专利名称：一种条纹变像管装架工装及装架方法
技术领域：
本发明方法涉及一种超快诊断技术设备，具体涉及条纹相机核心部件条纹变像管的装配。
背景技术：
超快现象(持续时间小于1μ s)广泛地出现在自然或科学技术研究中。例如，植物的光合作用过程、超大规模极成电路所产生的电脉冲、半导体材料载流子寿命、激光材料中的超快光激发态驰豫过程、化学反应的分子动力学过程、生物材料荧光发射、激光器产生的超短激光脉冲的持续时间、强光与物质相互作用物理过程等多在皮秒至飞秒量级，甚至于阿秒量级范围内。因此超快现象研究对自然科学、能源、材料、生物、光物理、光化学、激光技术、强光物理、高能物理等研究及技术领域具有重要意义。条纹相机能够同时提供超快过程的一维空间(或光谱)、一维强度和一维时间共三维超快信息。条纹相机作为目前唯一的高时空分辨率的超快现象线性诊断工具，在时间分辨的超快现象研究中发挥着难以替代的作用。条纹相机主要由输入光学系统、条纹变像管、图像增强器及耦合系统、扫描电控、图像采极及分析等组成。条纹变像管是条纹相机的核心部分，主要由光电阴极、加速系统、聚焦系统、偏转系统和探测系统组成。光电阴极实现被测光束的光电转换；加速系统对包含被测目标信息的电子进行轴向加速；聚焦系统实现对加速后电子束在垂直轴向方向的调制；偏转系统通过所加电压实现被测目标时间信息向空间信息转换；探测系统显示最终的探测结果，从而完成了整探测过程。本发明主要针对条纹变像管装架。条纹变像管由光电阴极、栅极、聚焦极、阳极、荧光屏组成，其结构原理示意图如图1。通常条纹变像管装架完成后的尺寸会与理论设计空间尺寸产生偏差，造成偏差的原因很多，但主要由零件加工误差和装架误差造成。随着加工技术水平的发展，零件加工都能达到理论要求的精度，因此，装架误差则成为最终误差的主因。目前，此类条纹管的装架多采用芯轴式胎具，利用电极零件内圆定位加电阻点焊装架固定的方法。此方法存在以下问题:I)由于电极零件较薄(0.5mm),芯轴式胎具与电极的接触面积仅为小于电极零件的壁厚(0.5mm)，并且要留出胎具取出卸下的间隙，接触几乎为环形线接触，因此不能保证两电极零件的同轴度。结构示意图见图2，此种结构造成径向及同轴度偏差过大，难以保证。出现部分偏差状况见图3。2)完成装配后要求胎具轻松取出卸下，分段轴式胎具配合精度不可过紧，造成轴向累积误差较大。3)装配及点焊固定全部手工操作，难以保证条纹管装架的一致性。4)需借助管壳方可进行像质测评，经常造成人力、物力耗费。从图1中可以看出，条纹变像管内部电极分别与管壳点焊连接，其间先利用内部芯轴式胎具作为定位基准来保证最终空间位置。因此，像质测评时必须借助管壳支撑来完成。
发明内容
为解决采用目前条纹变像管装架方法进行条纹管装配时，装架误差大的技术问题，本发明提供一种条纹变像管高精度装架工装及装架方法。本发明的技术解决方案如下:一种条纹变像管装架工装，其特殊之处在于:包括一对相互扣合形成的圆管9、设置在圆管9两端的第一端盖91、第二端盖90及与圆管同轴设置的第一定位装置和第二定位装置，所述圆管9的内壁上设置有与变像管中电极数量相等的环形台阶92，所述环形台阶92的轴向位置依据变像管中各电极位置而定，所述环形台阶的内孔和与其相配合的电极匹配，所述圆管9上设置有至少一个操作孔10 ;所述第一定位装置和第二定位装置分别从圆管两端装入，所述第一定位装置包括栅极定位盘93、聚焦极定位盘95及连接栅极定位盘93和聚焦极定位盘95的第一中心柱94，所述栅极定位盘93、聚焦极定位盘95分别用于抵住栅极2和聚焦极3，所述第一中心柱94的一端伸出第一端盖91 ;所述第二定位装置包括阳极定位盘97及设置在阳极定位盘中心的第二中心柱96。上述圆管9由两个半圆管相互扣合形成。上述圆管9上沿圆管径向方向均匀设置有三个操作孔10。上述第一中心柱94和第二中心柱96分别与第一端盖91和第二端盖90螺纹连接。一种条纹变像管装架方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:I将各电极按照一定的轴向距离连接成同轴电极串；2对同轴电极串进行像质测评；
3将像质测评合格的电极串与条纹管管壳6进行焊接。所述步骤I具体为:1.1将各电极零件放入相互扣合形成的圆管9中，所述圆管工装轴向设置有环形台阶92;圆管两端设置与圆管端盖螺纹连接的有第一定位装置和第二定位装置，旋转第一定位装置和第二定位装置使各电极的端部抵在环形台阶上，从而使电极轴向、径向固定；1.2通过操作孔10，在各电极上按相同角度点焊封接固定片98 ;所述封接固定片98垂直于圆筒的中心轴线；所述位于同一角度上的封接固定片98的上端平齐，且各封接固定片上端面与圆管中心轴线之间的垂线的中点位于同一直线上；1.3通过操作孔10，用绝缘子99将位于相邻两个电极上的封接固定片98连接起来，烧熔绝缘子99，从而使各电极串联固定；1.4打开对开式圆管工装，取出固定好的电极串。本发明与现有技术相比的有益效果:1、本发明的装架工装可提高条纹管装架过程中的位置精度，包括轴向偏差、径向偏差、同轴度等；减少不可控的工艺环节以及手工操作，改善装架的一致性；提高条纹管制作的效率及成品率。2、本发明条纹变像管高精度装架方法，首先完成内部电极串的整体组装，然后将电极串放入真空电子光学光具座进行像质测评，像质测评时无需与管壳焊接，既节省了工艺环节的时间和人力，又降低管壳材料耗费。3、本发明条纹变像管高精度装架方法，利用对开式(两半)精密圆管工装，采用电极零件外圆定位后将其利用绝缘子依次固定的方法，完成各筒形电极的同轴及轴向定位，同轴度达到Φ0.05mm，各电极轴向距离偏差小于0.03mm ;解决了目前条纹变像管装架中同轴度及径向偏差无法保证的缺点，实现了条纹管高精度装配。借助高精度加工的精密工装，使整个装架的工艺过程简化，受人为主观控制的变量减少，工艺更加标准化。
图1为条纹变像管结构原理示意图；图2为条纹管装架芯轴式胎具定位原理图；图3为目前装架方式造成偏差几种范例示意图；图3a表示了胎具与电极零件线接触可造成的同轴角偏差α，胎具装卸平稳、不能受力要求所留间隙远大于0.02mm。理论分析，间隙为0.02mm时电极边沿径向偏差可超过1.5mm,偏差角度α > 2° ；图3b表示了胎具与电极零件配合间隙过大，造成电极发生整体径向偏移造成径向偏差Zl ；图4发明方法实施工装结构示意图；图5为本发明方法实施工艺流程图；其中:1_阴极、2-栅极、3-聚焦极、4-偏转电极、5-阳极、6-管壳、7-突光屏、8-芯轴胎具、a-定位方式引起同轴度及径向偏差、」-间隙过大引起的径向偏差、9-圆管、91-第一端盖、90-第二端盖、92-环形台阶、93-栅极定位盘、94-第一中心柱、95-聚焦极定位盘、96-第二中心柱、97-阳极定位盘、98-固定片、99-绝缘子、10-操作孔。
具体实施例方式图1所示为条纹变像管的结构图，包括管壳6，从管壳一端到另一端依次轴向依次焊接有阴极1、栅极2、聚焦极3、偏转电极4、阳极5、荧光屏7。针对这种结构的条纹变像管，本发明提供一种条纹变像管装架工装，其结构如图4所示，包括一对相互扣合形成的圆管9、设置在圆管9两端的端盖91及与圆管同轴设置的第一定位装置和第二定位装置，圆管9的内壁上设置有与变像管中电极数量相等的环形台阶92，环形台阶92的轴向位置依据变像管中各电极位置而定，环形台阶92的内孔和与其相配合的电极匹配，圆管9上设置有三个操作孔10 ;第一定位装置和第二定位装置分别从圆管两端装入，第一定位装置包括栅极定位盘93、聚焦极定位盘95及连接栅极定位盘93、聚焦极定位盘95的第一中心柱94，栅极定位盘93、聚焦极定位盘95分别用于抵住栅极2和聚焦极3，第一中心柱94的一端伸出装入端端盖，第二定位装置包括阳极定位盘97及设置在阳极定位盘中心的第二中心柱96,第二中心柱96的一端伸出另一端盖。如图5所示为本发明条纹变像管装架方法流程图，具体为:1、打开圆管9，将栅极2、聚焦极3、阳极5安装在圆管中的对应环形台阶处；2、将第一定位装置和第二定位装置分别放置在栅极5、聚焦极3、阳极5的中心孔处；3、安装圆管两端的端盖91，调节第一定位装置和第二定位装置将栅极、聚焦极、阳极轴向定位。
4、在各电极上按相同角度点焊封接固定片98 ;位于同一角度上的封接固定片的上端平齐，且各封接固定片上端面与圆管中心轴线之间的垂线的中点位于同一直线上；5、烧熔绝缘子99，使绝缘子连接位于相邻两个电极上的封接固定片，使各电极串联；6、打开对开式圆管工装，取出装架固定好的电极串；7、对电极串进行像质测评；8、将像质测评合格的电极串与条纹管管壳进行焊接。本发明条纹变像管高精度装架方法，利用圆管工装，采用电极零件外圆定位后将其利用绝缘子依次固定的方法，完成各筒形电极的同轴及轴向定位，同轴度达到Φ0.05mm,各电极轴向距离偏差小于0.03mm;解决了目前条纹变像管装架中同轴度及径向偏差无法保证的缺点，实现了条纹管高精度装配。借助高精度加工的精密工装，使整个装架的工艺过程简化，受人为主观控制的变量减少，工艺更加标准化。
权利要求
1.一种条纹变像管装架工装，其特征在于:包括一对相互扣合形成的圆管(9)、设置在圆管(9)两端的第一端盖(91)、第二端盖(90)及与圆管同轴设置的第一定位装置和第二定位装置，所述圆管(9)的内壁上设置有与变像管中电极数量相等的环形台阶(92)，所述环形台阶(92)的轴向位置依据变像管中各电极位置而定，所述环形台阶的内孔和与其相配合的电极匹配，所述圆管(9)上设置有至少一个操作孔(10);所述第一定位装置和第二定位装置分别从圆管两端装入，所述第一定位装置包括栅极定位盘(93)、聚焦极定位盘(95)及连接栅极定位盘(93)和聚焦极定位盘(95)的第一中心柱(94)，所述栅极定位盘(93)、聚焦极定位盘(95)分别用于抵住栅极(2)和聚焦极(3)，所述第一中心柱(94)的一端伸出第一端盖(91);所述第二定位装置包括阳极定位盘(97)及设置在阳极定位盘中心的第二中心柱(96)。
2.根据权利要求1所述的条纹变像管装架工装，所述圆管(9)由两个半圆管相互扣合形成。
3.根据权利要求1所述的条纹变像管装架工装，其特征在于:所述圆管(9)上沿圆管径向方向均匀设置有三个操作孔(10)。
4.根据权利要求1或2或3所述的条纹变像管装架工装，其特征在于:所述第一中心柱(94)和第二中心柱(96)分别与第一端盖(91)和第二端盖(90)螺纹连接。
5.一种条纹变像管装架方法，其特征在于:包括以下步骤: I将各电极按照一定的轴向距离连接成同轴电极串； 2对同轴电极串进行像质测评； 3将像质测评合格的电极串与条纹管管壳(6 )进行焊接。
所述步骤I具体为:1.1将各电极零件放入相互扣合形成的圆管(9)中，所述圆管工装轴向设置有环形台阶(92);圆管两端设置与圆管端盖螺纹连接的有第一定位装置和第二定位装置，旋转第一定位装置和第二定位装置使各电极的端部抵在环形台阶上，从而使电极轴向、径向固定；1.2通过操作孔(10)，在各电极上按相同角度点焊封接固定片(98);所述封接固定片(98)垂直于圆筒的中心轴线；所 述位于同一角度上的封接固定片(98)的上端平齐，且各封接固定片上端面与圆管中心轴线之间的垂线的中点位于同一直线上；1.3通过操作孔(10)，用绝缘子(99)将位于相邻两个电极上的封接固定片(98连接起来，烧熔绝缘子(99)，从而使各电极串联固定；1.4打开对开式圆管工装，取出固定好的电极串。
全文摘要
一种条纹变像管装架工装，包括一对相互扣合形成的圆管、设置在圆管两端的第一端盖、第二端盖及与圆管同轴设置的第一定位装置和第二定位装置，圆管的内壁上设置有与变像管中电极数量相等的环形台阶，环形台阶的轴向位置依据变像管中各电极位置而定，环形台阶的内孔和与其相配合的电极匹配。本发明的装架工装可提高条纹管装架过程中的位置精度，包括轴向偏差、径向偏差、同轴度等；减少不可控的工艺环节以及手工操作，改善装架的一致性；提高条纹管制作的效率及成品率。
文档编号H01J29/04GK103077873SQ20121059243
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者卢裕, 田进寿, 王俊锋, 张铁, 徐向晏, 王超, 曹希斌, 段东平 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所