[发明专利]一种谐振腔轴向电场测量装置以及测量方法

说明书

本发明公开了一种谐振腔轴向电场测量装置以及测量方法，该装置包括机械结构部分和测量控制部分，机械结构部分包括主体框架、滑轮、驱动结构、牵引线以及微扰体，测量控制部分包括激励模块、环境监测模块以及分析模块，微扰体位于处于竖直状态的牵引线上，通过滑轮驱动牵引线移动，保证微扰体在被测谐振腔的中心线上移动，通过激励模块向被测谐振腔发射激励信号，并采集微扰体位于不同位置时反馈信号，获得微扰体位于不同位置时谐振腔的谐振频率，根据微扰体位于不同位置时谐振腔的谐振频率和当前环境下谐振腔的谐振频率获得当前位置的谐振腔电场强度。本装置通过保证微扰体运动轨迹与被测谐振腔中心线的同轴度，提高电场强度精确度。

技术领域

本发明属于电子直线加速器领域，更具体地，涉及一种谐振腔轴向电场测量装置以及测量方法。

背景技术

电子直线加速器不仅用于高能物理等基础科学研究，还在民用领域有广泛的应用。医学上，目前在世界各国已经有不同能量的医用直线加速器在运行，对肿瘤进行放射治疗。在工业领域，电子直线加速器可用于工业探伤和辐照加工。在农业领域，尤其是在食品的辐照加工以及良种的培育方面，电子直线加速器得到了广泛的应用。

谐振腔体是直线加速器中的关键部分，微波功率馈入后在谐振腔体内部激发电场，进而加速电子。因此在安装谐振腔体前，对谐振腔体的谐振频率的测量，及测量其轴向电场曲线与谐振频率是否与仿真设计相一致具有十分重要的意义。由于腔体是一个封闭结构，无法直接测量其内部电场轴向强度分布。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种谐振腔轴向电场测量装置以及测量方法，其目的在于解决现有的测量装置无法保证测量探头与谐振腔的同轴度而导致轴向电场测量不准确的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种谐振腔轴向电场测量装置，包括：第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、牵引线、主体框架、微扰体、激励模块、驱动结构、环境监测模块以及分析模块；

主体框架设有上横梁和下底座，上横梁和下底座平行设置，下底座上表面和上横梁下表面均设有导轨，驱动结构安装于下底座上，第一滑轮与驱动结构连接，第二滑轮位于下表面上导轨上，第三滑轮和第四滑轮位于上横梁下表面上的导轨上，且第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和第四滑轮位于同一平面；第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和第四滑轮通过呈环形的牵引线连接；

第二滑轮和第四滑轮之间竖直放置的牵引线位于待测谐振腔的中心线上，微扰体固定于第二滑轮和第四滑轮之间的牵引线上，用于改变待测谐振腔内谐振频率同时不破坏待测谐振腔内场强分布；驱动结构用于驱动第一滑轮转动进而带动牵引线移动，使微扰体沿着谐振腔中心线移动，保证微扰体运动轨迹与待测谐振腔中心线的同轴度；

激励模块用于产生激励信号并采集微扰体位于不同位置的反馈信号，激励信号作用于待测谐振腔上使谐振腔谐振；

环境监测模块用于监测环境信息；

分析模块，其第一输入端与激励模块的输出端连接，其第二输入端与环境监测模块的输出端连接，用于根据微扰体位于不同位置的反馈信号和环境信息获得待测谐振腔内轴向场强。

优选地，在主体框架的下底座上设有多个螺纹孔，用于调节驱动结构的位置，使得第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和第四滑轮位于同一平面。

优选地，谐振腔轴向电场测量装置还包括张紧轮，安装于驱动结构上；呈环形的牵引线套于张紧轮上，张紧轮用于提高牵引线与各个滑轮之间的摩擦力。

优选地，分析模块包括：

参数转化单元，其输入端作为分析模块的输出端连接，用于根据标准真空状态下谐振频率和环境信息获得当前环境下谐振频率；以及