一种透明观察窗及其使用方法与流程

本发明涉及真空电子器件领域，尤其是涉及一种用于测量行波管栅控电子枪栅网变形情况的透明观察窗以及该透明观察窗的使用方法。

背景技术：

行波管作为真空微波功率放大器件，具有频带宽、增益大、效率高、输出功率大等优点，在各类军用微波发射机中有着广泛的应用，被誉为武器装备的“心脏”。

在脉冲工作情况下，栅控电子枪由于控制栅极的工作电压比阳控电子枪或聚焦极控制电子枪电压低的多，并且控制栅网不截获或只截获很少一部分电流，大大降低了脉冲调制器的功率，免除了研制高压大电流脉冲电源的困难，这些优点使得栅控电子枪被广泛应用于行波管。

然而，由于控制栅网离阴极很近，栅网栅丝又加工的非常细小，容易在电子枪内部发生变形，如果控制栅网发生变形将必然导致电子枪中电子注形状发生改变，使得行波管将不能正常工作。经过分析，控制栅网发生变形主要是因为阴极的热膨胀及栅网热应力导致的，为了能够了解控制栅网在电子枪内部具体变形情况，改进优化栅控电子枪结构，寻求一种透明观察窗是有必要的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种透明观察窗及其使用方法，其目的是通过对电子枪内部阴极膨胀和控制栅网变形的动态观察和测量，为改进优化栅控电子枪结构提供第一手数据，改善提高产品合格率。

本发明的技术方案是该种透明观察窗包括转接法兰、封接环和透明陶瓷片，所述的转接法兰的中心设有通孔，转接法兰上与待测量栅控电子枪连接的下端面设有薄壁结构的第一台阶，转接法兰上与透明陶瓷片连接的上端面设有薄壁结构的第二台阶，所述的封接环安装在透明陶瓷片上，透明陶瓷片上位于第二台阶和封接环之间。

所述的转接法兰采用可伐4j34材料加工而成，并且转接法兰的表面进行镀镍工艺处理。

所述的转接法兰上表面镀层的厚度为0.009-0.012mm。

封接环采用可伐4j34材料加工而成，并且封接环的表面进行镀镍工艺处理，封接环的厚度范围是1-3mm。

所述的封接环上表面镀层的厚度为0.009-0.012mm。

所述的透明陶瓷片是白宝石陶瓷片，并且采用钼锰金属化工艺对透明陶瓷片进行金属化处理，透明陶瓷片的厚度范围是0.5-2mm。

所述的转接法兰与待测量栅控电子枪通过氩弧焊接方式连接。

一种用于上述透明观察窗的使用方法包括：

1)将透明观察窗上的转接法兰通过氩弧焊接方式焊接到待测量栅控电子枪上，然后将整个组件经过排气处理后，在排管处完成冷封接；

2)接通阴极热丝电源，让阴极处于正常工作温度状态；

3)在高倍显微镜下或者是采用三维检测仪，即可通过透明观察窗处观察或测量控制栅网的变形情况。

具有上述结构的该种透明观察窗及其使用方法可实现行波管栅控电子枪正常工作时，对电子枪内部阴极膨胀和控制栅网变形的动态观察和测量，从而为改进优化栅控电子枪结构提供第一手数据，很大程度上改善提高产品合格率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明透明观察窗的结构示意图。

图2为本发明中转接法兰的结构示意图。

图3为本发明中封接环的结构示意图。

图4为本发明中透明陶瓷片的结构示意图。

图5为本发明使用状态的结构示意图。

在图1-5中，1：转接法兰；101第一台阶；102第二台阶；2:封接环；3：透明陶瓷片；4：待测量栅控电子枪。

具体实施方式

图1为本发明透明观察窗的结构示意图，图2、图3、图4分别为本发明中转接法兰、封接环和透明陶瓷片的结构示意图，图5为本发明使用状态的结构示意图。由图1-5所示结构结合可知，该种透明观察窗包括转接法兰1、封接环2和透明陶瓷片3，所述的转接法兰1的中心设有通孔，转接法兰1上与待测量栅控电子枪4连接的下端面设有薄壁结构的第一台阶101，转接法兰1与待测量栅控电子枪4通过氩弧焊接方式连接。转接法兰1上与透明陶瓷片3连接的上端面设有薄壁结构的第二台阶102，所述的封接环2安装在透明陶瓷片3上，透明陶瓷片3上位于第二台阶102和封接环2之间。

转接法兰1采用可伐4j34材料加工获得，表面进行镀镍工艺处理，镀层厚度控制在0.009-0.012mm。

封接环2用于焊接透明陶瓷片时起到应力补偿作用，封接环2的厚度一般控制在1-3mm。封接环2采用可伐4j34材料加工获得，表面进行镀镍工艺处理，镀层厚度控制在0.009-0.012mm。

透明陶瓷片3是本发明的核心零件，要求其具有高强度、金属化容易、可封接性能优异、气密性好、透光率高等性能，针对以上特性，本方案采用白宝石陶瓷片，其厚度范围为0.5-2mm，采用钼锰金属化工艺对透明陶瓷片进行金属化处理。

一种用于上述透明观察窗的使用方法包括：

1)将透明观察窗上的转接法兰1通过氩弧焊接方式焊接到待测量栅控电子枪4上，然后将整个组件经过排气处理后，在排管处完成冷封接；

2)接通阴极热丝电源，让阴极处于正常工作温度状态；

3)在高倍显微镜下或者是采用三维检测仪，即可通过透明观察窗处观察或测量控制栅网的变形情况。

作为本发明的一种具体实施例，转接法兰1的中心加工成通孔，通孔直径为ф17.7mm，用于观察通道；下端面加工成薄壁结构的第一台阶101，薄壁外径为ф37.4mm，内径为ф36mm，台阶深度5.5mm，用于与待测量栅控电子枪4转接氩弧焊接，上端面同样加工成薄壁结构的第二台阶102，薄壁外径为ф23.4mm，内径为ф22.6mm，台阶深度3.4mm，用于焊接透明陶瓷片3。转接法兰1采用可伐4j34材料加工获得，表面进行镀镍工艺处理，镀层厚度控制在0.009～0.012mm。

封接环2用于焊接透明陶瓷片时起到应力补偿作用，封接环2加工内径为ф18.2mm，外径为ф22.6mm，厚度为1mm。封接环2采用可伐4j34材料加工获得，表面进行镀镍工艺处理，镀层厚度控制在0.009～0.012mm。

透明陶瓷片3采用白宝石陶瓷片，外径为ф22.6mm，厚度为0.7mm，采用钼锰金属化工艺对透明陶瓷片进行金属化处理。

该种透明观察窗的具体组装方法为：将转接法兰1放置于工作平台上，将透明陶瓷窗片3放置于转接法兰1上端面第一台阶102上，然后将封接环2放置到透明陶瓷窗片3上，焊接缝隙放置agcu28ф0.5焊料，在氢气炉完成气密性钎焊即可。

将透明观察窗通过氩弧焊接方式焊接到待测的栅控电子枪4上，然后将整个组件经过排气处理后，在排管处完成冷封接。

接通阴极热丝电源，让阴极处于正常工作温度状态，在高倍显微镜下或采用三维检测仪即可通过透明观察窗处观察或测量控制栅网的变形情况了。

具有上述结构的该种透明观察窗及其使用方法可实现行波管栅控电子枪正常工作时，对电子枪内部阴极膨胀和控制栅网变形的动态观察和测量，从而为改进优化栅控电子枪结构提供第一手数据，很大程度上改善提高产品合格率。