[发明专利]一种利用机械调谐测量电子束流直径的方法

说明书

本发明公开一种利用机械调谐测试电子束流直径的方法，所用设备包括电子束发射系统、电子束收集系统、真空陶瓷外壳、排气系统、微调系统、电流表，电子束发射系统发射的电子被电子束收集极收集，由电流表、电子束收集极及大地之间构成的回路中有电流流过，电流表显示数字，屏蔽片在移动过程中遮挡电子，被遮挡电子的数量与电流表读数成成线性关系，当电子束全部被屏蔽片遮挡后，电流表读数饱和，不在变化。通过电流表出现读数及电流表读数不在随屏蔽片移动而变化时，刻度盘前后的刻度差就是电子束直径。有益效果：测试过程简便，可重复多次测试；测试精度达到0.02mm，对电真空器件的研究具有重要的意义。

技术领域

本发明属于物理电子技术应用领域，具体来说，是涉及一种利用机械调谐测试电子束流直径的方法。

背景技术

各类电真空器件如X射线管、显像管、行波管等工作时，内部电子束流密度及直径对器件电学参数具有很大的影响。就X射线管而言，集中朝着大功率和小焦点发展，小的焦点可以使扫描图像更加清晰，这就要求从阴极发出的电子束具有很小的直径，因此研究与应用过程中，需要准确测试电子束流直径。如果在大气环境中直接利用感光片成像法测试电子束流直径，测试结果将受到空气中各种粒子的散射影响，如果将感光片直接植入真空系统进行测试，后续还需要破坏真空环境才能读出电子束流直径大小，使得测试方法比较复杂。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种准确便捷的、利用机械调谐测量电真空器件电子束流直径的装置。该装置可以多次测量同一电子束发射系统发射的电子束流直径大小，这对于电真空器件特别是带状电子注器件的研究具有重要作用。

本发明采用如下技术方案：一种利用机械调谐测试电子束流直径的方法，所用设备包括电子束发射系统、电子束收集系统、真空陶瓷外壳、排气系统、微调系统、电流表，所述电子束发射系统、电子束收集系统分别固定在真空陶瓷外壳相对的两端，排气系统、微调系统连接于真空陶瓷外壳；所述电子束收集系统有电子束收集极、散热片，散热片固定于电子束收集极外表面，电子束收集极前面在真空陶瓷外壳内并且与电子束发射系统的发射枪相对设置，电子束收集极连接电流表的正极，电流表的负极接地；所述排气系统是在真空陶瓷外壳开一个排气孔，排气孔接通排气管，排气管上端固定有排气管法兰，排气管法兰用来连接真空泵的抽气管；所述微调系统包括调谐引出筒，弹性管组件和刻度盘，微调系统接地，调谐引出筒侧壁与真空陶瓷外壳气密性连接，弹性管组件包括固定套、弹性管、调谐螺杆、屏蔽片、T型连接杆，屏蔽片经过调谐引出筒伸入真空陶瓷外壳内，屏蔽片固定在T型连接杆端头，固定套是一侧有底、一侧敞口的筒形，T型连接杆有凸缘，凸缘上固定连接弹性管的一端，弹性管的另一端固定连接固定套的底面，固定套固定连接调谐引出筒将调谐引出筒一端封闭，调谐螺杆下部穿过固定套的底进入弹性管内部且端面与T型连接杆顶触，刻度盘包括轴向刻度筒和径向刻度筒两部分，轴向刻度筒与固定套固定在一起，径向刻度筒套接轴向刻度筒，径向刻度筒有内螺纹，径向刻度筒的内螺纹与调谐螺杆的外螺纹相配合；测量时将排气系统与真空抽气机相连通，对真空陶瓷外壳进行排气，待内部真空度达到1×10^-7Pa以上，将排气系统从真空抽气机上封离，将电流表正极接在电子束收集极上，负极接地，接通电子束发射系统高压源，缓慢旋转径向刻度筒至电流表出现读数，记录刻度盘刻度值，继续缓慢旋转径向刻度筒，观察电流表至电流表指针停止偏转时再次记录刻度盘刻度值，电子束流直径即为前后两次刻度差的绝对值。

所述调谐螺杆的外螺纹的螺距为1.0mm，径向刻度筒的内螺纹的螺距为1.0mm的，径向刻度筒被等分成50个分格，刻度盘最小刻度为0.02mm。

所述真空陶瓷外壳是95%Al₂O₃陶瓷材料。

所述弹性管是镍铜合金材料，屏蔽片是无磁合金材料。

所述散热片散热片是利用导电胶粘结在电子束收集极外表面的金属薄片，粘结后在80℃以下进行烘干，所述的金属薄片是无氧铜材料。