專利名稱：一種條紋變像管裝架工裝及裝架方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明方法涉及一種超快診斷技術(shù)設(shè)備，具體涉及條紋相機核心部件條紋變像管的裝配。
背景技術(shù)：
超快現(xiàn)象(持續(xù)時間小于1μ s)廣泛地出現(xiàn)在自然或科學技術(shù)研究中。例如，植物的光合作用過程、超大規(guī)模極成電路所產(chǎn)生的電脈沖、半導(dǎo)體材料載流子壽命、激光材料中的超快光激發(fā)態(tài)馳豫過程、化學反應(yīng)的分子動力學過程、生物材料熒光發(fā)射、激光器產(chǎn)生的超短激光脈沖的持續(xù)時間、強光與物質(zhì)相互作用物理過程等多在皮秒至飛秒量級，甚至于阿秒量級范圍內(nèi)。因此超快現(xiàn)象研究對自然科學、能源、材料、生物、光物理、光化學、激光技術(shù)、強光物理、高能物理等研究及技術(shù)領(lǐng)域具有重要意義。條紋相機能夠同時提供超快過程的一維空間(或光譜)、一維強度和一維時間共三維超快信息。條紋相機作為目前唯一的高時空分辨率的超快現(xiàn)象線性診斷工具，在時間分辨的超快現(xiàn)象研究中發(fā)揮著難以替代的作用。條紋相機主要由輸入光學系統(tǒng)、條紋變像管、圖像增強器及耦合系統(tǒng)、掃描電控、圖像采極及分析等組成。條紋變像管是條紋相機的核心部分，主要由光電陰極、加速系統(tǒng)、聚焦系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和探測系統(tǒng)組成。光電陰極實現(xiàn)被測光束的光電轉(zhuǎn)換；加速系統(tǒng)對包含被測目標信息的電子進行軸向加速；聚焦系統(tǒng)實現(xiàn)對加速后電子束在垂直軸向方向的調(diào)制；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)通過所加電壓實現(xiàn)被測目標時間信息向空間信息轉(zhuǎn)換；探測系統(tǒng)顯示最終的探測結(jié)果，從而完成了整探測過程。本發(fā)明主要針對條紋變像管裝架。條紋變像管由光電陰極、柵極、聚焦極、陽極、熒光屏組成，其結(jié)構(gòu)原理示意圖如圖1。通常條紋變像管裝架完成后的尺寸會與理論設(shè)計空間尺寸產(chǎn)生偏差，造成偏差的原因很多，但主要由零件加工誤差和裝架誤差造成。隨著加工技術(shù)水平的發(fā)展，零件加工都能達到理論要求的精度，因此，裝架誤差則成為最終誤差的主因。目前，此類條紋管的裝架多采用芯軸式胎具，利用電極零件內(nèi)圓定位加電阻點焊裝架固定的方法。此方法存在以下問題:I)由于電極零件較薄(0.5mm),芯軸式胎具與電極的接觸面積僅為小于電極零件的壁厚(0.5mm)，并且要留出胎具取出卸下的間隙，接觸幾乎為環(huán)形線接觸，因此不能保證兩電極零件的同軸度。結(jié)構(gòu)示意圖見圖2，此種結(jié)構(gòu)造成徑向及同軸度偏差過大，難以保證。出現(xiàn)部分偏差狀況見圖3。2)完成裝配后要求胎具輕松取出卸下，分段軸式胎具配合精度不可過緊，造成軸向累積誤差較大。3)裝配及點焊固定全部手工操作，難以保證條紋管裝架的一致性。4)需借助管殼方可進行像質(zhì)測評，經(jīng)常造成人力、物力耗費。從圖1中可以看出，條紋變像管內(nèi)部電極分別與管殼點焊連接，其間先利用內(nèi)部芯軸式胎具作為定位基準來保證最終空間位置。因此，像質(zhì)測評時必須借助管殼支撐來完成。

發(fā)明內(nèi)容
為解決采用目前條紋變像管裝架方法進行條紋管裝配時，裝架誤差大的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種條紋變像管高精度裝架工裝及裝架方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:一種條紋變像管裝架工裝，其特殊之處在于:包括一對相互扣合形成的圓管9、設(shè)置在圓管9兩端的第一端蓋91、第二端蓋90及與圓管同軸設(shè)置的第一定位裝置和第二定位裝置，所述圓管9的內(nèi)壁上設(shè)置有與變像管中電極數(shù)量相等的環(huán)形臺階92，所述環(huán)形臺階92的軸向位置依據(jù)變像管中各電極位置而定，所述環(huán)形臺階的內(nèi)孔和與其相配合的電極匹配，所述圓管9上設(shè)置有至少一個操作孔10 ;所述第一定位裝置和第二定位裝置分別從圓管兩端裝入，所述第一定位裝置包括柵極定位盤93、聚焦極定位盤95及連接?xùn)艠O定位盤93和聚焦極定位盤95的第一中心柱94，所述柵極定位盤93、聚焦極定位盤95分別用于抵住柵極2和聚焦極3，所述第一中心柱94的一端伸出第一端蓋91 ;所述第二定位裝置包括陽極定位盤97及設(shè)置在陽極定位盤中心的第二中心柱96。上述圓管9由兩個半圓管相互扣合形成。上述圓管9上沿圓管徑向方向均勻設(shè)置有三個操作孔10。上述第一中心柱94和第二中心柱96分別與第一端蓋91和第二端蓋90螺紋連接。一種條紋變像管裝架方法，其特殊之處在于:包括以下步驟:I將各電極按照一定的軸向距離連接成同軸電極串；2對同軸電極串進行像質(zhì)測評；

3將像質(zhì)測評合格的電極串與條紋管管殼6進行焊接。所述步驟I具體為:1.1將各電極零件放入相互扣合形成的圓管9中，所述圓管工裝軸向設(shè)置有環(huán)形臺階92;圓管兩端設(shè)置與圓管端蓋螺紋連接的有第一定位裝置和第二定位裝置，旋轉(zhuǎn)第一定位裝置和第二定位裝置使各電極的端部抵在環(huán)形臺階上，從而使電極軸向、徑向固定；1.2通過操作孔10，在各電極上按相同角度點焊封接固定片98 ;所述封接固定片98垂直于圓筒的中心軸線；所述位于同一角度上的封接固定片98的上端平齊，且各封接固定片上端面與圓管中心軸線之間的垂線的中點位于同一直線上；1.3通過操作孔10，用絕緣子99將位于相鄰兩個電極上的封接固定片98連接起來，燒熔絕緣子99，從而使各電極串聯(lián)固定；1.4打開對開式圓管工裝，取出固定好的電極串。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果:1、本發(fā)明的裝架工裝可提高條紋管裝架過程中的位置精度，包括軸向偏差、徑向偏差、同軸度等；減少不可控的工藝環(huán)節(jié)以及手工操作，改善裝架的一致性；提高條紋管制作的效率及成品率。2、本發(fā)明條紋變像管高精度裝架方法，首先完成內(nèi)部電極串的整體組裝，然后將電極串放入真空電子光學光具座進行像質(zhì)測評，像質(zhì)測評時無需與管殼焊接，既節(jié)省了工藝環(huán)節(jié)的時間和人力，又降低管殼材料耗費。3、本發(fā)明條紋變像管高精度裝架方法，利用對開式(兩半)精密圓管工裝，采用電極零件外圓定位后將其利用絕緣子依次固定的方法，完成各筒形電極的同軸及軸向定位，同軸度達到Φ0.05mm，各電極軸向距離偏差小于0.03mm ;解決了目前條紋變像管裝架中同軸度及徑向偏差無法保證的缺點，實現(xiàn)了條紋管高精度裝配。借助高精度加工的精密工裝，使整個裝架的工藝過程簡化，受人為主觀控制的變量減少，工藝更加標準化。


圖1為條紋變像管結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為條紋管裝架芯軸式胎具定位原理圖；圖3為目前裝架方式造成偏差幾種范例示意圖；圖3a表示了胎具與電極零件線接觸可造成的同軸角偏差α，胎具裝卸平穩(wěn)、不能受力要求所留間隙遠大于0.02mm。理論分析，間隙為0.02mm時電極邊沿徑向偏差可超過1.5mm,偏差角度α > 2° ；圖3b表示了胎具與電極零件配合間隙過大，造成電極發(fā)生整體徑向偏移造成徑向偏差Zl ；圖4發(fā)明方法實施工裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明方法實施工藝流程圖；其中:1_陰極、2-柵極、3-聚焦極、4-偏轉(zhuǎn)電極、5-陽極、6-管殼、7-突光屏、8-芯軸胎具、a-定位方式引起同軸度及徑向偏差、」-間隙過大引起的徑向偏差、9-圓管、91-第一端蓋、90-第二端蓋、92-環(huán)形臺階、93-柵極定位盤、94-第一中心柱、95-聚焦極定位盤、96-第二中心柱、97-陽極定位盤、98-固定片、99-絕緣子、10-操作孔。
具體實施例方式圖1所示為條紋變像管的結(jié)構(gòu)圖，包括管殼6，從管殼一端到另一端依次軸向依次焊接有陰極1、柵極2、聚焦極3、偏轉(zhuǎn)電極4、陽極5、熒光屏7。針對這種結(jié)構(gòu)的條紋變像管，本發(fā)明提供一種條紋變像管裝架工裝，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括一對相互扣合形成的圓管9、設(shè)置在圓管9兩端的端蓋91及與圓管同軸設(shè)置的第一定位裝置和第二定位裝置，圓管9的內(nèi)壁上設(shè)置有與變像管中電極數(shù)量相等的環(huán)形臺階92，環(huán)形臺階92的軸向位置依據(jù)變像管中各電極位置而定，環(huán)形臺階92的內(nèi)孔和與其相配合的電極匹配，圓管9上設(shè)置有三個操作孔10 ;第一定位裝置和第二定位裝置分別從圓管兩端裝入，第一定位裝置包括柵極定位盤93、聚焦極定位盤95及連接?xùn)艠O定位盤93、聚焦極定位盤95的第一中心柱94，柵極定位盤93、聚焦極定位盤95分別用于抵住柵極2和聚焦極3，第一中心柱94的一端伸出裝入端端蓋，第二定位裝置包括陽極定位盤97及設(shè)置在陽極定位盤中心的第二中心柱96,第二中心柱96的一端伸出另一端蓋。如圖5所示為本發(fā)明條紋變像管裝架方法流程圖，具體為:1、打開圓管9，將柵極2、聚焦極3、陽極5安裝在圓管中的對應(yīng)環(huán)形臺階處；2、將第一定位裝置和第二定位裝置分別放置在柵極5、聚焦極3、陽極5的中心孔處；3、安裝圓管兩端的端蓋91，調(diào)節(jié)第一定位裝置和第二定位裝置將柵極、聚焦極、陽極軸向定位。
4、在各電極上按相同角度點焊封接固定片98 ;位于同一角度上的封接固定片的上端平齊，且各封接固定片上端面與圓管中心軸線之間的垂線的中點位于同一直線上；5、燒熔絕緣子99，使絕緣子連接位于相鄰兩個電極上的封接固定片，使各電極串聯(lián)；6、打開對開式圓管工裝，取出裝架固定好的電極串；7、對電極串進行像質(zhì)測評；8、將像質(zhì)測評合格的電極串與條紋管管殼進行焊接。本發(fā)明條紋變像管高精度裝架方法，利用圓管工裝，采用電極零件外圓定位后將其利用絕緣子依次固定的方法，完成各筒形電極的同軸及軸向定位，同軸度達到Φ0.05mm,各電極軸向距離偏差小于0.03mm;解決了目前條紋變像管裝架中同軸度及徑向偏差無法保證的缺點，實現(xiàn)了條紋管高精度裝配。借助高精度加工的精密工裝，使整個裝架的工藝過程簡化，受人為主觀控制的變量減少，工藝更加標準化。
權(quán)利要求
1.一種條紋變像管裝架工裝，其特征在于:包括一對相互扣合形成的圓管(9)、設(shè)置在圓管(9)兩端的第一端蓋(91)、第二端蓋(90)及與圓管同軸設(shè)置的第一定位裝置和第二定位裝置，所述圓管(9)的內(nèi)壁上設(shè)置有與變像管中電極數(shù)量相等的環(huán)形臺階(92)，所述環(huán)形臺階(92)的軸向位置依據(jù)變像管中各電極位置而定，所述環(huán)形臺階的內(nèi)孔和與其相配合的電極匹配，所述圓管(9)上設(shè)置有至少一個操作孔(10);所述第一定位裝置和第二定位裝置分別從圓管兩端裝入，所述第一定位裝置包括柵極定位盤(93)、聚焦極定位盤(95)及連接?xùn)艠O定位盤(93)和聚焦極定位盤(95)的第一中心柱(94)，所述柵極定位盤(93)、聚焦極定位盤(95)分別用于抵住柵極(2)和聚焦極(3)，所述第一中心柱(94)的一端伸出第一端蓋(91);所述第二定位裝置包括陽極定位盤(97)及設(shè)置在陽極定位盤中心的第二中心柱(96)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的條紋變像管裝架工裝，所述圓管(9)由兩個半圓管相互扣合形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的條紋變像管裝架工裝，其特征在于:所述圓管(9)上沿圓管徑向方向均勻設(shè)置有三個操作孔(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的條紋變像管裝架工裝，其特征在于:所述第一中心柱(94)和第二中心柱(96)分別與第一端蓋(91)和第二端蓋(90)螺紋連接。
5.一種條紋變像管裝架方法，其特征在于:包括以下步驟: I將各電極按照一定的軸向距離連接成同軸電極串； 2對同軸電極串進行像質(zhì)測評； 3將像質(zhì)測評合格的電極串與條紋管管殼(6 )進行焊接。
所述步驟I具體為:1.1將各電極零件放入相互扣合形成的圓管(9)中，所述圓管工裝軸向設(shè)置有環(huán)形臺階(92);圓管兩端設(shè)置與圓管端蓋螺紋連接的有第一定位裝置和第二定位裝置，旋轉(zhuǎn)第一定位裝置和第二定位裝置使各電極的端部抵在環(huán)形臺階上，從而使電極軸向、徑向固定；1.2通過操作孔(10)，在各電極上按相同角度點焊封接固定片(98);所述封接固定片(98)垂直于圓筒的中心軸線；所 述位于同一角度上的封接固定片(98)的上端平齊，且各封接固定片上端面與圓管中心軸線之間的垂線的中點位于同一直線上；1.3通過操作孔(10)，用絕緣子(99)將位于相鄰兩個電極上的封接固定片(98連接起來，燒熔絕緣子(99)，從而使各電極串聯(lián)固定；1.4打開對開式圓管工裝，取出固定好的電極串。
全文摘要
一種條紋變像管裝架工裝，包括一對相互扣合形成的圓管、設(shè)置在圓管兩端的第一端蓋、第二端蓋及與圓管同軸設(shè)置的第一定位裝置和第二定位裝置，圓管的內(nèi)壁上設(shè)置有與變像管中電極數(shù)量相等的環(huán)形臺階，環(huán)形臺階的軸向位置依據(jù)變像管中各電極位置而定，環(huán)形臺階的內(nèi)孔和與其相配合的電極匹配。本發(fā)明的裝架工裝可提高條紋管裝架過程中的位置精度，包括軸向偏差、徑向偏差、同軸度等；減少不可控的工藝環(huán)節(jié)以及手工操作，改善裝架的一致性；提高條紋管制作的效率及成品率。
文檔編號H01J29/04GK103077873SQ20121059243
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者盧裕, 田進壽, 王俊鋒, 張鐵, 徐向晏, 王超, 曹希斌, 段東平 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所