[发明专利]一种微波管电子枪膨胀量测量装置及方法

说明书

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。