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    重庆时时彩私庄严查: 一种微波管电子枪膨胀量测量装置及方法.pdf

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    一种 微波 电子枪 膨胀 测量 装置 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201710042235.0

    申请日:

    2017.01.20

    公开号:

    CN106770430A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 25/16申请日:20170120|||公开
    IPC分类号: G01N25/16 主分类号: G01N25/16
    申请人: 中国科学院电子学研究所
    发明人: 王博锋; 胡旭华; 周冠丽; 周健勇; 张兆传
    地址: 100190 北京市海淀区北四环西路19号
    优先权:
    专利代理机构: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 任岩
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201710042235.0

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了一种微波管电子枪膨胀量测量装置,包括:支架、第一陶瓷杆、第二陶瓷杆、真空装置及读数显微镜,支架置于电子枪聚束极的上方,其设有第一圆形孔和第二圆形孔;第一陶瓷杆插入所述第一圆形孔中;聚束极的位置变化引起支架的位置变化并随之带来第一陶瓷杆的位置变化;第二陶瓷杆插入所述第二圆形孔中,通过所述第二圆形孔与电子枪的阴极接触;电子枪及支架固定于所述真空装置中;读数显微镜置于真空装置的工作台面上,用于记录第一陶瓷杆和第二陶瓷杆的位置变化。本发明的测量装置具有结构简单、测量准确及可靠等优点,可有效缩短微波管电子枪的制作周期,具有较好的推广应用价值。

    权利要求书

    1.一种微波管电子枪膨胀量测量装置,其特征在于,包括:
    支架,置于电子枪聚束极的上方,其设有第一圆形孔和第二圆形孔;
    第一陶瓷杆,插入所述第一圆形孔中;聚束极的位置变化引起支架的位置变化并随之
    带来第一陶瓷杆的位置变化;
    第二陶瓷杆,插入所述第二圆形孔中,通过所述第二圆形孔与电子枪的阴极接触;
    真空装置,电子枪及支架固定于所述真空装置中;及
    读数显微镜,置于真空装置的工作台面上,用于记录第一陶瓷杆和第二陶瓷杆的位置
    变化。
    2.根据权利要求1所述的微波管电子枪膨胀量测量装置,其特征在于,所述真空装置包
    括:
    真空系统,电子枪的热子与真空系统相连;
    石英钟罩,与橡胶密封圈配合使用并与真空系统之间实现密封的真空连接。
    3.根据权利要求1所述的微波管电子枪膨胀量测量装置,其特征在于,所述第一圆形孔
    为圆形盲孔,所述第二圆形孔为圆形通孔,第一陶瓷杆的下方与所述第一圆形孔底部接触,
    第二陶瓷杆下方通过第二圆形孔与电子枪的阴极中心表面处接触。
    4.根据权利要求1所述的微波管电子枪膨胀量测量装置,其特征在于,第一陶瓷杆和第
    二陶瓷杆均采用氧化铝陶瓷。
    5.根据权利要求1所述的微波管电子枪膨胀量测量装置,其特征在于,所述支架为不锈
    钢支架。
    6.根据权利要求2所述的微波管电子枪膨胀量测量装置,其特征在于,还包括:
    电气控制系统,与真空系统连接,用于对电子枪进行电流和电压加载,用于对真空系统
    内的真空度进行监测,并对真空系统和电子枪进行控制。
    7.根据权利要求6所述的微波管电子枪膨胀量测量装置,其特征在于,所述电气控制系
    统为PLC控制系统,所述PLC控制系统包括:真空计、分子泵电源、稳压电源、离子泵电源、灯
    丝电源及触摸显示屏。
    8.一种利用权利要求3-7任一项所述的微波管电子枪膨胀量测量装置的测量方法,其
    特征在于,包括以下步骤:
    将电子枪及支架固定于真空装置中,并将支架置于电子枪聚束极的上方,其圆形通孔
    中心与阴极中心对齐;
    将第一陶瓷杆插入支架的圆形盲孔、将第二陶瓷杆插入支架的圆形通孔,使第一陶瓷
    杆的下方与所述圆形盲孔底部接触,第二陶瓷杆下方通过圆形通孔与电子枪的阴极中心表
    面处接触;
    对真空装置抽真空,真空度≤3.0×10-4Pa时,对电子枪加载电流和电压,电流变化范围
    0-25A;
    将读数显微镜置于真空装置的工作台面上,调整显微镜零位刻度线分别与第一陶瓷杆
    和第二陶瓷杆的上方在一条水平线上,记录第一陶瓷杆和第二陶瓷杆的上方在电子枪电流
    增大过程中的高度变化,根据第一陶瓷杆和第二陶瓷杆的高度变化和两者之间的高度差可
    以分别计算出阴极、聚束极以及阴极相对于聚束极的膨胀量。
    9.根据权利要求8所述的测量方法,其特征在于,还包括以下步骤:
    对真空装置抽真空之前,将石英钟罩通过橡胶密封圈与真空系统实现密封的真空连
    接。
    10.根据权利要求8或9所述的测量方法,其特征在于,电子枪加载电流使得阴极表面被
    加热,真空装置中真空度发生变化,真空度优于2×10-4Pa时逐步加电流1A~2A,防止真空度
    过低导致阴极中毒。

    说明书

    一种微波管电子枪膨胀量测量装置及方法

    技术领域

    本发明涉及真空电子学技术领域,尤其涉及一种微波管电子枪膨胀量测量装置及
    方法。

    背景技术

    电子枪是微波管的心脏,由阴极-热子组件、聚焦极组件、阳极和阳极支撑筒组件、
    电子枪绝缘段组件、阴极热子引线组件和电子枪底座组件等部分组成,其功能是产生和形
    成一定形状的电子柱。

    在微波管的研制过程中,为确保电子枪在热状态下的极间距离与设计尺寸吻合,
    必须准确地测出阴极和聚焦极的热膨胀量,进而获得精确的电子枪装配与焊接结构。阴极/
    聚焦极与阳极距离尺寸的微小变化将会引起电子枪性能的急剧变化。电子枪发射性能的检
    验只能待形成整管后在热测环节进行验证,若电子枪的电性能指标不合格,则只能对整管
    进行返工,调整工艺参数重新制备电子枪组件。因此,精确的测量阴极/聚焦极的热膨胀量,
    模拟电子枪在整管中的工作状态,在整管总装前检验电子枪的性能,便成为研究微波管电
    子枪的关键问题之一。目前,微波管电子枪的研究报告较多,而对微波管电子枪膨胀量的测
    量装置及方法鲜有报道。

    发明内容

    (一)要解决的技术问题

    鉴于上述技术问题,本发明提供了一种微波管电子枪膨胀量测量装置及方法。

    (二)技术方案

    根据本发明的一个方面,提供了一种微波管电子枪膨胀量测量装置,包括:支架、
    第一陶瓷杆、第二陶瓷杆、真空装置及读数显微镜,支架置于电子枪聚束极的上方,其设有
    第一圆形孔和第二圆形孔;第一陶瓷杆插入所述第一圆形孔中;聚束极的位置变化引起支
    架的位置变化并随之带来第一陶瓷杆的位置变化;第二陶瓷杆插入所述第二圆形孔中,通
    过所述第二圆形孔与电子枪的阴极接触;电子枪及支架固定于所述真空装置中;读数显微
    镜置于真空装置的工作台面上,用于记录第一陶瓷杆和第二陶瓷杆的位置变化。

    根据本发明的另一个方面,提供了一种利用微波管电子枪膨胀量测量装置的测量
    方法,包括以下步骤:将电子枪及支架固定于真空装置中,并将支架置于电子枪聚束极的上
    方,其圆形通孔中心与阴极中心对齐;将第一陶瓷杆插入支架的圆形盲孔、将第二陶瓷杆插
    入支架的圆形通孔,使第一陶瓷杆的下方与所述圆形盲孔底部接触,第二陶瓷杆下方通过
    圆形通孔与电子枪的阴极中心表面处接触;对真空装置抽真空,真空度≤3.0×10-4Pa时,对
    电子枪加载电流和电压,电流变化范围0-25A;将读数显微镜置于真空装置的工作台面上,
    调整显微镜零位刻度线分别与第一陶瓷杆和第二陶瓷杆的上方在一条水平线上,记录第一
    陶瓷杆和第二陶瓷杆的上方在电子枪电流增大过程中的高度变化,根据第一陶瓷杆和第二
    陶瓷杆的高度变化和两者之间的高度差可以分别计算出阴极、聚束极以及阴极相对于聚束
    极的膨胀量。

    (三)有益效果

    从上述技术方案可以看出,本发明一种微波管电子枪膨胀量测量装置及方法至少
    具有以下有益效果其中之一:

    (1)电子枪膨胀量能够在超高真空系统的环境中进行测试,其极限真空度优于2×
    10-7Pa;

    (2)电子枪能够通过真空系统和电气控制系统测量不同时间、不同电流和不同温
    度情况下的膨胀量,获得时间、温度、电流和膨胀量之间的关系曲线;

    (3)电子枪的膨胀量能够换算出阴极与阳极之间的距离,从而能够精确的计算电
    子枪中电子柱的聚焦区域,实现电子枪最佳的装配尺寸和优越的发射性能,避免电子枪的
    性能不合格导致的返工,可有效缩短电子枪及微波管的制作周期;

    (4)电子枪膨胀量测量获得的实验数据为微波管后续工序提供精确可靠的依据,
    验证微波管的理论计算、机械性能和电性能。

    附图说明

    图1为本发明实施例微波管电子枪膨胀测量装置结构示意图;

    图2为图1的电气控制系统示意图。

    【主要元件】

    1-石英钟罩; 2-第一陶瓷杆; 3-第二陶瓷杆;

    4-不锈钢支架; 5-聚束极; 6-阴极;

    7-热子; 8-真空系统; 9-橡胶密封圈;

    10-读数显微镜; 11-报警指示灯;

    12-分子泵启动允许指示灯; 13-离子泵启动允许指示灯;

    14-灯丝电源开允许指示灯; 15-触摸显示屏; 16-真空计;

    17-灯丝电源; 18-稳压电源; 19-分子泵电源;

    20-离子泵电源。

    具体实施方式

    本发明提供了一种微波管电子枪膨胀量测量装置,其具有结构简单、可靠性高、测
    量参数齐全等优点,可有效缩短电子枪及微波管的制作周期。

    为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照
    附图,对本发明进一步详细说明。

    在本发明的一个示例性实施例中,提供了一种微波管电子枪膨胀量测量装置。本
    实施例微波管电子枪膨胀量测量装置包括:真空装置、支架、第一陶瓷杆、第二陶瓷杆、读数
    显微镜。电子枪及支架固定于真空装置中,支架置于电子枪聚束极的上方,第一陶瓷杆和第
    二陶瓷杆分别插入支架的两个圆形孔:第一圆形孔和第二圆形孔,其中第二陶瓷杆下方与
    电子枪阴极的中心处接触;读数显微镜置于真空装置的工作台面上,用于记录第一陶瓷杆
    和第二陶瓷杆的位置变化。真空装置包括:真空系统、橡胶密封圈、石英钟罩,电子枪的热子
    与真空系统相连,石英钟罩与橡胶密封圈配合使用并与真空系统之间实现密封的真空连
    接。热子通过真空系统中的电极与电气控制系统连接,电气控制系统对电子枪进行电流和
    电压加载;电气控制系统用于对真空系统内的真空度进行监测,并对真空系统和电子枪进
    行控制。

    图1是本发明实施例电子枪膨胀量测量装置示意图,请参照图1,测量装置包括:石
    英钟罩1、橡胶密封圈9、真空系统8、不锈钢支架4、第一陶瓷杆2、第二陶瓷杆3、读数显微镜
    10。石英钟罩1与橡胶密封圈9配合使用并与真空系统8之间实现密封的真空连接,电子枪包
    括聚束极5、阴极6、热子7,电子枪固定于真空装置中,热子7与真空系统8相连。不锈钢支架4
    包括一个圆形盲孔(第一圆形孔)和一个圆形通孔(第二圆形孔),不锈钢支架4置于电子枪
    聚束极5的上方,第一陶瓷杆2插入不锈钢支架4的圆形盲孔,第二陶瓷杆3插入不锈钢支架4
    的圆形通孔,第二陶瓷杆3下方与阴极6的中心处接触;聚束极的膨胀变化引起不锈钢支架4
    的位置变化并随之带来第一陶瓷杆的位置变化,阴极的膨胀变化引起第二陶瓷杆的位置变
    化,读数显微镜10置于真空系统8的工作台面上,用于记录第一陶瓷杆2和第二陶瓷杆3的位
    置变化。

    第一陶瓷杆2和第二陶瓷杆3均采用热膨胀系数小的氧化铝陶瓷,第一陶瓷杆2的
    下方与不锈钢支架4的圆形盲孔底部接触,第二陶瓷杆3下方通过不锈钢支架4的圆形通孔
    与阴极中心表面处接触。测量前调整读数显微镜10的零位刻度线分别与第一陶瓷杆2和第
    二陶瓷杆3的上方在一条水平线上。

    图2为本发明实施例微波管电子枪膨胀量测量装置中电气控制系统的示意图。请
    参照图2,真空系统8通过控制线路与电气控制系统连接。该电气控制系统是PLC控制系统,
    包括:真空计16、分子泵电源19、稳压电源18、离子泵电源20、灯丝电源17及触摸显示屏15。
    为防止误操作,控制面板上均配有分子泵启动允许指示灯12、离子泵启动允许指示灯13及
    灯丝电源开允许指示灯14。电气控制系统用于对真空系统8内的真空度进行监测,并对电子
    枪进行电流和电压加载。

    利用上述微波管电子枪膨胀量测量装置进行膨胀量测量的方法包括以下具体步
    骤:

    步骤1:将由聚束极5、阴极6和热子7等组成的电子枪及不锈钢支架4固定于真空装
    置中;

    步骤2:将不锈钢支架4置于电子枪聚束极5的上方,其圆形通孔中心与阴极7中心
    对齐;

    步骤3:将第一陶瓷杆2插入不锈钢支架4的圆形盲孔,使第一陶瓷杆2的下方与盲
    孔底部接触,将第二陶瓷杆3插入不锈钢支架4的圆形通孔,使第二陶瓷杆3的下方通过通孔
    与阴极7中心表面处接触。

    步骤4:将石英钟罩1通过橡胶密封圈9与真空系统8实现密封的真空连接;

    步骤5:对真空系统8抽真空,真空计16显示真空度≤3.0×10-4Pa时,旋转灯丝电源
    17的按钮对电子枪加载电流和电压,电流变化范围0-25A。

    步骤6:电子枪加载电流使得阴极6表面被加热,真空系统8中真空度发生变化,真
    空度优于2×10-4Pa时逐步加电流1A~2A,防止真空度过低导致阴极6中毒;

    步骤7:将读数显微镜10置于真空系统8的工作台面上,调整显微镜10零位刻度线
    分别与第一陶瓷杆2和第二陶瓷杆3的上方在一条水平线上,记录第一陶瓷杆2和第二陶瓷
    杆3的上方在电子枪电流增大过程中的高度变化。根据第一陶瓷杆2和第二陶瓷杆3的高度
    变化和两者之间的高度差可以分别计算出阴极、聚束极以及阴极相对于聚束极的膨胀量。

    步骤8:待电子枪膨胀量测量后,将灯丝电流旋钮至“0”,膨胀测量过程结束,关闭
    电气控制系统和真空系统。

    至此,已经结合附图对本实施例微波管电子枪膨胀量测量装置进行了详细描述。
    依据以上描述,本领域技术人员应当对本发明微波管电子枪膨胀量测量装置有了清楚的认
    识。

    综上所述,本发明提供一种微波管电子枪膨胀量测量装置及方法,其具有结构简
    单、测量准确及可靠等优点,可有效缩短微波管电子枪的制作周期,具有较好的推广应用价
    值。

    需要说明的是,在附图或说明书正文中,未绘示或描述的实现方式,均为所属技术
    领域中普通技术人员所知的形式,并未进行详细说明。此外,上述对各元件和方法的定义并
    不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式,本领域普通技术人员可对其进行简
    单地更改或替换,例如:

    (1)读数显微镜可以用其他有刻度的观察设备代替;

    还需要说明的是,本文可提供包含特定值的参数的示范,但这些参数无需确切等
    于相应的值,而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方
    向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向,并非用来限制本
    发明的?;し段?。此外,除非特别描述或必须依序发生的步骤,上述步骤的顺序并无限制于
    以上所列,且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的
    考虑,彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用,即不同实施例中的技术特征可以
    自由组合形成更多的实施例。

    应注意,贯穿附图,相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在以下描述中,
    一些具体实施例仅用于描述目的,而不应该理解为对本发明有任何限制,而只是本发明实
    施例的示例。在可能导致对本发明的理解造成混淆时,将省略常规结构或构造。应注意,图
    中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例,而仅示意本发明实施例的内容。

    以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详
    细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡
    在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保
    护范围之内。

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