，可能会发生电子收集器由于温度过高而被损坏的问题，本实用新型实施例提供了一种电子收集器温度监控装置。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种电子收集器温度监控装置，该装置包括：

一端套设于所述电子收集器外的光路管、暗箱、红外热像仪以及数据采集系统；所述光路管的另一端安装在所述暗箱的与所述电子收集器相对的侧壁上，所述暗箱与所述光路管的连接部位设有红外玻璃窗，所述红外热像仪设于所述暗箱内，且所述红外热像仪的红外探测器与所述红外玻璃窗相对，所述红外热像仪通过信号传输模块与所述数据采集系统连接。

进一步地，所述光路管中间设有控制所述光路管通断的超高真空插板阀。

进一步地，所述暗箱内还设有磁屏蔽盒，所述红外热像仪设于所述磁屏蔽盒内，所述红外探测器伸出所述磁屏蔽盒。

具体地，所述磁屏蔽盒包括三层屏蔽结构，所述三层屏蔽结构为铜屏蔽层、软铁屏蔽层和坡莫合金屏蔽层。

具体地，所述信号传输模块包括第一光纤转发器、光纤和第二光纤转发器；所述第一光纤转发器设于所述磁屏蔽盒内；所述红外热像仪与所述第一光纤转发器连接，所述第一光纤转发器通过所述光纤与所述第二光纤转发器连接，所述第二光纤转发器与所述数据采集系统相连接。

进一步地，所述暗箱内还设有用于调节所述红外热像仪与所述电子收集器水平距离、和所述红外热像仪的俯仰角的调节机构。

进一步地，所述电子收集器温度监控装置还包括用于控制红外热像仪工作的触发器，所述触发器分别与所述红外热像仪、所述数据采集系统电连接。

具体地，所述红外探测器为非制冷焦平面探测器。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型通过设置光路管使得整个电子收集器发出的光经过红外玻璃窗被红外探测器接收，红外热像仪利用红外测温原理实时测量出电子收集器整个表面的温度，并输出到数据采集系统中，数据采集系统根据测得的温度能够实时得出电子收集器的热功率是否得到了适当的分散，若温度过高，则使EBIT实验中止，从而有利于避免电子收集器由于温度过高而被损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例1中提供的电子收集器温度监控装置的结构示意图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1 电子收集器；2 光路管；3 超高真空插板阀；4 红外玻璃窗；5 光路；6 水平支撑架；7 调节机构；71 手柄；72 滑块；8 红外热像仪；82 红外探测器；9 磁屏蔽盒；11 第一光纤转发器；12 电源适配器；13 光纤；14 暗箱；17 触发器；18 数据采集系统；19 信号传输模块；20 第二光纤转发器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本实用新型实施例提供了一种电子收集器温度监控装置，如图1所示，该电子收集器温度监控装置包括：光路管2、暗箱14、红外热像仪8以及数据采集系统18。光路管2的一端套设于电子收集器1外，光路管2的另一端安装在暗箱14的与电子收集器1相对的侧壁上，暗箱14与光路管2的连接部位设有红外玻璃窗4，红外热像仪8设于暗箱14内，且红外热像仪8的红外探测器82与红外玻璃窗4相对，红外热像仪8通过信号传输模块19与数据采集系统18连接。

具体地，暗箱14可以由无磁不锈钢和铝合金材料制成。

进一步地，光路管2中部设有控制光路管2通断的超高真空插板阀3。当电子收集器1工作，需要监控电子收集器1的温度时，打开超高真空插板阀3，使光路管2保持畅通，电子收集器1的光可以从光路管2中通过。当不需要监控电子收集器1的温度时，关闭超高真空插板阀3，此时，电子收集器1的光不能从光路管2中通过。

进一步地，暗箱14内还设有磁屏蔽盒9，红外热像仪8设于磁屏蔽盒9内，红外探测器82伸出磁屏蔽盒9。

具体地，磁屏蔽盒9包括三层屏蔽结构，该三层屏蔽结构分别为铜屏蔽层、软铁屏蔽层和坡莫合金屏蔽层。其中，铜屏蔽层主要用于屏蔽高频的电磁波和静电干扰，软铁屏蔽层和坡莫合金屏蔽层可有效地削弱低频电磁波和静磁干扰。在本实施例中，磁屏蔽盒9的设计和加工主要是为了避免电子收集器工作时产生的强电磁干扰对红外热像仪8以及信号电-光转换器的影响。在本实施例中，对铜屏蔽层、软铁屏蔽层和坡莫合金屏蔽层的排列顺序不作限制，根据加工方便而定。

具体地，信号传输模块19包括第一光纤转发器11、光纤13和第二光纤转发器20；第一光纤转发器11设于磁屏蔽盒内9；红外热像仪8与第一光纤转发器11连接，第一光纤转发器11通过光纤13与第二光纤转发器20连接，第二光纤转发器20与数据采集系统18连接。采用光纤传输，可以避免数据在传输的过程中受到电磁波的干扰，从而保证数据的准确性。

进一步地，暗箱14内还设有用于调节红外热像仪8与电子收集器1水平距离、和调节红外热像仪8的俯仰角的调节机构7。具体地，该调节机构7可以包括水平支撑架6、可在水平支架上滑动的滑块72、手柄71和设于红外热像仪8前部下方的升降机构(图未示)。磁屏蔽盒9固定在滑块72上，通过滑块72在水平支架上滑动，调节红外热像仪8与电子收集器1的水平距离。该升降机构和千斤顶的机构类似，显然地，该升降机构可以包括螺杆，通过转动手柄71使螺杆上下运动，手柄与螺杆之间采用齿轮传动结构，从而使得位于螺杆上方的红外热像仪8上下运动而调节红外热像仪8的俯仰角，本实施例中仅以此为例，并不对该升降机构的结构作限制，本领域的技术人员也可以采用其它结构，此技术为本领域的技术人员所熟知，在此不再详述。

具体地，调节机构7可以由无磁不锈钢和铝合金材料构成。

进一步地，该电子收集器温度监控装置还包括用于控制红外热像仪8工作的触发器17，触发器17分别与红外热像仪8、数据采集系统18相连接。触发器17用于接收外部触发信号，根据触发信号触发电子收集器温度监控装置工作。

具体地，红外探测器82为非制冷焦平面探测器。

具体地，红外玻璃窗4的透过波长的范围应覆盖红外探测器的探测波长范围。本实施例中，红外热像仪的探测波长范围是7.5～13μm，因此红外玻璃窗4选择的材料必须是透过波长在7.5～13μm之间且具有较高透过率的红外光学材料。

可选地，数据采集系统18为计算机。通过计算机可以对红外热像仪8进行控制，还能够对电子收集器1的热分布状态进行实时监控和测量，若温度过高，则使EBIT实验中止，一般地，可以数据采集系统可以向电子收集器发送中止信号，使电子收集器停止工作，从而使实验中止。并且数据采集系统还对测量得到的视频或是数字图像进行简单的分析和后处理。

在电子收集器1工作时，通过触发器17使红外热像仪8开始工作，此时，超高真空插板阀3从关闭的状态转为打开的状态，使光路管2畅通。电子收集器1发出的光从光路管2穿过红外玻璃窗4进入暗箱14内，在红外玻璃窗4与红外探测器82之间形成光路5，红外热像仪8根据光路5中的红外辐射能量生成红外热像图，并将红外热像图以视频或是数字图像的方式通过第一光纤转发器11、光纤13、第二光纤转发器20输出到数据采集系统18中。

在本实施例中，红外热像仪8利用红外测温原理可以同时测量物体表面各点的温度，并以图像的形式显示出来。红外探测器82依据光辐射与物质相互作用原理的不同可以分为光子探测器与热探测器两大类。光子探测器是基于光子与物质相互作用所引起的光电效应为原理的一类探测器，热探测器是基于光辐射作用的热效应原理的一类探测器。

本实用新型通过设置光路管使得整个电子收集器发出的光经过红外玻璃窗被红外探测器接收，红外热像仪利用红外测温原理实时测量出电子收集器整个表面的温度，并输出到数据采集系统中，数据采集系统根据测得的温度能够实时得出电子收集器的热功率是否得到了适当的分散，若温度过高，则使EBIT实验中止，从而有利于避免电子收集器由于温度过高而被损坏。并且本实用新型采用的磁屏蔽盒包括铜屏蔽层、软铁屏蔽层和坡莫合金屏蔽层三层屏蔽结构，使得整个装置具有良好的抗强电磁干扰能力，从而使得测得的数据更加精准，实现了对电子收集器的实时精准监控。并且通过调节机构可以调节红外热像仪与电子收集器的距离与俯仰角度，扩大了测试的范围，使用更加方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电子收集器温度监控装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电子收集器温度监控装置，其特征在于，所述光路管上设有控制所述光路管通断的超高真空插板阀。

3.如权利要求1所述的电子收集器温度监控装置，其特征在于，所述暗箱内还设有磁屏蔽盒，所述红外热像仪设于所述磁屏蔽盒内，所述红外探测器伸出所述磁屏蔽盒。

4.如权利要求3所述的电子收集器温度监控装置，其特征在于，所述磁屏蔽盒包括三层屏蔽结构，所述三层屏蔽结构为铜屏蔽层、软铁屏蔽层和坡莫合金屏蔽层。

5.如权利要求3所述的电子收集器温度监控装置，其特征在于，所述信号传输模块包括第一光纤转发器、光纤和第二光纤转发器；所述第一光纤转发器设于所述磁屏蔽盒内；所述红外热像仪与所述第一光纤转发器连接，所述第一光纤转发器通过所述光纤与所述第二光纤转发器连接，所述第二光纤转发器与所述数据采集系统连接。

6.如权利要求1所述的电子收集器温度监控装置，其特征在于，所述暗箱内还设有用于调节所述红外热像仪与所述电子收集器水平距离、和所述红外热像仪的俯仰角的调节机构。

7.如权利要求1所述的电子收集器温度监控装置，其特征在于，所述电子收集器温度监控装置还包括用于控制红外热像仪工作的触发器，所述触发器分别与所述红外热像仪、所述数据采集系统相连接。

8.如权利要求1所述的电子收集器温度监控装置，其特征在于，所述红外探测器为非制冷焦平面探测器。