旋转伏特计的制作方法

本实用新型涉及能量测量技术领域，特别是涉及一种旋转伏特计。

背景技术：

电子加速器是通过将电子束从电子枪阴极发射，再通过加速管中的高压电场获得加速，最终从扫描引出装置引出到大气中。随着科技的发展，输出电子能量在数兆电子伏的电子加速器具有容易制造、便于调整使用的优点，并已经开始逐渐的运用到生产生活当中。

辐照加工工艺就是一种电子加速器应用的类型，辐照加工是指将电子加速器产生的电子束的能量转移给被辐照物质，通过控制辐射条件，而使被辐照物质的物理性能和化学组成发生变化并能使其成为人们所需要的一种新的物质，或使生物体受到不可恢复的损失和破坏，达到人们所需要的目标。为了能够准确的控制辐照能量，使用者就需要准确的控制电子加速器所输出电子束的能量。因此电子加速器在使用过程中需要对能量进行测量并控制，避免能量过高造成的损失。

在传统技术中，为了测量电子加速器输出的电子束能量的大小，通常采用电阻串联并接在高压帽和地之间，在取样电阻上引出线，取出电压信号，进行换算成能量显示值；这种测量方式，在电子加速器输出的电子束能量的大于1.5MeV，容易放电，使电阻变质或损坏，会造成测量不准的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够安全并且准确地测量出电子加速输出的电子束能量的旋转伏特计。

本实用新型提供一种旋转伏特计，包括壳体、设于所述壳体内电路板、测量板、屏蔽板以及电机，所述电路板、测量板及屏蔽板在所述壳体内自上而下依次间隔设置，所述电路板、所述测量板以及所述电机均固定在所述壳体内，且所述电机的转轴依次穿设所述电路板和所述测量板并与所述电路板和所述测量板绝缘，所述屏蔽板与所述电机的转轴固接，所述测量板包括四个均匀分布的扇形片，四个扇形片两两一组，每组扇形片中的两个扇形片对称设置，所述屏蔽板上对称地设有两扇形镂空区，所述电路板上设有用于与外部电路连接的连接接头，所述连接接头包括两个信号输出引脚，两个信号输出引脚分别电连接两组扇形片。

进一步地，在所述电机转轴的轴向上，所述壳体于靠近所述屏蔽板第一端及远离所述屏蔽板的第二端，所述壳体的第二端设有与所述电机转轴接触的接触器。

进一步地，所述电机的转轴上设有轴针，所述壳体的第二端设有通孔，所述电机的轴针穿过所述通孔，所述导电触点与所述轴针的顶部接触。

进一步地，所述壳体的一端设有通孔，所述壳体于通孔的一侧设有弹性支架，所述导电触点安装在所述弹性支架上。

进一步地，所述壳体于所述通孔的上方设有触点护罩。

进一步地，所述屏蔽板通固定件固定在所述电机的转轴上。

进一步地，所述两组扇形片分别通过电阻与两个信号输出引脚连接，两个电阻还分别通过放电管接地，电阻以及放电管均设置在电路板。

进一步地，还包括设置在所述电路板上的同步信号发生器，所述同步信号发生器与连接接头连接，所述同步信号发生器用于生成两组扇形片感应状态的指示信号，并通过所述连接接头输出至外部电路。

进一步地，所述同步信号发生器包括光电二极管及发光二极管，所述光电二极管用于生成指示信号并通过所述连接接头发送至外部电路，所述发光二极管通过所述连接接头与外部电源连接，用于发光照射所述光电二极管，使所述光电二极管产生光信号，所述屏蔽板在形成扇形镂空区的同时形成两个对称的扇形屏蔽片，所述扇形屏蔽片与所述扇形镂空区的弧度相同，每个扇形屏蔽片上均设有用于屏蔽所述发光二极管发出的光线的遮挡片，所述屏蔽板旋转使所述光电二极管产生周期变化的光信号，以生成所述指示信号。

进一步地，所述同步信号发生器包括电阻及三极管，所述连接接头还包括发射极连接引脚、集电极连接引脚及发光二极管供电引脚，所述光电二极管的正极分别与所述三极管的基极及所述电阻的一端连接，所述光电二极管的负极与所述三极管的集电极连接，所述光电二极管的负极与所述三极管的集电极的连接点与连接接头的集电极连接引脚连接，所述电阻的另一端与所述三极管的发射极连接，所述电阻的另一端与所述三极管的发射极的连接点与所述连接接头的发射极连接引脚连接，所述发光二极管的负极与所述连接接头的发光二极管供电引脚连接，正极接地。

与现有技术相比，本实用新型的旋转伏特计在测量电子加速器输出的电子束的能量时，电机转轴带动屏蔽板转动，屏蔽板相对测量板转动，屏蔽板的两个扇形镂空区的空间位置相对测量板在变化，使四个扇形片暴露在电场中的面积随着时间改变，感应出交变的电压，外部电路通过连接接头的两个信号输出引脚与两组扇形片电连接，能够方便地检测出每组扇形片上交变的电压，从而测量出电子加速器输出的电子束的能量。

附图说明

图1为本实用新型提供的旋转伏特计的立体结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为图2中的屏蔽板的结构示意图。

图4为本实用新型提供的旋转伏特计的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1与图4所示，本实用新型实施例提供一种旋转伏特计，包括壳体5、设于壳体5内的电路板6、测量板8、屏蔽板3以及电机11。电路板6、测量板8及屏蔽板3自上而下依次间隔设置。电路板6、测量板8以及电机11均固定在壳体5内，且电机11的转轴依次穿设电路板6和测量板8并与电路板6和测量板8绝缘，屏蔽板3与电机11的转轴固接。测量板8呈圆形，包括四个均匀分布的扇形片，四个扇形片两两一组，每组扇形片中的两个扇形片对称设置。屏蔽板3与电机11的转轴固接，屏蔽板3呈圆形，屏蔽板3上对称地设有两扇形镂空区301。电路板6上设有用于与外部电路连接的连接接头10，连接接头10包括两个信号输出引脚X3、X7，两个信号输出引脚X3、X7分别电连接两组扇形片。

本实用新型的旋转伏特计在测量电子加速器输出的电子束的能量时，电机11的转轴带动屏蔽板3转动，屏蔽板3相对测量板8转动，屏蔽板3的两个扇形镂空区301的空间位置相对测量板8在变化，使四个扇形片暴露在加速器输出的电场中的面积随着时间改变，屏蔽板3与测量板8形成类似电容的结构，根据电容充放电的原理，测量板8感应出交变的电压，外部电路通过两个信号输出引脚X3、X7与两组扇形片电连接，能够方便地检测出每组扇形片上交变的电压，从而测量出电子加速器输出的电子束的能量。

在本实施例中，在电机11的转轴的轴向上，壳体5包括靠近屏蔽板3的第一端及远离屏蔽板3的第二端，壳体5的第二端设有与电机11的转轴接触的导电触点4，屏蔽板3通过导电触点4接地。具体地，电机11的转轴上设有轴针110，壳体5的另一端设有通孔501，电机11的轴针110穿过通孔501，导电触点4与轴针110的顶部接触。更具体地，壳体5于通孔501的一侧设有弹性支架502，导电触点4安装在弹性支架502上，可以保证导电触点4与轴针110接触良好，并且可以避免导电触点4影响电机11的转轴转动。弹性支架502例如包括与电机11的轴向垂直的安装片与固定片、以及连接安装片与固定片的连接片，连接片相对固定片、以及连接安装片与固定片。固定片固定在壳体5的第二端，安装片安装导电触点4。

在本实施例中，导电触点4优选为青铜石墨触点。

在本实施例中，壳体5于通孔501的上方设有触点护罩7，以保护导电触点4。触点护罩7的一侧设有供弹性支架502的安装片穿入的缺口。

在本实施例中，屏蔽板3通过固定件2例如螺钉固定在电机11的转轴上。

在本实施例中，连接接头10穿设壳体5，以便于连接接头10外露于壳体5，以方便连接接头10与外部电路连接。

在本实施例中，电机11通过安装支架12与壳体5固接。电机11与电路板6之间例如通过绝缘垫圈绝缘。安装支架12、电机11以及绝缘垫圈构成电机组件1。

在本实施例中，测量板8为玻璃布基层覆铜板，且通过刻蚀形成四个扇形片。

在本实施例中，两组扇形片分别通过电阻R5、R6与两个信号输出引脚X3、X7连接，两个电阻R5、R6还分别通过放电管L1、L2接地，可以在测量板8感应到的电压过大时，通过放电管L1、L2放电，避免烧毁旋转伏特计。可以理解的是，电阻R5、R6以及放电管L1、L2均设置在电路板6上。

在本实施例中，本实用新型的旋转伏特计还包括设置在电路板6上的同步信号发生器，同步信号发生器与连接接头10连接，同步信号发生器用于生成两组扇形片感应状态的指示信号，并通过连接接头10输出至外部电路，使外部电路能够清楚获知每组扇形片的感应状态，以方便对每组扇形片感应出的交变电流进行处理。

具体地，同步信号发生器包括光电二极管VD7及发光二极管VD8，光电二极管VD7用于生成指示信号并通过连接接头10发送至外部电路，发光二极管VD8通过连接接头10与外部电源连接，用于发光照射光电二极管VD7，使光电二极管VD7产生光信号，屏蔽板3在形成扇形镂空区301的同时形成两个对称的扇形屏蔽片302，每个扇形镂空区301的边缘形成有连接两个扇形屏蔽片30的遮挡片303，遮挡片303用于屏蔽发光二极管VD8发出的光线，屏蔽板3旋转使光电二极管VD7产生周期变化的光信号，以生成指示信号。可以理解的是，由于屏蔽板3上设有两个对称地扇形屏蔽片302，在屏蔽板3转动的四分之一个周期内，发光发光二极管VD8会实现被遮挡与不被遮挡变化一次，也就是光电二极管VD7会实现关断变化一次，从而使光电二极管VD7生成周期性的指示信号。需要说明的是，光电二极管VD7发光也就指示信号中的高电平信号部分，对应两组扇形片中的一组扇形片感应光电流，光电二极管VD7不发光也就指示信号中的低电平信号部分，对应两组扇形片中的另一组扇形片感应光电流，外部电路根据光电二极管VD7生成的指示信号准确获知两组扇形片的感应状态，并进行相应的处理。

同步信号发生器还包括设置电阻R7以及三极管VT2，连接接头10还包括发射极连接引脚X4、集电极连接引脚X8及发光二极管供电引脚X5，光电二极管VD7的正极分别与三极管VT2的基极及电阻R7的一端连接，光电二极管VD7的负极与三极管VT2的集电极连接，光电二极管VD7的负极与三极管VT2的集电极的连接点与连接接头10的集电极连接引脚X8连接，电阻R7的另一端与三极管VT2的发射极连接，电阻R7的另一端与三极管VT2的发射极的连接点与连接接头10的发射极连接引脚X4连接，发光二极管VD8的负极与发光二极管供电引脚X5连接，正极接地。三极管VT2能够将光电二极管VD7生成的光电信号放大，然后通过连接接头10对外输出。

在本实施例中，本实用新型的连接接头10为DB9接头，还包括电机第一绕组供电引脚X1、电机第二绕组供电引脚X2、电机两绕组共同点供电引脚X6以接地引脚X9，电机第一绕组供电引脚X1、电机第二绕组供电引脚X2、电机两绕组共同点供电引脚X6连接至电机绕组对应位置为电机11供电，接地引脚X9接地。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。