一种高能质子束流密度分布测试装置的制作方法

本发明属于质子吸收剂量研究技术领域，具体涉及一种高能质子束流密度分布测试装置。

背景技术：

质子是核物理和粒子物理实验研究中用以产生反应的重要轰击粒子，同时它也是宇宙射线的主要成分。空间的电离辐射成分与地面有很大不同，辐射强度也比地面本底高。在地球外空间，电离辐射是航天活动中必然遇到且不可避免的重要环境因素。

对于应用于卫星或空间飞行器的电子学系统，在天然空间辐射环境中往往因经受空间辐射而导致性能减低或失灵，甚至最终导致卫星或空间飞行器的灾难性后果。因此，为了满足空间电离辐射和抗辐射加固中对质子剂量测量的需求，迫切需要建立高能质子束流密度分布测试装置。法拉第杯法是测量质子剂量的一种最简单、最可靠的方法。它主要是利用吸收体将初级入射粒子束完全阻止，然后由内筒将所有带电粒子全部收集的原理制成，所测量的电流完全由入射粒子束流强度所决定，该方法得到了广泛的应用。

采用高灵敏度微小电流测试仪，在高真空和环境真空环境中，利用法拉第杯对高能质子束流密度分布进行测试，能够综合评价电子学样品室内的电荷环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高能质子束流密度分布测试装置，其可以有效检测高能质子束流密度分布，且受外部干扰影响小。

本发明的技术方案如下：一种高能质子束流密度分布测试装置，该测试装置包括真空腔、法拉第杯、多维移动平台、屏蔽盒以及静电计，其中，法拉第杯通过多维移动平台固定在真空腔中，并使法拉第杯与真空腔内的质子束相对于；法拉第杯与位于屏蔽盒中的静电计输入端相连接，静电计的接地端及法拉第杯均通过接地线与真空腔侧壁相连接；位于屏蔽盒中电机控制器与多维移动平台相连接，可控制多维移动平台进行移动。

所述的法拉第杯通过单芯屏蔽电缆与真空腔侧壁上的真空密封连接器相连接，真空密封连接器另一端通过单芯屏蔽电缆与安装在屏蔽盒中的静电计输入端相连接。

所述的屏蔽盒中还设有PC机A，其与静电计、电机控制器相连接，通过PC机A实现对静电计以及电机控制器的数据处理及控制。

所述的PC机A还通过线缆与屏蔽盒外的PC机B相连接，通过PC机B可向PC机A发送远程控制信号进行控制，其中，PC机A可控制静电计，判断静电计工作状态，并在故障情况下堆静电计进行复位，同时，可对静电计测量的数据进行计算，并显示计算数据及其均值、标准差和方差。

所述的多维移动平台为二维移动平台，通过电机带动多维移动平台带动法拉第杯在真空腔内轴向、法向方向二维移动。

所述的多维移动平台为三维移动平台，通过步进电机带动多维移动平台带动法拉第杯在真空腔内轴向、法向盒径向方向三维移动。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种高能质子束密度分布测试装置，能够对真空腔内高能质子束密度分布进行测试，能够综合评价电子学样品室内的电荷环境，该装置受到外部干扰影响小，可有效检测到高能质子束流密度分布。

附图说明

图1为本发明所述的一种高能质子束流密度分布测试装置示意图；

图中：1、真空腔；2、质子束；3、法拉第杯；4、单芯屏蔽电缆；5、接地线；6、多维移动平台；7、真空密封连接器；8、屏蔽盒；9、静电计；10、电机控制器；11、PC机A；12、测量间；13、PC机B。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种高能质子束流密度分布测试装置，包括真空腔1、法拉第杯3、多维移动平台6、屏蔽盒8以及静电计9，其中，法拉第杯3通过多维移动平台6固定在真空腔1内部，并使法拉第杯3与真空腔1内的质子束2相对应；多维移动平台6可以为利用机电进行二维移动的平台结构，或为通过步进电机进行轴向、法向和径向位置控制的三维移动平台，多维移动平台6可带动法拉第杯3在真空腔1内移动，检测真空腔1内部各个位置质子束束流密度随时间的变化情况；法拉第杯3通过单芯屏蔽电缆4与真空腔1侧壁上安装的真空密封连接器7相连接，真空密封连接器7另一端通过单芯屏蔽电缆与安装在屏蔽盒8中的静电计9输入端相连接，静电计9的接地端以及法拉第杯3均通过接地线5与真空腔1侧壁相连接，使法拉第杯3产生的电流通过单芯屏蔽电缆4和静电计9后，流到真空腔侧壁公共地，形成测试回路；安装在屏蔽盒8中的电机控制器10通过电缆与多维移动平台6相连接，用于控制多维移动平台6在真空腔1内的移动；放置在屏蔽盒8中的PC机A11与静电计9和电机控制器相连接，通过PC机A11实现对静电计9以及电机控制器10的数据处理及控制；放置在测量间12中的PC机B13通过电缆与位于屏蔽盒8中的PC机A11相连接，通过PC机B13向PC机A11发送远程控制信号进行控制，其中，PC机A11可控制静电计9，判断静电计9工作状态，并在故障情况下堆静电计9进行复位，同时，可对静电计9测量的数据进行计算，并显示计算数据及其均值、标准差和方差；另外，PC机A11可控制多维移动平台6的移动，利用法拉第杯3扫描测量空间不同位置的束流信息，并设定总扫描范围及步长，并实时显示测量数据。