[发明专利]电子束扫描控制系统及与其配套使用的电子束加速电源和电子束熔炼炉

说明书

本发明公开了一种电子束扫描控制系统及与其配套使用的电子束加速电源和电子束熔炼炉，本发明的电子束扫描控制系统包括正交振荡器、用于将正弦波变换为梯形波的两个梯形波变换模块、满幅发生模块、两个功率放大器和线圈组，两个梯形波变换模块分别连接在正交振荡器的输出端；满幅发生模块的两个输入端分别连接有一个满幅选择开关；两个功率放大器的输入端分别连接有一个扫描选择开关。本发明的电子束扫描控制系统采用恒定频率，并通过改变信号的电压幅度来改变扫描幅度，并通过改变信号的波形来实现电子束的扫描方式，使得电子束扫描的稳定性高、可靠性高，同时也扩展了电子束的功能和使用范围。

技术领域

本发明涉及一种电子束扫描控制系统及与其配套使用的电子束加速电源和电子束熔炼炉。

背景技术

目前，作为制备与加工难熔金属的核心技术之一，电子束技术已在高熔点金属的精炼、提纯及难熔金属的回收再利用等领域得到了广泛应用，并将不断涉足航空航天、国防军工以及核工业等各个领域中，电子束加热技术是在高真空条件下利用高速运动的电子能转换成热能的一种加热技术，在真空条件下利用材料电子热发射在加速电场的作用下，电子产生定向运动，通过聚焦形成电子束，当高能电子束轰击到所需加热的金属靶时，高能电子束与所需加热金属靶发生碰撞，将电子动能转换为热能，由于电子束功率密度大，使金属靶温度瞬时升高熔化，材料过热温度高，分解、脱气、脱氧、低熔点杂质快速挥发，从而达到精炼提纯、铸锭的目的。但现有的电子束扫描方式单一、不易改变，扫描轨迹也不稳定，且在电子束加速电源工作的过程中，由于熔炼材料的放气，使电子枪真空度下降，容易造成短路、放电，对电源造成很大冲击，使得电源不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电子束扫描控制系统及与其配套使用的电子束加速电源和电子束熔炼炉，本发明的电子束扫描控制系统采用恒定频率，并通过改变信号的电压幅度来改变扫描幅度，并通过改变信号的波形来实现电子束的扫描方式，使得电子束扫描的稳定性高、可靠性高，同时也扩展了电子束的功能和使用范围。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电子束扫描控制系统，它包括：

用于产生相位相差90°、同频率的两路正弦波的正交振荡器；

用于将正弦波变换为梯形波的两个梯形波变换模块，两个梯形波变换模块分别连接在正交振荡器的输出端，以便通过两个梯形波变换模块将两路正弦波变换为相互对称的两路梯形波；

满幅发生模块，所述满幅发生模块的两个输入端分别连接有一个满幅选择开关，所述满幅选择开关包括满幅公共接线端、圆满幅扫描接线端和方满幅扫描接线端，所述满幅公共接线端与满幅发生模块的输入端相连，所述圆满幅扫描接线端与正交振荡器的输出端相连，所述方满幅扫描接线端与梯形波变换模块的输出端相连；

两个功率放大器，两个功率放大器的输入端分别连接有一个扫描选择开关，所述扫描选择开关包括扫描公共接线端、圆扫描接线端、方扫描接线端和满幅扫描接线端，所述扫描公共接线端与功率放大器的输入端相连，所述圆扫描接线端与正交振荡器的输出端相连，所述方扫描接线端与梯形波变换模块的输出端相连，所述满幅扫描接线端与满幅发生模块的输出端相连；

线圈组，所述线圈组包括水平线圈和垂直线圈，所述水平线圈与一个功率放大器的输出端相连，所述垂直线圈与另一个功率放大器的输出端相连，以便当扫描公共接线端连接圆扫描接线端时，所述线圈组产生的磁场驱动电子束进行圆扫描；当扫描公共接线端连接方扫描接线端时，所述线圈组产生的磁场驱动电子束进行方扫描；当扫描公共接线端连接满幅扫描接线端且所述满幅公共接线端连接圆满幅扫描接线端时，所述线圈组产生的磁场驱动电子束进行圆满幅扫描；当扫描公共接线端连接满幅扫描接线端且满幅公共接线端连接方满幅扫描接线端时，所述线圈组产生的磁场驱动电子束进行方满幅扫描。