VERWANDTE ANMELDUNGENRELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung steht in Beziehung
zu den provisorischen Anmeldungen, eingereicht am 12. November 2002,
Docket Nr. 125516, Titel "Ölfreie Elektronenquelle
für einen
EBT-Scanner" und
Docket Nr. 125515, Titel "Ölfreie Elektronenquelle
mit Kathoden- und Anoden-Teilen, die mit fünf Freiheitsgraden einstellbar
sind", deren gesamter
Gegenstand durch Bezugnahme hier einbezogen ist, und die beansprucht deren
Prioritäten.
Diese Anmeldung steht auch in Beziehung zur Anmeldung Docket Nr.
125515-2, eingereicht am gleichen Tage wie die vorliegende Anmeldung,
Titel "Ölfreie Elektronenquelle
mit Kathoden- und Anoden Teilen, die mit fünf Freiheitsgeraden einstellbar
sind", deren gesamter
Gegenstand durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.This registration is related
on the provisional applications filed on November 12, 2002,
Docket No. 125516, title "Oil-Free Electron Source
for one
EBT scanner "and
Docket No. 125515, title "Oil-Free Electron Source
with cathode and anode parts, adjustable with five degrees of freedom
are "whose whole
Subject is incorporated herein by reference and which claims its
Priorities.
This registration is also related to registration Docket no.
125515-2, filed on the same day as this application,
Title "Oil Free Electron Source
with cathode and anode parts that are adjustable with five lines of freedom
are "whose whole
Item is incorporated by reference here.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Elektronenstrahl-Tomographie(EBT)-Scanner, die
für das
diagnostische Abbilden eingesetzt werden. Im Besonderem bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf Elektronen quellen-Baueinheiten,
die zum Erzeugen eines Elektronenstrahls in einem EBT-Scanner benutzt
werden.The present invention relates
generally refer to electron beam tomography (EBT) scanners that
for the
diagnostic imaging can be used. In particular relates
the present invention relates to electron source assemblies,
which is used to generate an electron beam in an EBT scanner
become.
Diagnostische Abbildungssysteme umfassen
eine Vielfalt von Abbildungs-Modalitäten, wie Röntgenstrahlen-Systeme, Computertomographie(CT)-Systeme,
Ultraschall-Systeme, Elektronenstrahl-Tomographie(EBT)-Systeme,
magnetische Resonanz(MR)-Systeme und Ahnliche. Diagnostische Abbildungs-Systeme
erzeugen Bilder eines Gegenstandes, wie eines Patienten, indem man
diesen einer Energiequelle aussetzt, Wie Röntgenstrahlen, die, z.B., durch
den Patienten hindurchgehen. Die erzeugten Bilder können für viele
Zwecke benutzt werden, So können,
z.B., innere Defekte in einem Gegenstand nachgewiesen werden. Zusätzlich können Änderungen
in der inneren Struktur oder Ausrichtung bestimmt werden. Der Strömungsmittelfluss
innerhalb eines Gegenstandes kann auch dargestellt werden. Weiter
kann das Bild bzw. die Abbildung die Anwesenheit oder Anwesenheit
von Einzelheiten in einem Gegenstand zeigen. Die aus der diagnostischen Abbildung
gewonnene Information hat Anwendungen auf vielen Gebieten, einschließlich der
Medizin und der Produktion.Diagnostic imaging systems include
a variety of imaging modalities, such as x-ray systems, computed tomography (CT) systems,
Ultrasound systems, electron beam tomography (EBT) systems,
magnetic resonance (MR) systems and the like. Diagnostic imaging systems
create images of an object, such as a patient, by
exposes it to an energy source, such as X-rays that, e.g., by
go through the patient. The images created can be used for many
Purposes can be used so
e.g., internal defects in an object can be detected. In addition, changes can be made
be determined in the internal structure or orientation. The fluid flow
can also be displayed within an object. Further
can the image or the picture the presence or presence
show of details in an object. The one from the diagnostic illustration
Information obtained has applications in many areas, including the
Medicine and production.
EBT-Systeme benutzen einen Elektronenstrahl
hoher Energie, um auf ein Ziel bzw. Target zu treffen und Röntgenstrahlen
zum Bestrahlen eines abzubildenden Gegenstandes zu erzeugen. Der Punkt,
an dem die Elektronen das Target treffen, wird "Brennfleck" genannt. Der Elektronenstrahl kann "abgestimmt" und/oder korrigiert
sein, um Fehler zu minimieren und einen Brennfleck genauer zu erzeugen.EBT systems use an electron beam
high energy to hit a target and X-rays
to irradiate an object to be imaged. The point,
where the electrons hit the target is called "focal spot". The electron beam can be "tuned" and / or corrected
to minimize errors and create a focal spot more accurately.
Wie in den US-PSn 5,719,914 und 6,208,711 beschrieben,
die in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hier aufgenommen sind,
wird ein Elektronenstrahl durch eine Elektronenquelle am stromaufwärts gelegenen
Ende einer Vakuumgehäuse-Kammer
erzeugt. Ein starkes negatives Potential. (z.B. -140 kV) an der
Kathode der Elektronenquelle beschleunigt den Elektronenstrahl stromabwärts entlang
einer Elektronenstrahl-Achse. Weiter stromabwärts fokussiert ein optisches
Strahlsystem, das magnetisches Fokus sieren, Quadrupol- und Ablenkungs-Spulen einschließt, den
Strahl und lenkt ihn ab, um entlang eines Röntgenstrahlen erzeugenden Targets
zu wandern bzw. zu scannen.As described in U.S. Patents 5,719,914 and 6,208,711,
which are incorporated in their entirety by reference here,
becomes an electron beam through an electron source on the upstream
End of a vacuum housing chamber
generated. A strong negative potential. (e.g. -140 kV) at the
The cathode of the electron source accelerates the electron beam downstream
an electron beam axis. An optical focusses further downstream
Beam system that includes magnetic focus, quadrupole and deflection coils
Beam and deflects it to along an x-ray generating target
to hike or scan.
Bei normalem Gebrauch hat die Kathode eine
Lebensdauer von etwa 18 Monaten und ist der wahrscheinlichste Teil,
der innerhalb einer Elektronenquelle versagt. Unglücklicherweise
kann die Kathode, z.B., auch durch Unfälle, Überspannungs-Bedingungen oder
Vakuumverlust zerstört
werden. Nach diesem Versagen muss die Elektronenquellen-Baueinheit
entfernt und zur Renovierung und/oder Reparatur zu einer Fabrik
geschickt werden. Frühere
Elektronenquellen waren derart konstruiert, dass das Elektronenquellen-Gehäuse aufgeschnitten
werden musste, wie an einem oder mehreren Dichtungen von Keramik
zu Metall. Die Kathode innerhalb der Baueinheit wurde ersetzt und
dann hinsichtlich der Elektronenstrahl-Achse ausgerichtet. Nach
dem Ausrichten der Kathode wurden die Dichtungen von Keramik zu
Metall am Elektronenquellen-Gehäuse
ersetzt, Das Ersetzen der Kathode erforderte somit ein zeitaufwändiges und
teures Wiederzusammenbauen und Wiederausrichten.In normal use, the cathode has one
Lifespan of about 18 months and is the most likely part
that fails within an electron source. Unfortunately
can the cathode, e.g., also due to accidents, overvoltage conditions or
Vacuum loss destroyed
become. After this failure, the electron source assembly must
removed and for renovation and / or repair to a factory
sent. earlier
Electron sources were constructed in such a way that the electron source housing was cut open
like one or more ceramic seals
to metal. The cathode inside the assembly was replaced and
then aligned with the electron beam axis. To
Ceramic seals were used to align the cathode
Metal on the electron source housing
replaced, replacing the cathode thus required a time-consuming and
expensive reassembly and realignment.
Zusätzlich benutzten Hochspannungs-Verbindungen
in früheren
Elektronenquellen einen Öltank,
der den Hochspannungs-Behälter
enthielt. Die Entfernung und Zugabe des Öls machte den Reparatur- und
Renovierungs-Prozess komplexer und zeitaufwändiger.Additionally used high voltage connections
in earlier
Electron sources an oil tank,
the the high voltage container
contained. The removal and addition of the oil made the repair and
Renovation process more complex and time consuming.
Es besteht daher ein Bedarf an einem
Verfahren und einer Vorrichtung zum Bereitstellen einer Elektronenquelle,
die ölfrei
ist und leicht auseinander- und wieder zusammengebaut werden kann,
bei dem bzw. der eine Kathode leicht zu ersetzen und auszurichten
ist und das bzw. die somit die oben erwähnten und früher auftretenden
Probleme löst.There is therefore a need for one
Method and device for providing an electron source,
the oil free
and can be easily disassembled and reassembled,
easy to replace and align a cathode
and that is the one mentioned above and occurring earlier
Solves problems.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNGSHORT SUMMARY
THE INVENTION
Gemäß mindestens einer Ausführungsform wird
eine Elektronenquelle bereitgestellt. Die Elektronenquelle schließt eine
Vakuumkammer ein, in der ein Vakuum aufrechterhalten wird. Die Vakuumkammer
hat Flansche zum Montieren eines isolierten Behälters an einem Ende und einer
Anoden-Baueinheit am anderen Ende. Eine Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit ist am inneren
Ende des isolierten Behälters
montiert und wird vollständig
durch den Behälter
getragen. Die Anoden-Baueinheit ist vom gegen über liegenden Ende der Vakuumkammer
aus montiert und mit der Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit ausgerichtet.According to at least one embodiment, an electron source is provided. The electron source includes a vacuum chamber in which a vacuum is maintained. The vacuum chamber has flanges for mounting an insulated Be holder at one end and an anode assembly at the other end. A cathode focus electrode assembly is mounted on the inner end of the insulated container and is carried entirely through the container. The anode assembly is mounted from the opposite end of the vacuum chamber and aligned with the cathode focus electrode assembly.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform wird
ein Elektronenstrahl-Scanner bereitgestellt. Der Scanner schließt einen
Patiententisch, ein Röntgenstrahlen
produzierendes Target und einen Detektor, der Röntgenstrahlen-Scans eines Patienten
empfängt,
und ein Fokus-System zum Formen und Ausrichten des Elektronenstrahles
auf die Röntgenstrahl-Targets
ein. Eine Elektronenquelle erzeugt den Elektronenstrahl und schließt eine
Vakuumkammer ein, wobei ein starrer isolierter Behälter an
einem Ende montiert ist und sich in die Vakuumkammer erstreckt.
Eine Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit ist von einem äußeren Ende
des Behälters
aus in das Vakuum gehängt
und eine Anode erstreckt sich in Ausrichtung mit der Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit
in das Vakuum.According to at least one embodiment
an electron beam scanner is provided. The scanner closes one
Patient table, an x-ray
producing target and a detector, the x-ray scans of a patient
receives
and a focus system for shaping and aligning the electron beam
on the X-ray targets
on. An electron source creates and closes the electron beam
Vacuum chamber, with a rigid insulated container attached
is mounted at one end and extends into the vacuum chamber.
A cathode focus electrode assembly is from an outer end
of the container
hung out in the vacuum
and an anode extends in alignment with the cathode focus electrode assembly
into the vacuum.
1 veranschaulicht
ein Elektronenstrahl-Tomographie(EBT)-Scannersystem, das eine gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gebildete Elektronenquelle benutzt. 1 FIG. 4 illustrates an electron beam tomography (EBT) scanner system that uses an electron source formed in accordance with an embodiment of the present invention.
2 ist
eine detailliertere Darstellung des EPT-Scannersystems von 1, die zeigt, wie ein Elektronenstrahl
durch das System hindurch geht. 2 is a more detailed representation of the EPT scanner system from 1 which shows how an electron beam passes through the system.
3 veranschaulicht
eine Behälter-Baueinheit
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 3 illustrates a container assembly according to an embodiment of the present invention.
4 veranschaulicht
eine Kathoden-Fokus-Baueinheit gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 4 illustrates a cathode focus assembly according to an embodiment of the present invention.
5 veranschaulicht
eine Anoden-Baueinheit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 5 illustrates an anode assembly according to an embodiment of the present invention.
6 veranschaulicht
eine Elektronenquellen-Baueinheit gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 6 illustrates an electron source package according to an embodiment of the present invention.
7 veranschaulicht
die Behälter-Baueinheit
und einen Adapter, die gemäß einer
Ausführungsform
der vor liegenden Erfindung an einer Rotations-Registriereinrichtung
montiert sind. 7 illustrates the container assembly and an adapter mounted on a rotary registration device according to an embodiment of the present invention.
8 zeigt,
wie gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Behälter-Baueinheit zum Festlegen
einer Elektronenstrahl-Achse mit Hilfe der Rotati- ons-Registriereinrichtung
benutzt wird. 8th shows how, according to one embodiment of the present invention, the container assembly is used to define an electron beam axis with the aid of the rotation registration device.
9 veranschaulicht
die vormontierte Kathoden Fokusbaueinheit, die gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in die Adapter- und Behälter-Baueinheit
von 7 installiert wird. 9 FIG. 3 illustrates the pre-assembled cathode focus assembly that is incorporated into the adapter and container assembly of FIG 7 is installed.
10 zeigt
eine Schnittansicht der gemäß eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung auf die Platte 94 montierten
Anoden-Baueinheit. 10 shows a sectional view of the plate according to an embodiment of the present invention 94 assembled anode assembly.
11 zeigt
eine konzeptuelle Ansicht der Elektronenquellen-Baueinheit, bei
der X, Y, Z, Gierung, Steigung und Drehung angegeben sind. 11 shows a conceptual view of the electron source assembly with X, Y, Z, yaw, pitch and rotation given.
Die vorhergehende Zusammenfassung ebenso
wie die folgende detaillierte Beschreibung gewisser Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen in Verbindung mit der
beigefügten
Zeichnung besser verstanden werden. Zum Zwecke der Darstellung der
Erfindung sind in der Zeichnung gewisse Ausführungsformen dargestellt. Es
sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
die Anordnungen und Instrumente beschränkt ist, die in der beigefügten Zeichnung
gezeigt sind.The previous summary as well
like the following detailed description of certain embodiments
of the present invention are read in conjunction with the
attached
Drawing can be better understood. For the purpose of representing the
Invention certain embodiments are shown in the drawing. It
however, it should be understood that the present invention is not based on
the arrangements and instruments are limited in the accompanying drawing
are shown.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION
THE INVENTION
Die folgende detaillierte Beschreibung
bezieht sich auf ein Elektronenstrahl-Tomographie(EBT)-Abbildungssystem.
Es sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung mit anderen
Abbildungssystemen und anderen Elektronenstrahl-Systemen benutzt
werden kann.The following detailed description
relates to an electron beam tomography (EBT) imaging system.
It should be understood that the present invention is compatible with others
Imaging systems and other electron beam systems
can be.
1 und 2 veranschaulichen einen
verallgemeinerten Elektronenstrahl-Tomographie(EBT)-Scanner, der
als System 8 bezeichnet ist. Das System 8 wird
unter Bezugnahme sowohl auf 1 als
auf 2 diskutiert, um
ein Verstehen des Betriebes eines EBT-Scanners zu ermöglichen.
System 8 schließt
ein Vakuumkammer-Gehäuse 10 ein, in
dem ein Elektronenstrahl 12 an der Kathode eine Elektronenquelle 32,
die sich in einer stromaufwärts gelegenen
Region 34 befindet, aufgrund einer vielleicht -140 kV hohen
Spannung erzeugt wird. Der Elektronenstrahl 12 wird dann
durch das optische System 38, das eine magnetische Linse 39 und
Spulen 42 einschließt,
dazu veranlasst, zumindest ein kreisförmiges Target 14,
das innerhalb eines vorderen unteren Abschnittes 16 angeordnet
ist, abzutasten bzw. zu scannen. 1 and 2 illustrate a generalized electron beam tomography (EBT) scanner that works as a system 8th is designated. The system 8th will refer to both 1 than on 2 discussed to enable an understanding of the operation of an EBT scanner. system 8th closes a vacuum chamber housing 10 one in which an electron beam 12 an electron source at the cathode 32 located in an upstream region 34 is generated due to a voltage of perhaps -140 kV. The electron beam 12 is then through the optical system 38 which is a magnetic lens 39 and coils 42 includes causing at least one circular target 14 that is within a front lower section 16 is arranged to scan or scan.
Durch den fokussierten Elektronenstrahl 12 abgetastet,
emittiert das Target 14 einen sich bewegenden fächerartigen
Strahl von Röntgenstrahlen 18. Die
Röntgen
strahlen 18 passieren eine Region eines Gegenstandes 20 (z.B.
eines Patienten oder eines anderen Gegenstandes) und werden auf
einer Detektor-Anordnung 22 aufgezeichnet, die diametral gegenüber liegend
angeordnet ist. Die Detektor-Anordnung gibt Daten an ein (durch
Pfeile 24 in 1 angedeutetes)
Computersystem ab, das die Daten verarbeitet und aufzeichnet, ein
Bild einer Schicht des Gegenstandes auf einem Videomonitor 26 erzeugt.
Wie durch den zweiten Pfeil 24 angedeutet, regelt das Computersystem
auch das System 8 und die Produktion der Elektronenstrahlen 12 darin.Through the focused electron beam 12 scanned, the target emits 14 a moving fan-like beam of X-rays 18 , The X-rays 18 pass a region of an object 20 (eg a patient or other object) and are placed on a detector array 22 recorded, which is arranged diametrically opposite. The detector arrangement inputs data to (by arrows 24 in 1 indicated) computer system that processes and records the data, an image of a layer of the object on a video monitor 26 generated. As with the second arrow 24 indicated, the computer system also regulates the system 8th and the production of electron beams 12 in this.
Gase im Gehäuse 10 erzeugen positive
Ionen in Gegenwart des Elektronenstrahles 12. Positive
Ionen sind nützlich
in der stromabwärts
gelegenen, sich selbst fokussierenden Region 36, doch sollten
sie in der stromaufwärts
gelegenen, sich selbst ausdehnenden defokussierenden Region 34 entfernt (oder
zumindest geeignet kontrolliert) werden.Gases in the housing 10 generate positive ions in the presence of the electron beam 12 , positi ve ions are useful in the downstream, self-focusing region 36 , but they should be in the upstream, self-expanding defocusing region 34 removed (or at least appropriately checked).
Das optische Strahlsystem 38 ist
außerhalb und
innerhalb des Gehäuses 10 montiert
und schließt magnetische
Linsen 39, Ablenkungsspulen und Quadrupol-Spulen (Kollektivspulen 42)
sowie eine Elektroden-Baueinheit 44 ein.The optical beam system 38 is outside and inside the case 10 assembles and closes magnetic lenses 39 , Deflection coils and quadrupole coils (collective coils 42 ) and an electrode assembly 44 on.
Magnetische Linsen 39 und
Spulen 42 tragen zu einer fokussierenden Wirkung bei, um
zu helfen, den Endstrahlfleck, der eines der Targets 14 abtastet,
zu formen. Die Elektroden-Baueinheit 44 kontrolliert positive
Ionen in der stromaufwärts
gelegenen Region.Magnetic lenses 39 and coils 42 contribute to a focusing effect to help the final beam spot that is one of the targets 14 scans to shape. The electrode assembly 44 controls positive ions in the upstream region.
Die Elektroden-Baueinheit 44 ist
innerhalb des Gehäuses 10 zwischen
der Elektronenquelle 32 und dem optischen Strahlsystem 38 derart
montiert, dass der Elektronenstrahl 12 axial durch die
Baueinheit 44 entlang des Z-Achse 28 verläuft. Idealerweise ist
die Z-Achse 28 koaxial mit dem Elektronenstrahl 12 stromaufwärts der
optischen Strahl-Baueinheit 38 innerhalb Kammer 10.
Die Z-Achse 28 repräsentiert auch
die Längsachse
der Kammer 10 und die Symmetrieachse für die Elektroden-Baueinheit 44 und
die optische Strahl-Baueinheit 38.The electrode assembly 44 is inside the case 10 between the electron source 32 and the optical beam system 38 mounted so that the electron beam 12 axially through the assembly 44 along the Z axis 28 runs. Ideally, the Z axis 28 coaxial with the electron beam 12 upstream of the optical beam assembly 38 inside chamber 10 , The Z axis 28 also represents the longitudinal axis of the chamber 10 and the axis of symmetry for the electrode assembly 44 and the optical beam assembly 38 ,
3 veranschaulicht
eine Querschnittsansicht einer Behälter-Baueinheit 100.
Die Behälter-Baueinheit 100 schließt einen
Behälter-Montageflansch 122,
einen Kathoden-Montageflansch 158 und einen isolierten
Behälter 102 ein,
der zylindrisch mit einem hohlen Kern ausgebildet ist. Der isolierte Behälter 102 kann
aus einem Keramik-Material
oder einem anderen starren isolierenden Material zusammengesetzt
sein. Ein Abschnitt 86 des hohlen Kerns bildet einen Kegel 112 während der
Abschnitt 96 des hohlen Kernes im Wesentlichen becherförmig ist.
Der Kegel 112 des isolierten Behälters 102 erstreckt
sich vom Be- hälter-Montageflansch 122 bis
zum becherförmigen
Abschnitt 96. Es sollte klar sein, dass viele in den 3 bis 10 veranschaulichte Einzelheiten rotationsmäßig symmetrisch
um eine Elektronenstrahl-Achse 82 liegen, ausgenommen Einzelheiten, wie
Schrauben, Verbindungsstükke
und Ähnliche. 3 illustrates a cross-sectional view of a container assembly 100 , The container assembly 100 closes a container mounting flange 122 , a cathode mounting flange 158 and an insulated container 102 one that is cylindrical with a hollow core. The insulated container 102 can be composed of a ceramic material or another rigid insulating material. A section 86 of the hollow core forms a cone 112 during the section 96 of the hollow core is essentially cup-shaped. The cone 112 of the insulated container 102 extends from the container mounting flange 122 to the cup-shaped section 96 , It should be clear that many in the 3 to 10 illustrated details rotationally symmetrical about an electron beam axis 82 except details such as screws, connectors and the like.
Der isolierte Behälter 102 schließt einen
verjüngten
Zwischenabschnitt 98 ein und ist mit einer im Wesentlichen
gleichmäßigen Dicke
ausgebildet, während
der Basisabschnitt 99 mit einer größeren Dicke ausgebildet und
mit einem kreisförmigen
Keramik-an-Metall-Adapter 108 an den Behälter-Montageflansch 122 hartgelötet ist.
Das äußert Ende 88 des
isolierten Behälters 102 ist
mit einem zweiten Keramik-zu-Metall-Adapter 109 an den
Kathoden-Montageflansch 158 hartgelötet. Die gleichmäßige Dicke hilf
zu verhindern, dass der isolierte Behälter 102 reißt, wenn
die Keramik-zu-Metall-Adapter 108 und 109 hartgelötet werden.The insulated container 102 closes a tapered intermediate section 98 and is formed with a substantially uniform thickness while the base portion 99 formed with a greater thickness and with a circular ceramic-to-metal adapter 108 to the container mounting flange 122 is brazed. That is the end 88 of the insulated container 102 comes with a second ceramic-to-metal adapter 109 to the cathode mounting flange 158 brazed. The uniform thickness helps prevent the insulated container 102 tears when the ceramic-to-metal adapter 108 and 109 to be brazed.
Die Behälter-Baueinheit 100 schließt eine elektrisch übliche Hülse 104 ein,
die in den offenen Becherabschnitt 96 des isolierten Behälters 102 eingeführt ist.
Die elektrisch übliche
Hülse 104 ist
an den Kathoden-Montageflansch 58 geschweißt. Eine
Hülle 126 ist
mit der elektrisch üblichen
Hülse 104 verbunden.
Ein Querstab 120 mit einer Gewindeöffnung 128 wird durch
die Hülle 126 gehalten.
Die Hülse 104 ist konzentrisch
mit dem Stab 110 angeordnet und umgibt diesen, Ein Spalt 106 trennt
den Stab 110 von der Hülle 126 und
die Hülle 126 von
der Hülse 104. Der
Spalt 106 ist mit Umgebungsluft gefüllt.The container assembly 100 closes an electrically customary sleeve 104 one that is in the open cup section 96 of the insulated container 102 is introduced. The usual electrical sleeve 104 is on the cathode mounting flange 58 welded. A case 126 is with the usual electrical sleeve 104 connected. A cross bar 120 with a threaded opening 128 is through the shell 126 held. The sleeve 104 is concentric with the rod 110 arranged and surrounds this, a gap 106 separates the staff 110 from the shell 126 and the shell 126 from the sleeve 104 , The gap 106 is filled with ambient air.
Eine Spannungsquelle, wie eine -140 kV-Quelle
von einem (nicht gezeigten) Spannungs-Generator ist mit dem Hochspannungs-Verbindungsteil 124 verbunden.
Das Hoch spannungs-Verbindungsteil 124 ist in den Kegel 112 eingeführt. Dielektrisches
Fett 113 wird benutzt, um eine luftfreie Grenzfläche zwischen
dem Hochspannungs-Verbindungsteil 124 und dem Kegel 112 zu
erzeugen.A voltage source, such as a -140 kV source from a voltage generator (not shown) is connected to the high voltage connector 124 connected. The high voltage connector 124 is in the cone 112 introduced. Dielectric grease 113 is used to create an air-free interface between the high voltage connector 124 and the cone 112 to create.
Ein Ende eines elektrischen Stiftes 114 berührt radiale
Kontakte 64 des Hochspannungs-Verbindungsteils 124.
Das andere Ende des elektrischen Stiftes 114 ist durch
die Gewindeöffnung 128 im Kreuzstab 120 eingeführt und
verbindet elektrisch mit dem Stab 110. Der Stab 110 erstreckt
sich durch die Hülle 126 und über den
offenen Becherabschnitt 96 des isolierten Behälters 102 hinaus.
Der Stab 110 kann aus Kupfer oder anderem leitenden Material
zusammengesetzt sein. Der Stab 110 hat eine gekrümmte Ausnehmung 180 an
einem Ende und überträgt Heizenergie
zur Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 (4).One end of an electrical pen 114 touches radial contacts 64 of the high-voltage connector 124 , The other end of the electrical pin 114 is through the threaded opening 128 in the cross bar 120 introduced and electrically connected to the rod 110 , The rod 110 extends through the shell 126 and over the open cup section 96 of the insulated container 102 out. The rod 110 can be composed of copper or other conductive material. The rod 110 has a curved recess 180 at one end and transfers heating energy to the cathode focus electrode assembly 130 ( 4 ).
4 veranschaulicht
eine Kathoden-Fokuselektraden-Baueinheit 130. Die Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 schließt eine
Kathode 149 mit einer Emitter- Oberfläche 148 und einer
Fokuselektrode 132 ein. Die Kathode 149 ist hinsichtlich
der Fokuselektrode 132 vor dem Installieren der Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 in
der Elektronenquellen-Baueinheit 150 (6) vorausgerichtet. 4 illustrates a cathode focus electrode assembly 130 , The cathode focus electrode assembly 130 closes a cathode 149 with an emitter surface 148 and a focus electrode 132 on. The cathode 149 is regarding the focus electrode 132 before installing the cathode focus electrode assembly 130 in the electron source assembly 150 ( 6 ) prepared.
Einstellbare Teile, wie Stellelemente,
können zum
Vorausrichten der Kathode 149 und der Fokuselektrode 132 benutzt
werden. Ein Stellelement ist ein hohles zylindrisches Befestigungsteil
mit Gewinde auf der äußeren Oberfläche. Es
sind drei Stellelemente 145 (eines ist gezeigt) in gleichen
Abständen um
die Kathode 149 herum angeordnet, und sie werden zum Einstellen
der Winkelausrichtung der äußeren Kante 146 der
Fokuselektrode 132 benutzt, sodass diese parallel zur Emitter-Oberfläche 148 liegt, wie
durch Einstellen der Stellelemente 145 mit ungleichen Ausmaßen der
Rotation. Die Stellelemente 145 werden auch benutzt, die
axiale Ausrichtung durch Bewegen der Fokuselektrode 132 einzustellen, um
einen vordefinierten Abstand L3 zwischen
der Emitter-Oberfläche 148 und
der äußeren Kante 146 zu
erzielen, wie durch Einstellen der Stellelemente 145 mit
gleichen Ausmaßen
der Rotation. Eine Schraube 140 ist in das hohle Innere
jedes Stellelementes 145 geschraubt und wird nach abgeschlossener
Einstellung angezogen. Drei Hebeschrauben 127 werde in
den Kathodenträger 143 geschraubt und
drücken
auf den Rücken
der Fokuselektrode 132, liefern einen sekundären Verriegelungs-Mechanismus,
um die Kathode 149 und die Fokuselektrode 132 in
richtiger Ausrichtung zu halten.Adjustable parts, such as actuators, can be used to pre-align the cathode 149 and the focus electrode 132 to be used. An actuator is a hollow threaded cylindrical fastener on the outer surface. There are three control elements 145 (one is shown) equally spaced around the cathode 149 arranged around and they are used to adjust the angular orientation of the outer edge 146 the focus electrode 132 used so that it is parallel to the emitter surface 148 lies, as by adjusting the control elements 145 with uneven amounts of rotation. The control elements 145 are also used for axial alignment by moving the focus electrode 132 to set a predefined distance L 3 between the emitter surface 148 and the outer edge 146 to achieve, such as by adjusting the control elements 145 with equal amounts of rotation. A screw 140 is in the hollow interior of each actuator 145 screwed and is locked after attracted to his attitude. Three lifting screws 127 going into the cathode carrier 143 screwed and press on the back of the focus electrode 132 , deliver a secondary locking mechanism to the cathode 149 and the focus electrode 132 to keep in the right direction.
Die Position der Elektronenstrahl-Achse 82, wie
sie in 4 dargestellt
ist, ist hinsichtlich einer Seitenkante 153 des Emitters
definiert. Es können vier
Einstellschrauben 131 (eine ist gezeigt) benutzt werden,
um die Kathode 149 seitlich (in der X-Y-Ebene) bezüglich der
Seitenkante 151 einzustellen.The position of the electron beam axis 82 as in 4 is shown with respect to a side edge 153 defined by the emitter. There can be four adjusting screws 131 (one is shown) used to the cathode 149 laterally (in the XY plane) with respect to the side edge 151 adjust.
Das Vorausrichten der Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 ist
vorteilhaft, da die Kathode 149 sich mit dem Gebrauch verschlechtert
und periodisch ersetzt werden muss. Die Möglichkeit, eine die Kathode 149 enthaltende Untereinheit,
wie die Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130, durch
eine vorausgerichtete Untereinheit zu ersetzen, verkürzt die
Zeit, die für
die Ausrichtung, den Ersatz und/oder die Reparatur der Kathode 149 und
der Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 erforderlich
ist und vereinfacht diese.Aligning the cathode focus electrode assembly 130 is advantageous because of the cathode 149 deteriorates with use and must be replaced periodically. The possibility of a the cathode 149 containing subunit, such as the cathode focus electrode assembly 130 Replacing it with a pre-aligned subunit shortens the time required for alignment, replacement and / or repair of the cathode 149 and the cathode focus electrode assembly 130 is required and simplifies this.
In 4 ist
ein Kathodenhalter 133 an dem Kathodenträger 143 mit
drei Schrauben 142 befestigt. Ein Kathodenkontakt-Träger 135 ist
mit drei Schrauben 144 an dem Kathodenhalter 133 befestigt.
Die Schrauben 144 sie durch keramische Isolatoren 129 elektrisch
isoliert. Ein Kathodenkontakt 139 ist durch einen Spalt 137 vom
Kathadenkontakt-Träger 135 getrennt
und wird durch Schrauben 138 in Position gehalten. Eine
Feder 134 ist zwischen dem Kathodenkontakt 139 und
dem Kathodenkontakt-Träger 135 installiert
und liefert die Kraft, den Kathodenkontakt 139 in der gekrümmten Ausnehmung 80 des Stabes 110 ( 3) sitzen zu lassen. Ein
elektrischer Kupferleiter 136 liefert in Form einer Spirale
eine elektrische Verbindung geringen Widerstandes und überträgt Kathodenheizspannung
zwischen dem Kontakt-Träger 135 und
dem Kathodenkontakt 139.In 4 is a cathode holder 133 on the cathode support 143 with three screws 142 attached. A cathode contact carrier 135 is with three screws 144 on the cathode holder 133 attached. The screws 144 them through ceramic insulators 129 electrically isolated. A cathode contact 139 is through a crack 137 from the cathodic contact carrier 135 separated and is by screws 138 held in place. A feather 134 is between the cathode contact 139 and the cathode contact carrier 135 installs and supplies the force, the cathode contact 139 in the curved recess 80 of the staff 110 ( 3 ) to let sit. An electrical copper conductor 136 provides an electrical connection of low resistance in the form of a spiral and transfers cathode heating voltage between the contact carrier 135 and the cathode contact 139 ,
5 veranschaulicht
eine Anoden-Baueinheit. Die Anoden-Baueinheit 90 schließt einen
Anodenkörper 93 und
eine Montageplatte 94 ein. Die Anoden-Baueinheit 90 kann
auch eine Ionenentfernungs-Elektrode (ICE) 84 einschließen, die
positive Ionen aus dem Elektronenstrahl 12 ( 2) entfernt. Der Anodenkörper 93 hat
eine Anoden-Vorderfläche 92 mit
einem Loch 97, durch das der Elektronenstrahl 12 hindurchgeht.
Die Montageplatte 94 ist bis zu einer vordefinierten Toleranz
entlang einer Oberfläche 91 hergestellt,
die senkrecht zur Elektronenstrahl-Achse 82 verläuft. 5 illustrates an anode assembly. The anode assembly 90 closes an anode body 93 and a mounting plate 94 on. The anode assembly 90 can also use an ion removal electrode (ICE) 84 include the positive ions from the electron beam 12 ( 2 ) away. The anode body 93 has an anode front surface 92 with a hole 97 through which the electron beam 12 passes. The mounting plate 94 is up to a predefined tolerance along a surface 91 made perpendicular to the electron beam axis 82 runs.
6 veranschaulicht
eine Elektronenquellen-Baueinheit 150. Die Elektronenquellen-Baueinheit 150 schließt die Behälter-Baueinheit 100,
die Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 und die Anoden-Baueinheit 90,
wie sie vorstehend in den 3 bis 5 dargestellt sind, installiert
innerhalb einer Vakuumkammer 152, ein Die Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 ist
von einem Ende der Vakuumkammer 152 aus montiert und die
Anoden, Baueinheit 90 ist vom gegenüber liegenden Ende der Vakuumkammer 152 aus
montiert. 6 illustrates an electron source assembly 150 , The electron source assembly 150 closes the container assembly 100 who have favourited Cathode Focus Electrode Assembly 130 and the anode assembly 90 as described above in the 3 to 5 are shown installed within a vacuum chamber 152 , a The cathode focus electrode assembly 130 is from one end of the vacuum chamber 152 assembled from and the anodes, assembly 90 is from the opposite end of the vacuum chamber 152 assembled from.
Die Vakuumkamer 152 ist
aus einem Rohr 90 zusammengesetzt, das an einem Flansch 156 an
einem Ende befestigt ist. Der Flansch 156 ist an einem Montageflansch 122 des
Behälter-Baueinheit 100 angebracht.
Das andere Ende des Rohres 70 ist an einem Flansch 74 befestigt,
der eine Montage-Oberfläche 164 einschließt. Das
Rohr 70 schließt
auch ein kleines Rohr mit Flansch 166 zur Befestigung einer (nicht
gezeigten) Vakuumpumpe ein. Die an Flansch 166 befestigte
Vakuumpumpe Wird zum Aufrechterhalten eines Vakuums in der Vakuumkammer 152 benutzt.
Der isolierte Behälter 102 ist
an dem Behälter-Montageflansch 122 gesichert
und hängt
innerhalb der Vakuumkammer 152. Die Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 ist
an einem Adapter 186 befestigt, der seinerseits am Ende
der Behälter-Baueinheit 100 befestigt
ist. Die Anoden-Baueinheit 90 ist in der Vakuumkammer 152 durch
Befestigen der Montageplatte 94 an der Montage-Oberfläche 164 des
Flansches 74 montiert. Sowohl die vordere Anodenfläche 92 als
auch die Emitter-Oberfläche 148 sind
dem Vakuum innerhalb der Kammer 152 ausgesetzt.The vacuum cameras 152 is from a pipe 90 assembled that on a flange 156 is attached at one end. The flange 156 is on a mounting flange 122 of the container assembly 100 appropriate. The other end of the pipe 70 is on a flange 74 attached to a mounting surface 164 includes. The pipe 70 also closes a small tube with flange 166 to attach a vacuum pump (not shown). The on flange 166 attached vacuum pump Used to maintain a vacuum in the vacuum chamber 152 used. The insulated container 102 is on the tank mounting flange 122 secured and hanging inside the vacuum chamber 152 , The cathode focus electrode assembly 130 is on an adapter 186 attached, which in turn at the end of the container assembly 100 is attached. The anode assembly 90 is in the vacuum chamber 152 by attaching the mounting plate 94 on the mounting surface 164 of the flange 74 assembled. Both the front anode surface 92 as well as the emitter surface 148 are the vacuum inside the chamber 152 exposed.
Eine obere und eine untere Feldelektrode 160 und 161 sind
an jedem Ende des Adapters 186 montiert. Die Feldelektroden 160 und 161 sind
rohrförmig
und kreisen den Adapter 186 ein. Die Feldelektroden 160 und 161 schließen sich
erweiternde Enden 162 bzw. 163 ein. Die Feldelektrode 160 erstreckt
sich über
den Adapter 186 hinaus und umgibt einen Teil der Anoden-Baueinheit 90,
steht jedoch nicht in Kontakt mit dieser. Die Feldelektrode 161 erstreckt
sich über
den elektrischen Stift 114 hinaus in Richtung auf den Behälter-Montageflansch 122.An upper and a lower field electrode 160 and 161 are on each end of the adapter 186 assembled. The field electrodes 160 and 161 are tubular and circle the adapter 186 on. The field electrodes 160 and 161 close flared ends 162 respectively. 163 on. The field electrode 160 extends over the adapter 186 and surrounds part of the anode assembly 90 , but is not in contact with it. The field electrode 161 extends across the electrical pen 114 out towards the tank mounting flange 122 ,
Der Elektronenquellen-Baueinheit 150 werden
durch eine (nicht gezeigte) Energiequelle über das Hochspannungs-Verbindungsteil 124 verschiedene
Spannungen zuge führt.
Das Hochspannungs-Verbindungsteil 124 ist in einen Kegel 112 eingeführt und
steht radial in Kontakt mit des elektrischem Stift 114.
Der Radialkontakt 64 berührt seitlich die elektrisch übliche Hülse 104 und
der Radialkontakt 65 berührt seitlich einen umgebenden
Zylinder 67. Die Hochspannung wird einer Hochspannungs-Baueinheit
zu geführt,
die die Teile einschließt,
die am Vakuumende des isolierten Behälters 102 montiert
sind, wie den Adapter 186, der an der Behälter-Baueinheit 100 befestigt
ist, die Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130, die innerhalb des
Adapters 186 montiert ist, und die beiden Feldelektroden 160 und 161,
die am Adapter 186 befestigt sind. Die Feldelektroden 160 und 161 verringern
das elektrische Feld zwischen der Hochspannungs-Baueinheit und den
umgebenden geerdeten Metalloberflächen, wie innerhalb des Rohres 70 und
der Flansche 156 und 74. Die Feldelektroden 160 und 161 verringern
das elektrische Feld durch Bereitstellen eines größeren Krümmungsradius
an den äußersten Enden
der Hochspannungs-Baueinheit, wie den erweiterten Enden 162 und 163.
Zusätzlich
ist eine ringförmige
geerdete Elektrode 168 an dem Behälter-Montageflansch 122 befestigt
und sie verringert das elektrische Feld an der Kante G des Keramik-zu-Metall-Adapters 108 (3) auf einen Wert, der keinen
Durchbruch der Hochspannung verursachen wird. Wird das elektrische
Feld nicht vermindert, dann kann ein Spannungs-Durchbruch zwischen
der Hochspannungs-Baueinheit und Kante G auftreten.The electron source assembly 150 are powered by a power source (not shown) through the high voltage connector 124 leads to different voltages. The high voltage connector 124 is in a cone 112 introduced and is in radial contact with the electrical pin 114 , The radial contact 64 touches the side of the usual electrical sleeve 104 and the radial contact 65 touches a surrounding cylinder from the side 67 , The high voltage is fed to a high voltage assembly which includes the parts at the vacuum end of the insulated container 102 are mounted like the adapter 186 attached to the container assembly 100 is attached, the cathode focus electrode assembly 130 that are inside the adapter 186 is mounted, and the two field electrodes 160 and 161 that on the adapter 186 are attached. The field electrodes 160 and 161 reduce the electric field between the high voltage assembly and the surrounding grounded metal surfaces, such as inside the tube 70 and the flanges 156 and 74 , The field electrodes 160 and 161 reduce the electric field by providing egg a larger radius of curvature at the extreme ends of the high voltage assembly, such as the extended ends 162 and 163 , In addition, there is an annular grounded electrode 168 on the tank mounting flange 122 attached and it reduces the electric field at the edge G of the ceramic-to-metal adapter 108 ( 3 ) to a value that will not cause high voltage breakdown. If the electric field is not reduced, a voltage breakdown can occur between the high-voltage module and edge G.
Die Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 wird
bei einem Potential von -140 kV gehalten und empfängt eine
Kathoden-Heizenergie (bis zu 10 Vac bei 3 A mit Bezug auf die -140
kV). Die Kathoden-Heizung (nicht gezeigt) ist innerhalb der Kathode 149 enthalten
und erhöht
die Temperatur der Emitter-Oberfläche 148 auf 1.100°C zur Erzeugung
der erforderlichen Anzahl von Elektronen. Das Potential von -140
kV erzeugt ein elektrisches Feld zwischen der Kathode 149 und
dem Anodenkörper 93.
Die Fokuselektrode 132 formt das elektrische Feld, sodass Elektronen
von der Kathode 149 zu einem gleichmäßigen laminaren Strahl geformt
werden, wie dem Elektronenstrahl 12 von 2, der zur Anoden-Vorderfläche 92 hin
beschleunigt wird, und durch das Loch 97 in dieser Vorderfläche hindurchgeht.The cathode focus electrode assembly 130 is kept at a potential of -140 kV and receives cathode heating energy (up to 10 Vac at 3 A with reference to the -140 kV). The cathode heater (not shown) is inside the cathode 149 contain and increases the temperature of the emitter surface 148 to 1,100 ° C to generate the required number of electrons. The potential of -140 kV creates an electric field between the cathode 149 and the anode body 93 , The focus electrode 132 shapes the electric field, releasing electrons from the cathode 149 be shaped into a uniform laminar beam, such as the electron beam 12 of 2 leading to the anode front surface 92 is accelerated and through the hole 97 goes through in this front surface.
Der richtige Betrieb der Elektronenquellen-Baueinheit 150 hängt, neben
anderen Dingen, von der präzisen
Festlegung eines vordefinierten Abstandes L7 des
Kathoden-Emitters 148 zur Anoder-Vorderfläche 92 ab.
Der vorbestimmte Abstand L7 wird erzielt
durch dessen festgelegter Dimensionen und Benutzen der festgelegten
Dimensionen zum Errechnen der Position der Teile, die axial entlang
der Z-Achse, d.h., entlang der Elektronenstrahl-Achse 82 bewegt
werden können.
So kann, z.B., der Abstand L7 durch Hinzufügen oder
Entfernen eines oder mehrerer Abstandsscheiben (5) zwischen Montageplatte 94 und
dem Anodenkörper 93 vergrößert oder
verindert werden. Der Strom des Elektronenstrahles 12 wird
durch Vermindern des Abstandes L7 erhöht.Proper operation of the electron source assembly 150 depends, among other things, on the precise determination of a predefined distance L 7 of the cathode emitter 148 to the anoder front surface 92 from. The predetermined distance L 7 is obtained by using its specified dimensions and using the specified dimensions to calculate the position of the parts axially along the Z axis, that is, along the electron beam axis 82 can be moved. For example, the distance L 7 can be determined by adding or removing one or more spacers ( 5 ) between the mounting plate 94 and the anode body 93 be enlarged or prevented. The current of the electron beam 12 is increased by reducing the distance L 7 .
Ein Abstand L1 wird
von der Kante des Flansches 156 bis zur Montageoberfläche 164 des
Flansches 74 gemessen. Ein Abstand L2 (5) der Anoden-Baueinheit 90 wird
von der Anoden-Vorderfläche 92 zur
Oberfläche 91 der
Montageplatte 94 gemessen. Die axiale Position der AnodenVorderfläche 92 entlang
der Elektronenstrahl-Achse 82 wird aus Messungen L1 und L2 bestimmt.
Ein Abstand L5 (4) wird von der äußeren Kante 146 der
Fokuselektrode 132 bis zur Fokuselektroden-Montagefläche 147 gemessen.
Die Tiefeneinstellung L3 des Kathoden-Emitters 148 wird
von der Emitter-Oberfläche 148 bis
zur äußerem Kante 146 der
Fokuselektrode 132 gemessen. Der erwünschte Abstand L6 (6), der Abstand vom Oberteil
des Behälter-Montageflansches 122 (Datum
A) bis zum Oberteil des Adapters 186 kann nun errechnet
werden. Die Position des Adapters 186 entlang der Elektronenstrahl-Achse 82 wird
auf den errechneten Wert von L6 eingestellt. Nach
dem Installieren der Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 wird
Abstand L6 gemessen und mit dem errechneten
Wert verglichen.A distance L 1 becomes from the edge of the flange 156 to the mounting surface 164 of the flange 74 measured. A distance L 2 ( 5 ) of the anode assembly 90 is from the anode front surface 92 to the surface 91 the mounting plate 94 measured. The axial position of the anode front surface 92 along the electron beam axis 82 is determined from measurements L 1 and L 2 . A distance L 5 ( 4 ) is from the outer edge 146 the focus electrode 132 to the focus electrode mounting surface 147 measured. The depth setting L 3 of the cathode emitter 148 is from the emitter surface 148 to the outer edge 146 the focus electrode 132 measured. The desired distance L 6 ( 6 ), the distance from the upper part of the container mounting flange 122 (Date A) to the top of the adapter 186 can now be calculated. The position of the adapter 186 along the electron beam axis 82 is set to the calculated value of L 6 . After installing the cathode focus electrode assembly 130 distance L 6 is measured and compared with the calculated value.
11 veranschaulicht
eine konzeptuelle Zeichnung der Elektronenquellen-Baueinheit 150, bei
der die X-, Y- und Z-Achse angegeben sind. Die Z-Achse kann auch
die Elektronenstrahl-Achse 82 sein. Zusätzlich sind Gierung, Steigung
und Drehung veranschaulicht. Gierung ist die Rotation um die vertikale
Achse Z oder die Elektronenstrahl-Achse 82. Steigung ist
die Rotation um die seitliche Achse Y und Drehung ist die Rotation
um die Achse von vorn nach hinten. Indem man den Adapter 186 in
fünf verschiedenen
Freiheitsgraden mit Bezug auf die X-Y-Ebene und die Z-Achse einstellen
kann, kann die erwünschte
Ausrichtung rascher erzielt werden. Die Ausrichtung der Elektronenquellen-Baueinheit 150 wird
durch Einstellen von Teilen oder Baueinheiten axial (Z-Achse), seitlich
(X-Y-Ebene) und winkelmäßig (Drehung
und Steigung) und Messen mit Bezug auf Datum A und Datum B des Behälter-Montageflansches 122 und
der Elektronenstrahl-Achse 82 bewerkstelligt, wie weiter
unten erläutert
wird. 11 illustrates a conceptual drawing of the electron source assembly 150 where the X, Y and Z axes are specified. The Z axis can also be the electron beam axis 82 his. In addition, yaw, pitch and rotation are illustrated. Yaw is the rotation around the vertical axis Z or the electron beam axis 82 , Slope is the rotation around the lateral axis Y and rotation is the rotation around the axis from front to back. By using the adapter 186 in five different degrees of freedom with respect to the XY plane and the Z axis, the desired alignment can be achieved more quickly. The orientation of the electron source assembly 150 is done by adjusting parts or units axially (Z-axis), laterally (XY-plane) and angularly (rotation and inclination) and measuring with reference to date A and date B of the container mounting flange 122 and the electron beam axis 82 accomplished, as explained below.
7 veranschaulicht
die Behälter-Baueinheit 100,
die auf eine Rotations-Registriervorrichtung 172 montiert
ist. Wie weiter unten erläutert,
kann die Elektronenquellen-Baueinheit 150 der 6 zusammengebaut und mit
Hilfe des Rotationstisches oder der Registriervorrichtung 172,
wie dem Super-Accu-dex 550-008, hergestellt durch Yuasa, ausgerichtet
werden. Es sollte klar sein, dass die offenbarte Ausführungsform
nicht auf den Gebrauch des vorerwähnten Werkzeuges beschränkt ist,
und dass ein anderes Rotations-Registriergerät 172 benutzt werden
kann, 7 illustrates the container assembly 100 on a rotary registration device 172 is mounted. As explained below, the electron source assembly can 150 the 6 assembled and using the rotary table or the registration device 172 such as the Super Accu-dex 550-008 manufactured by Yuasa. It should be understood that the disclosed embodiment is not limited to the use of the aforementioned tool and that another rotary registration device 172 can be used
8 zeigt,
wie die Behälter-Baueinheit
100 zum Festlegen der Elektronenstrahl-Achse 82 mit Hilfe
der Rotations-Registriervorrichtung 172 benutzt wird. 7 und 8 werden gemeinsam erläutert. Die Behälter-Baueinheit 100 ist über den
Behälter-Montageflansch 122 und,
z.B., mittels eines Stabes 176 zum Niederhalten, zwei oder
mehr Schrauben 178, Ausrichtungspfosten 180 und
Ausgleichsbacke 182 auf der Rotations-Registriervorrichtung 172 montiert. 8th shows how the container assembly 100 for setting the electron beam axis 82 with the help of the rotation registration device 172 is used. 7 and 8th are explained together. The container assembly 100 is over the tank mounting flange 122 and, for example, by means of a stick 176 to hold down two or more screws 178 , Alignment post 180 and compensating jaw 182 on the rotation registration device 172 assembled.
Das Primärdatum A für die Elektronenquellen-Baueinheit 150 beruht
auf der Oberfläche
des Behälter-Montageflansches 122 und
begründet
eine Quer- oder seitliche Ebene (X-Y-Ebene). Das Sekundärdatum B
für die
Elektronenquellen-Baueinheit 150 beruht auf dem Außendurchmesser
des Behälter-Montageflansches 122.
Die Elektronenstrahl-Achse 82 wird
unter Benutzung der Datums-Oberflächen A und B vom Behälter-Montageflansch 122 der
Behälter-Baueinheit 100 begründet und
verläuft
senkrecht zur X-Y-Ebene. Die Behälter-Baueinheit 100 wird
um 360° gedreht
und es wird die volle Indikator-Bewegung (FIM) der Drehindikatoren 174 und 175 notiert.The primary datum A for the electron source assembly 150 is based on the surface of the container mounting flange 122 and establishes a transverse or lateral plane (XY plane). The secondary date B for the electron source assembly 150 is based on the outer diameter of the container mounting flange 122 , The electron beam axis 82 is made using the date surfaces A and B from the container mounting flange 122 the container assembly 100 justified and runs perpendicular to the XY plane. The container assembly 100 is rotated by 360 ° and it becomes the full indicator movement (FIM) of the rotation indicators 174 and 175 written down.
Die FIM ist die absolute Summe der
größten positiven
und größten negativen
Bewegung des Drehindikator-Zeigers. So ist, z.B., die Winkel-FIM eine
Drehindikator-Anzeige, die misst, wie weit eine Oberfläche außerhalb
der Parallelität
mit Datum A liegt. Die seitliche oder X-Y-FIM ist eine Drehindikator-Anzeige,
die misst, wie weit die Achse eines Teiles entfernt ist von der
erwünschten
Achse, wie der Elektronenstrahl-Achse 82.The FIM is the absolute sum of the largest positive and largest negative movement of the rotation indicator pointer. For example, the Angular FIM is a rotation indicator that measures how far a surface is out of parallel with date A. The side or XY-FIM is a rotation indicator display that measures how far the axis of a part is from the desired axis, such as the electron beam axis 82 ,
Datum A wird unter Einsatz des Drehindikators 175 derart
eingestellt, dass es senkrecht zur Rotationsachse der Rotations-Registriervorrichtung 172 ist.
Drei Hebeschrauben 184 (von denen eine gezeigt ist) werden
zum Verringern der FIM auf einen vorbestimmten Wert benutzt. Der
Drehindikator 174 wird benutzt, um zu verifizieren, dass
das Sekundärdatum B
konzentrisch zur Rotationsachse der Rotations-Registriervorrichtung 172 liegt.Date A is made using the rotation indicator 175 set such that it is perpendicular to the axis of rotation of the rotation registration device 172 is. Three lifting screws 184 (one of which is shown) are used to decrease the FIM to a predetermined value. The rotation indicator 174 is used to verify that the secondary data B is concentric with the rotation axis of the rotation registration device 172 lies.
Die ringförmige geerdete Elektrode 168 ist unter
Benutzung von Schrauben 170, die in Gewindelöcher 78 geschraubt
sind, auf den Behälter-Montageflansch 122 montiert.
Es sind zwei Schrauben 170 dargestellt, doch werden vier
Schrauben benutzt und sie können über den
Umfang der geerdeten Elektrode 168 in gleichem Abstand
voneinander angeordnet sein. Die Feldelektrode 161 ist
in 7 in zwei Positionen
dargestellt. Position 1 zeigt die Feldelektrode 161 auf
der geerdeten Elektrode 168 ruhend und Position 2 zeigt
die Feldelektrode 161 montiert an dem Adapter 186,
wie oben erläutert.The ring-shaped grounded electrode 168 is using screws 170 that in threaded holes 78 are screwed onto the container mounting flange 122 assembled. There are two screws 170 shown, but four screws are used and they can go over the circumference of the grounded electrode 168 be arranged at the same distance from each other. The field electrode 161 is in 7 shown in two positions. position 1 shows the field electrode 161 on the grounded electrode 168 dormant and position 2 shows the field electrode 161 mounted on the adapter 186 as explained above.
Drei Nivellierer 188 (von
denen einer gezeigt ist) sind im Adapter 186 installiert
und im gleichen Abstand voneinander angeordnete Wahlweise können mehr
als drei Nivellierer 188 benutzt werden. Der Adapter 186 wird
dann auf der Behälter-Baueinheit 100 durch
Einführen
von Schrauben 189 durch die Nivellierer 188 und
in die Gewindelöcher 116 (3) in der elektrisch üblichen
Hülse 104 installiert.
Die Nivellierer 188 dienen dem doppelten Zweck des Bewegens
des Adapters 186 axial (längs der Elektronenstrahl-Achse 82)
und dem Festlegen seiner korrekten Winkelorientierung mit Bezug
auf Datum A. Die axiale Abmessung L6 wird
erzielt durch Einstellen der Nivellierer 188 und Messen
vom Datum A bis zur Kante des Adapters 186 (Linie C) mit
einem Höhenmessgerät 206,
wie an der Höhenanzeige 154.
Die Winkel-FIM wird erzielt durch Drehen der Rotations-Registriervorrichtung 172 und
Einstellen der Nivellierer 188, bis die erwünschte FIM
am Drehindikator 208 erzielt ist.Three levelers 188 (one of which is shown) are in the adapter 186 installed and arranged at the same distance from each other, optionally more than three levelers 188 to be used. The adapter 186 is then on the container assembly 100 by inserting screws 189 through the levelers 188 and into the threaded holes 116 ( 3 ) in the usual electrical sleeve 104 Installed. The levelers 188 serve the dual purpose of moving the adapter 186 axial (along the electron beam axis 82 ) and determining its correct angular orientation with reference to date A. The axial dimension L 6 is achieved by adjusting the levelers 188 and measuring from date A to the edge of the adapter 186 (Line C) with an altimeter 206 as on the height display 154 , The angular FIM is achieved by rotating the rotation registration device 172 and adjusting the levelers 188 until the desired FIM on the rotation indicator 208 is achieved.
Stellschrauben 190 sind
an vier Stellen im gleichen Abstand um den Umfang der elektrisch üblichen
Hülse 104 angeordnet
und drücken
Seitlich auf den Adapter 186. Es sollte klar sein, dass
mehr oder weniger Stellschrauben 190 benutzt werden können, wie
drei oder fünf
Stellschrauben 190. Die Stellschrauben 190 werden
eingestellt und die Rotations-Registriervorrichtung 172 wird
in eine wiederholten Muster gedreht, bis die erwünschte seitliche FIM an dem
Drehindikator 173 erzielt ist. Es sollte klar sein, dass
die oben erläuterten
axialen, seitlichen und Winkel-Einstellungen in Beziehung zu einander stehen.
Die Nivellierer 188 und die Stellschrauben 190 können daher
wiederholt eingestellt werden, bis die erwünschten FIM-Toleranzen erzielt sind. Nachdem der
Adapter 186 eingestellt ist, werden die Hebeschrauben 192 und
Schrauben 189 angezogen, um die Nivellierer 188 in
der eingestellten Position festzulegen, und die Feldelektrode 161 wird,
in Position zwei bewegt und am Adapter 186 befestigt.screws 190 are in four places at the same distance around the circumference of the usual electrical sleeve 104 arranged and press on the side of the adapter 186 , It should be clear that more or less set screws 190 can be used like three or five set screws 190 , The set screws 190 are set and the rotation registration device 172 is rotated in a repeated pattern until the desired lateral FIM on the rotation indicator 173 is achieved. It should be understood that the axial, lateral and angle settings discussed above are related. The levelers 188 and the set screws 190 can therefore be set repeatedly until the desired FIM tolerances are achieved. After the adapter 186 is set, the lifting screws 192 and screws 189 attracted to the levelers 188 set in the set position, and the field electrode 161 is moved to position two and on the adapter 186 attached.
9 zeigt
die vormontierte Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130,
die in den Adapter 186 und die Behälter-Baueinheit 100 von 7 installiert wird. Es gibt
vier Stellschrauben 118, die in gleichen Abständen um
den Rand des Adapters 186 herum angeordnet sind. Um zu
verhindern, dass der Kathodenkontakt 139 das Zentrieren
der Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 beeinträchtigt,
kann ein Trennkabel 194 benutzt werden, um den Kathodenkontakt 139 vom
Stab 110 wegzuhalten. Das Trennkabel ist durch ein Loch 196 im
Adapter 186 gelegt. 9 shows the pre-assembled cathode focus electrode assembly 130 that are in the adapter 186 and the container assembly 100 of 7 is installed. There are four set screws 118 that are evenly spaced around the edge of the adapter 186 are arranged around. To prevent the cathode contact 139 centering the cathode focus electrode assembly 130 a disconnect cable 194 used to make the cathode contact 139 off the baton 110 wegzuhalten. The separation cable is through a hole 196 in the adapter 186 placed.
Dann wird die Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 in
Richtung des Pfeiles E in den Adapter 186 abgesenkt. Die
Stellschrauben 118 werden eingestellt, um die Fokuselektrode 132 auszurichten,
um eine erwünschte
seitliche FIM-Toleranz zum Indikator 198 zu erzielen. Der
Kathodenkontakt 130 wird durch Ziehen des Trennkabels 194 in
Richtung des Pfeiles F gelöst.Then the cathode focus electrode assembly 130 in the direction of arrow E into the adapter 186 lowered. The set screws 118 are set to the focus electrode 132 align to a desired lateral FIM tolerance to the indicator 198 to achieve. The cathode contact 130 by pulling the separation cable 194 solved in the direction of arrow F.
Wie in 6 ersichtlich,
kann die Feldelektrode 160 dann durch Schieben der Feldelektrode 160 über die
Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 installiert werden.
Der Flansch 156 wird auf den Behälter-Montageflansch 122 montiert.
Ein Ende des Rohres 70 wird auf den Flansch 156 montiert
und der Flansch 74 wird auf das andere Ende des Rohres 70 montiert.
Die Anoden-Baueinheit 190 kann nun mit Bezug auf die Daten
A und B eingeführt
und ausgerichtet werden.As in 6 can be seen, the field electrode 160 then by sliding the field electrode 160 via the cathode focus electrode assembly 130 be installed. The flange 156 is on the container mounting flange 122 assembled. One end of the pipe 70 is on the flange 156 mounted and the flange 74 is going to the other end of the tube 70 assembled. The anode assembly 190 can now be introduced and aligned with reference to data A and B.
10 veranschaulicht
eine weggeschnittene Ansicht der Anoden-Baueinheit 90,
die auf die Platte 94 montiert ist. Die Anoden-Baueinheit 90 ist auf
der Montage-Oberfläche 164 von
Flansch 74 montiert. Die axiale Position der Anoden-Baueinheit 90 wurde
durch die abgemessenen Dimensionen L1, L2, L3 und L5 und die errechnete Dimension L6 bestimmt.
Die Winkelorientierung der Anoden-Baueinheit 90 wird durch die
Parallelitäts-Anforderung
der Montage-Oberfläche 164 von
Flansch 74 bestimmt. Die Anoden-Baueinheit 90 wird
innerhalb des Spaltes 68 bewegt und in der seitlichen Ebene
durch Messen der seitlichen FIM einer Ausrichtungsrille D in der Montageplatte 94 mit dem
Drehindikator 200 ausgerichtet. Ist die vordefinierte seitliche
FIM erzielt, denn wird eine Mutter 202 auf der Schraube 204 (drei
oder mehr Stellen) angezogen, um die Anoden-Baueinheit 90 an
Ort und Stelle zu sichern. 10 illustrates a cut-away view of the anode assembly 90 that on the plate 94 is mounted. The anode assembly 90 is on the mounting surface 164 of flange 74 assembled. The axial position of the anode assembly 90 was determined by the measured dimensions L 1 , L 2 , L 3 and L 5 and the calculated dimension L 6 . The angular orientation of the anode assembly 90 is determined by the parallelism requirement of the mounting surface 164 of flange 74 certainly. The anode assembly 90 is inside the gap 68 moved and in the lateral plane by measuring the lateral FIM of an alignment groove D in the mounting plate 94 with the rotation indicator 200 aligned. If the predefined lateral FIM is achieved, then becomes a mother 202 on the screw 204 (three or more digits) attracted to the anode assembly 90 secure in place.
Wie in den 3-10 dargestellt,
ist die Elektronenquellen-Baueinheit 150 eine ölfreie Baueinheit, die
das Kuppeln zwischen den fünf
Freiheitsgraden minimiert, Die Ausrichtung der Elektronenquellen-Baueinheit 150 ist
daher einfacher und rascher, verglichen mit früheren Elektronenquellen, sie
gestattet einen rascheren Zusammenbau und eine raschere Renovierung
der Elektronenquellen-Baueinheit 150. Durch Vorausrichten
der Kathoden-Fokuselektroden-Baueinheit 130 erfordert der
Ersatz der Kathode 149 in der Elektronenquellen-Baueinheit 150 weniger
Zeit und Aufwand, verglichen mit früheren Elektronenquellen.As in the 3 - 10 shown is the electron source assembly 150 an oil-free unit that couples between the five degrees of freedom minimized, the alignment of the electron source assembly 150 is therefore simpler and faster compared to previous electron sources, it allows faster assembly and renovation of the electron source assembly 150 , By pre-aligning the cathode focus electrode assembly 130 requires replacement of the cathode 149 in the electron source assembly 150 less time and effort compared to previous electron sources.
Während
die Erfindung unter Bezugnahme auf gewisse Ausführungsformen beschrieben wurde, wird
dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen unÄquivalente
eingesetzt werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können viele Modifikationen vorgenommen
werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material
an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne ihren Umfang zu verlassen.
Die Erfindung soll daher nicht auf die spezielle offenbarte Ausführungsform
beschränkt
sein, sondern sie schließt
alle Ausführungsformen
ein, die in den Rahmen der beigefügten Ansprüche fallen.While
the invention has been described with reference to certain embodiments
It will be clear to those skilled in the art that various changes have been made inequivalent
can be used
without departing from the scope of the invention. In addition, many modifications can be made
to a special situation or a special material
adapt to the teachings of the invention without departing from its scope.
The invention is therefore not intended to be specific to the particular embodiment disclosed
limited
be, but it closes
all embodiments
a falling within the scope of the appended claims.