直流高压型加速器电子枪的发射测试装置的制作方法

本实用新型涉及电子加速器制造技术，特别涉及直流高压型加速器电子枪测试技术。

背景技术：

工业辐照用电子加速器按照加速原理主要分为直流高压型和高频谐振型两大类，两种类型设备采用的电子枪是不同的；直流高压型电子加速器的电子枪，接收电子枪电源的直流高压，产生连续束流，适用于电子帘型、绝缘芯变压器型、中频谐振变压器型、高压倍加器型、高频高压型、电子静电型和三相变压器型电子加速器。电子枪作为关键部件之一，其发射性能、发射稳定性等技术参数，对电子加速器的整体性能起着举足轻重的作用。

对于制造后拟使用的直流高压型加速器电子枪，需要进行质量性能检测，以确保产品可靠运行。现有技术有两种，第一种是把制造完成的电子枪安装到加速器整机上，在整机运行中测试电子枪的发射性能，如果需要调试就要重新拆除和安装，涉及繁琐的安装操作、真空建立、运行耗能，造成时间成本、人力成本、能耗增加；另一种如申请号为201910369692.x的实用新型专利公开“电子枪发射性能的测试系统及方法”，解决了安装前电子枪阴极发射性能测试和导流系数无法测定的问题，但该技术用于基于微波技术的电子枪，与本实用新型所涉电子枪的结构、参数均不同，且其结构部件多、成本高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种直流高压型加速器电子枪的发射测试装置，能够在直流高压型加速器电子枪安装使用前单独进行性能测试，具有结构简洁、制造成本低、便携、操作便捷等优点。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，一种直流高压型加速器电子枪的发射测试装置，包括电子枪连接、束流接收、控制连接、支撑架11共四个部分，其特征在于：所述电子枪连接部分包括电子枪法兰1、转接法兰2、待测电子枪3、直流高压电源17、电子枪电源18，电子枪法兰1固定待测电子枪3，电子枪电源18与待测电子枪3灯丝阴极形成回路，直流高压电源17输出连接待测电子枪3灯丝阴极和地线；所述束流接收部分包括阳极板4、法拉第筒5、绝缘筒6、过渡法兰7，所述阳极板4水平置于待测电子枪3正下方，所述法拉第筒5设置在阳极板4正下方，所述绝缘筒6为圆柱形绝缘材料，容纳阳极板4和法拉第筒5，介于所述电子枪连接部分和所述控制连接部分之间构成绝缘和密封；所述控制连接部分主体为圆柱形控制连接桶9，其圆周方向设置有且不限于5个密封接口，分别接入地线、真空计、水循环冷却系统、分子泵机组、备用接口。

所述电子枪连接部分，待测电子枪3垂直固定在圆盘形的电子枪法兰1下面中心，其阴极灯丝一端自电子枪法兰1中心引出到上方、与该法兰之间设置绝缘密封材料；阴极灯丝另一端连接电子枪法兰1金属体；所述转接法兰2呈圆柱形，上周缘与电子枪法兰1的下面匹配固定，下周缘与绝缘筒6的上周缘匹配并通过绝缘筒6的上缘不锈钢法兰8固定；所述电子枪电源18输出线一端连接电子枪阴极灯丝中心引出端，另一端连接电子枪法兰1金属体，作用是给待测电子枪3灯丝加热，进而实现阴极电子发射；所述直流高压电源17输出负高压端连接电子枪法兰1金属体，其输出的零电位端接地，产生电子枪阴极负高压。

所述电子枪电源18串接电流表19，测量灯丝电流，用于确定灯丝的最佳工作电流。

所述束流接收部分，阳极板4设置成带中心孔的圆盘状，采用绝缘螺栓固定支撑在过渡法兰7上，其作用是连通地电位形成与电子枪阴极之间的高压电场，使电子枪阴极发射的束流从其中心孔射向法拉第筒5；所述法拉第筒5收集电子束流用于测试分析电子枪性能，壁内设有水循环空间，采用绝缘螺栓固定支撑在过渡法兰7上，其底面设有两个接口连接水循环冷却系统14；阳极板4和法拉第筒5之间真空绝缘，过渡法兰7固定在控制连接桶9上口；所述绝缘筒6上缘和下缘均设有不锈钢法兰8，分别连接固定电子枪连接部分和控制连接部分。

所述控制连接部分，接口一引入两条地线，一条直接连接阳极板4，另一条自法拉第筒5引出后，串接由采样电阻和示波器组成的发射电流测试电路12然后接地，以测量计算电子枪的发射电流、导流系数；接口二连接真空计13以监测系统内部真空；接口三接入水循环冷却系统14；接口四连接分子泵机组15，为系统提供并维持高真空；接口五为备用接口并可设置多个，使用盲板16密封。

可选的，所述控制连接部分，控制连接桶9底面设置有密封观察窗10，采用透明耐辐射材料，备用于仪器测量。

可选的，各个结构体连接之间要加密封衬垫，保证维持系统的高真空。

本实用新型的有益效果是：能够在直流高压型加速器电子枪安装使用前，单独进行性能测试，简便快速地测出电子枪最佳灯丝电流、发射电流、导流系数和性能稳定性，对于电子枪的产业化制造提供了极大便利。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细说明；

附图1：直流高压型加速器电子枪发射测试装置结构示意图；

附图2：控制连接部分俯视图；

图中：1、电子枪法兰；2、转接法兰；3、待测电子枪、4阳极板；5法拉第筒；6绝缘筒；7过渡法兰；8、不锈钢法兰；9、控制连接桶；10、观察窗；11、支撑架；12、发射电流测试电路；13、真空计；14、水循环冷却系统；15、分子泵机组；16、盲板；17、直流高压电源；18、电子枪电源；19、电流表。

具体实施方式

组装：支撑架11直立并调平；控制连接桶9固定到支撑架11上面，5个cf35法兰接口与相应装置连接，接口一引入两条地线，一条直接连接阳极板4，另一条自法拉第筒5引出后，串接由采样电阻和示波器组成的发射电流测试电路12然后接地，以测量计算电子枪的发射电流、导流系数；接口二连接真空计13以监测系统内部真空；接口三接入水循环冷却系统14；接口四连接分子泵机组15，为系统提供并维持高真空；接口五为备用接口并可设置多个，使用盲板16密封；过渡法兰7固定在控制连接桶9上口，阳极板4水平置于待测电子枪3正下方，法拉第筒5设置在阳极板4正下方，采用绝缘螺栓固定支撑在过渡法兰7上，底面两个接口连接水循环冷却系统14，绝缘筒6下缘不锈钢法兰8连接固定控制连接部分；接口一引入的两条地线，一条连接阳极板4，另一条连接法拉第筒5，串接由采样电阻和示波器组成的发射电流测试电路12然后接地；待测电子枪3垂直固定在圆盘形的电子枪法兰1下面中心，其阴极灯丝一端自电子枪法兰1中心引出到上方，阴极灯丝另一端连接电子枪法兰1，转接法兰2上周缘与电子枪法兰1的下面固定，下周缘与绝缘筒6的不锈钢法兰8固定；电子枪电源18输出线一端连接电子枪阴极灯丝引出端，另一端串接电流表19后连接电子枪法兰1；直流高压电源17输出负高压端连接电子枪法兰1，其输出的零电位端接地。

测试过程：首先开启水循环冷却系统14，打开分子泵机组15对装置建立真空环境，且通过连接分子泵机组的氦质谱检漏仪对系统的所有法兰接口进行真空检漏确保无真空泄漏点，继续使用分子泵机组15建立真空环境；启动电子枪电源18为电子枪阴极灯丝加热，打开真空计13随时观测系统真空度，达到满足电子枪工作真空条件时，启动直流高压电源17为电子枪提供高压电场，记录发射电流测试电路12监测的电子枪发射电流和电流表19灯丝电流，计算导流系数，确定灯丝的最佳工作电流，观察发射稳定性。

以上具体实施方式仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。