一种真空电子发生器及调节方法与流程

本发明涉及电子发生器，具体涉及一种真空电子发生器及调节方法。

背景技术：

1、真空电子发生器是加速管的重要组成部件之一。真空电子发生器所提供电子注的质量直接影响着加速管的性能好坏，其使用寿命也直接限制着加速管的寿命。

2、传统真空电子发生器常采用皮尔斯型结构，一般主要由阴极、聚焦极和阳极组成。阴极常采用热阴极，即通过加热丝加热，使阴极材料达到较高的温度，从而使材料中的电子能够克服溢出功、到达阴极表面，成为带负电荷的自由电子；在阴极和阳极之间施加一正向电压，使阴极电势低、阳极电势高，就可以使阴极表面的自由电子向阳极加速移动；阳极中间有一个开口，名为阳极孔，电子通过这个阳极孔被发射出来或注入其他真空器件，以供使用；聚焦极的电位通常等于或接近阴极电位，用以修正阴极表面附近的电场，使阴极发射电子的轨迹沿着阴极发射面的曲率半径，形成具有一定形状的电子注，并通过阳极孔发射出去。

3、然而，对于传统真空电子发生器，因为发生器内电极位置和几何结构不可调整，因此，电子发生器工作时，如果所使用的外部电源参数一定，则电子发生器发射电子注的电流大小、电子注腰压缩比、电子注腰位置亦不可调节，限制了电子发生器的使用效果；电子发生器研制过程中的装配误差或工作过程中发热形变引起的机械误差也不能得到恰当的修正，可能导致电子发生器性能得不到较好的发挥，甚至可能影响电子发生器研制的成品率。

4、同时，传统的加速管用电子枪一般通过两种方法改变电子枪的发射电流大小，一种是通过直接改变阴阳极之间的电压来实现发射电子注电流大小的调节，这种方法的改变量通常是注入电压的几到十几分之一；另一种是通过在阴极表面附近增加一个栅极并通过改变该栅极电压来控制发射电子注电流大小，这种方法的改变量通常是注入电压的十几到几百分之一。这两种方法，前者在改变发射电流大小的同时，会引起发射电流的电子能量会随着阴阳极之间的电压改变产生明显变化，导致该发射电子注入加速管后可能会引起剧烈相变和加速不稳，对加速管的稳定工作不利；后者虽对发射电流的电子能量改变不大，但需要额外增加一个可调栅极电源为栅极供电，还会使得系统控制变得更为复杂。

5、因此，现有技术有待于进一步发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种真空电子发生器及调节方法，以解决相关技术中真空电子发生器的参数不方便调节的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：提供了一种真空电子发生器，包括:壳体；阳极部件，与壳体连接；阴极部件，在壳体内可移动地设置，阴极部件与阳极部件相对应地设置；驱动组件，驱动组件包括与壳体相对可移动地连接的驱动部件，驱动组件与阴极部件连接；波纹管，波纹管可伸缩地设置，波纹管的一端与壳体连接，波纹管的另一端与驱动组件连接；波纹管、壳体以及阳极部件围成真空腔；阴极部件位于真空腔内。

3、进一步地，壳体包括定位件，定位件内具有移动通道，移动通道与真空腔连接；移动部件包括与波纹管连接的移动端面和连接套，连接套上插设有托管，托管穿设在移动通道内，托管远离连接套的一端设置有安装槽，阴极部件安装在安装槽内。

4、进一步地，真空电子发生器还包括：聚焦部件，聚焦部件插设在移动通道内，聚焦部件内具有聚焦通道，托管穿设在聚焦通道内，聚焦部件远离波纹管的一端设置有聚焦极，聚焦极环绕阴极部件设置。

5、进一步地，壳体包括：绝缘陶瓷，绝缘陶瓷的一端与定位部件远离波纹管的端面连接，绝缘陶瓷的另一端连接有连接片，阳极部件固定在连接片上，真空腔位于绝缘陶瓷内；固定部件，固定部件与定位部件远离绝缘陶瓷的端面连接，固定部件内具有移动腔，波纹管设置在移动腔内。

6、进一步地，固定部件包括套设在定位部件上的固定座和与固定座连接的固定套，固定套环绕移动腔设置，壳体包括：底座，底座套设在固定套上，底座内设置有限位槽，移动部件安装在限位槽内，限位槽的槽底与固定套之间具有限位通道，移动部件在移动通道内可移动地设置；底座内设置有驱动通道，驱动通道位于波纹管远离真空腔的一侧，驱动通道贯穿底座。

7、进一步地，移动部件具有与波纹管抵接的移动端面，移动端面上设置有第一焊料槽，第一焊料槽凹陷于移动端面设置；固定部件具有与波纹管远离移动端面的一端抵接的固定端面，固定端面上设置有第二焊料槽，第二焊料槽凹陷于移动端面设置。

8、进一步地，移动部件包括：移动盘，移动端面设置在移动盘上，移动盘上设置有贯穿移动盘设置的定向槽，底座上设置有导向柱，导向柱穿设在定向槽内；与移动盘连接的连接柱，连接柱向着移动盘远离波纹管的一侧沿伸，连接柱穿设至驱动通道的外部，连接柱的外表面上设置有刻度尺，刻度尺环绕连接柱设置。

9、进一步地，驱动组件包括螺杆转子，螺杆转子与外壳相对可转动地连接，螺杆转子上设置有螺杆部；移动部件包括螺套，螺套与螺杆部螺纹连接，通过转动螺杆转子，带动移动部件移动。

10、进一步地，真空电子发生器还包括端盖，端盖与外壳连接；其中，端盖与外壳之间具有转槽，螺杆转子具有插设在转槽内的转动凸缘，转动凸缘与外壳以及端盖均滑动连接；端盖上设置有定位孔，定位孔与螺杆转子相对应地设置，以通过向定位孔内穿设限位件，使限位件与螺杆转子抵接，从而锁定螺杆转子的位置。

11、一种调节方法，适用于上述的真空电子发生器，调节方法包括：通过阳极部件上的发射孔向外壳内部观察，判断阴极部件的位置是否位于预设位置；控制驱动组件，驱动阴极部件移动，直至阴极部件到达预设位置。

12、有益效果：

13、1、本发明的真空电子发生器在不考虑空间电荷效应的情况下，基本不会引起发射电流的电子能量改变，不会引起剧烈相变和加速不稳，从而避免了对加速管的稳定工作产生显著不利影响。

14、2、本发明的真空电子发生器通过利用阴极位置调节机构即可改变电流，较传统的调节阴阳极电压方法可以实现更大范围的调节，较传统的调栅极方法更简单易行，不需要增加额外电源，系统控制也相对简单。

15、3、本发明的真空电子发生器既可实现发射电子注电流大小的有效调节，还可以同时实现发射电子注注腰尺寸的有效调节。

16、4、本发明的真空电子发生器在高性能加速管、加速器研制方面、特别是小焦点工业用加速器研制方面，具有实际意义，本发明用作同一加速管的电子发生器，可以提供不同电流强度的电子注进行加速，从而实现不同的加速器x射线剂量率输出，或提供不同注腰的电子注进行加速，以获得不同的x射线焦点尺寸，同时能够确保加速管中的真空度不会被破坏。本发明在加速管、加速器中的应用，将能有效提升加速管、加速器的工作性能，并拓展其应用范围。

技术特征：

1.一种真空电子发生器，其特征在于，包括:

2.根据权利要求1所述的真空电子发生器，其特征在于，所述壳体(100)包括定位部件(1)，所述定位部件(1)内具有移动通道(5)，所述移动通道(5)与所述真空腔(20)连接；移动部件(3),包括与所述波纹管(13)连接的移动端面(35)和连接套(31)，所述连接套上插设有托管(4)，所述托管(4)穿设在所述移动通道(5)内，所述托管(4)远离所述连接套(31)的一端设置有安装槽，所述阴极部件(9)安装在所述安装槽内。

3.根据权利要求2所述的真空电子发生器，其特征在于，所述真空电子发生器还包括：

4.根据权利要求2所述的真空电子发生器，其特征在于，所述壳体(100)包括：

5.根据权利要求4所述的真空电子发生器，其特征在于，所述固定部件(10)包括套设在所述定位部件(1)上的固定座(101)和与固定座(101)连接的固定套(102)，所述固定套(102)环绕所述移动腔(2)设置，所述壳体(100)包括：

6.根据权利要求5所述的真空电子发生器，其特征在于，所述移动部件(3)具有与所述波纹管(13)抵接的移动端面(35)，所述移动端面(35)上设置有第一焊料槽(311)，所述第一焊料槽凹陷于所述移动端面(35)设置；所述固定部件(10)具有与所述波纹管(13)远离所述移动端面(35)的一端抵接的固定端面(34)，所述固定端面(34)上设置有第二焊料槽(341)，所述第二焊料槽凹陷于所述移动端面(35)设置。

7.根据权利要求5所述的真空电子发生器，其特征在于，所述移动部件(3)包括：

8.根据权利要求1所述的真空电子发生器，其特征在于，所述驱动组件(200)包括驱动部件(11)，所述驱动部件(11)与所述壳体(100)相对可转动地连接，所述驱动部件(11)上设置有螺杆部(111)；所述移动部件(3)包括螺套(36)，所述螺套(36)与所述螺杆部(111)螺纹连接，通过转动所述驱动部件(11)，带动所述移动部件(3)移动。

9.根据权利要求8所述的真空电子发生器，其特征在于，所述真空电子发生器还包括端盖(103)，所述端盖(103)与所述壳体(100)连接；其中，

10.一种调节方法，适用于权利要求1至9中任一项所述的真空电子发生器，其特征在于，所述调节方法包括：

技术总结本发明提供了一种真空电子发生器及调节方法，真空电子发生器包括:壳体；阳极部件，与壳体连接；阴极部件，在壳体内可移动地设置，阴极部件与阳极部件相对应地设置；驱动组件，驱动组件包括与壳体相对可移动地连接的驱动部件，驱动组件与阴极部件连接；波纹管，波纹管可伸缩地设置，波纹管的一端与壳体连接，波纹管的另一端与驱动组件连接；波纹管、壳体以及阳极部件围成真空腔；阴极部件位于真空腔内，解决了相关技术中真空电子发生器的参数不方便调节的技术问题。技术研发人员：柏伟,马国武,宋睿,孙迪敏,张鲁奇,蒋艺,姚徐,龚胜刚,张明君,何友辉,许修远,王志军,余善聚受保护的技术使用者：中国工程物理研究院应用电子学研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/29