專(zhuān)利名稱(chēng)：電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，是對(duì)電子加速器輸出電子束流強(qiáng)度，能譜分布與掃描均勻度進(jìn)行綜合測(cè)量的裝置，尤其是其中參數(shù)量數(shù)據(jù)采集裝置。
背景技術(shù)：
本實(shí)用新型涉及的電子加速器是一種將電子加速到接近光速，然后經(jīng)加速器掃描輸出窗(俗稱(chēng)鈦窗)向待輻照物照射的設(shè)備。鈦窗的輸出束流也即電子加速束流的強(qiáng)度、能譜分布情況與掃描均勻度直接影響著被輻照物的輻照效果，而加速器掃描輸出窗外的電子束，其所包含的電子的射線(xiàn)除在鈦窗軸線(xiàn)處是直線(xiàn)外，在不同的位置因掃描偏轉(zhuǎn)的關(guān)系在平面上的入射角度不是一致的，電子加速器設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中技術(shù)性能難免產(chǎn)生緩慢的漂移和變化，因此需要有一種在不停機(jī)情況下隨時(shí)接入測(cè)量加速器輸出束流參數(shù)的裝置。目前用于工業(yè)輻照的電子直線(xiàn)加速器，對(duì)輸出束流、束流能譜和掃描均勻度的測(cè)試是比較不方便的。其中測(cè)量束流能譜的現(xiàn)有技術(shù)主要是通過(guò)測(cè)量電子束在三位水箱、楔形或臺(tái)階形鋁塊或聚苯乙烯中電子的射程來(lái)推導(dǎo)的，不能直接獲得輻照的電子束流的相關(guān)信息。后有中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)“監(jiān)測(cè)電子束能量的方法和裝置以及輻照系統(tǒng)和方法”(公開(kāi)號(hào)101435875)公開(kāi)了“一種用于監(jiān)測(cè)電子束能量的裝置，該用于監(jiān)測(cè)電子束能量的裝置包括第一層電子吸收板和第二層電子吸收板，所述第一層電子吸收板和第二層電子吸收板之間相互絕緣，并且所述第一層電子吸收板用于接受電子束的輻照而第二層電子吸收板用于接受沒(méi)有被所述第一層電子吸收板吸收的、從所述第一層電子吸收板射出的電子束的輻照，以便通過(guò)吸收電子束在所述第一層電子吸收板和第二層電子吸收板中累積電荷；以及轉(zhuǎn)換裝置，用于將第一層電子吸收板和第二層電子吸收板中累積的電荷轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?！奔匆詫⑽瞻迳侠鄯e的電荷所轉(zhuǎn)換的電信號(hào)來(lái)反映電子束能量，但一是該裝置檢測(cè)參數(shù)單一，二是該裝置是安裝在鈦窗邊緣的，不能真實(shí)地反映電子加速器的輻照電子束流能量。另有中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利ZL200610022181.3 “電子束掃描均勻性測(cè)量系統(tǒng)”中是“數(shù)據(jù)采集裝置包括金屬格柵、測(cè)量板、數(shù)據(jù)采集器；金屬格柵由框架和格柵齒組成；其連接關(guān)系是，數(shù)個(gè)格柵齒按一定間距設(shè)置在金屬格柵的框架上測(cè)量板為一平板，測(cè)量板上設(shè)置有對(duì)應(yīng)金屬格柵的螺孔，金屬格柵通過(guò)穿過(guò)連接螺孔的螺釘與測(cè)量板連接，金屬格柵與測(cè)量板之間設(shè)置有絕緣墊片；測(cè)量板的測(cè)量引出信號(hào)線(xiàn)與數(shù)據(jù)采集器連接。”但其中金屬格柵是金屬框與金屬柵齒(棒)連接而成的，且它的作用是在測(cè)量板前吸收電子束以阻擋電子束不掃描到測(cè)量板，這使測(cè)量板上對(duì)電子束的接收因是否有金屬格柵阻擋而形成波，系統(tǒng)則用該波信號(hào)分析電子束掃描的均勻性。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述不足，本實(shí)用新型就是要提供一種綜合測(cè)量電子加速器輸出束流、能譜與掃描均勻度的電子加速器束流輸出參數(shù)的測(cè)量裝置。[0004]本實(shí)用新型提供的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，有多層相互平行的電子吸收板、電子吸收棒，各電子吸收板與加速器掃描輸出窗軸線(xiàn)垂直并絕緣于其他零部件；所說(shuō)電子吸收板的長(zhǎng)與寬大于加速器掃描輸出窗的長(zhǎng)與寬，電子吸收板總厚度大于完全截獲加速器輸出的電子束所需要的厚度；所說(shuō)電子吸收棒有多根且每根絕緣于其他零部件，各電子吸收棒是有相同的矩形截面的柱形零件，電子吸收棒平行地排列在電子吸收板與加速器掃描輸出窗之間并與電子吸收板平行的平面上，電子吸收棒各以同一寬度的側(cè)面與所在位置的電子射線(xiàn)方向垂直，電子吸收棒的長(zhǎng)度大于加速器掃描輸出窗的寬度且電子吸收棒的長(zhǎng)度方向與加速器掃描輸出窗的寬度方向平行，電子吸收棒沿其所在位置的電子射線(xiàn)方向的厚度大于完全截獲加速器輸出的電子束所需要的厚度；各電子吸收板、電子吸收棒分別經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)連接到電流計(jì)量裝置；所說(shuō)電子吸收棒及電子吸收板絕緣地安裝在上口無(wú)遮攔的殼體中。本實(shí)用新型提供的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，根據(jù)攜帶一定能量的電子在一定密度的物質(zhì)中穿越路徑的相對(duì)關(guān)系，采用可以布滿(mǎn)整個(gè)加速器掃描輸出窗的多層互相絕緣的電子吸收板，且電子吸收板的總厚度足夠截獲加速器輸出的電子束流。測(cè)量時(shí)將電子吸收板隨殼體置于加速器掃描輸出窗之前，通過(guò)測(cè)量各層電子吸收板上對(duì)地電流， 計(jì)算出各層電子吸收板上截獲的對(duì)應(yīng)能量段的電子數(shù)，根據(jù)各塊板的電流分布情況可以判斷加速器輸出束流的能譜分布情況。又有相同矩形截面的多個(gè)電子吸收棒被設(shè)置于電子吸收板與鈦窗之間的同一平面上，且各電子吸收棒以一側(cè)面相對(duì)于電子束射線(xiàn)方向垂直，即各電子吸收棒截獲電子束的能力相同，則根據(jù)各電子吸收棒的電流分布情況即可判斷加速器輸出束流的掃描均勻性。同時(shí)電子吸收棒在電子射線(xiàn)方向上的厚度足以完全截獲加速器輸出的射向電子吸收棒的電子束流，沒(méi)有經(jīng)過(guò)電子吸收棒減弱的電子到達(dá)電子吸收板，從而使電子吸收棒的設(shè)置對(duì)各層電子吸收板的影響相同，不會(huì)影響對(duì)加速器輸出束流的能譜分布情況的判斷。各層電子吸收板及各電子吸收棒所產(chǎn)生的電流之和就是加速器輸出束流的總量。比較各電子吸收棒所產(chǎn)生的電流值即可反映電子加速器輸出束流的掃描均勻度。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將電子束能量測(cè)量及掃描均勻度測(cè)量綜合在一起，可以同時(shí)測(cè)定加速器輸出束流的總量、能譜分布情況、掃描均勻性，簡(jiǎn)化了電子束輸出參數(shù)測(cè)量所需設(shè)備與裝置。克服了現(xiàn)有技術(shù)中電子束能量的測(cè)量和電子束掃描均勻度的測(cè)量需要有不同的裝置，從而為了測(cè)量一次設(shè)備的輸出參數(shù)需要的設(shè)備和裝置以及測(cè)量過(guò)程比較復(fù)雜的不足。所說(shuō)電子吸收板各層之間的距離相等；電子吸收板為鋁板，層數(shù)不少于8層。所說(shuō)電子吸收棒的排列間距相等；電子吸收棒為正方形截面的鋁棒，數(shù)量不少于 12根。本實(shí)用新型提供的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，所說(shuō)殼體一側(cè)安裝有搖臂，搖臂經(jīng)搖臂軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，搖臂的搖動(dòng)范圍兩端分別是將殼體置于加速器掃描輸出窗之前和殼體完全脫離加速器掃描輸出窗之前區(qū)域。即本實(shí)用新型采用遠(yuǎn)動(dòng)控制，需要測(cè)量時(shí)將該測(cè)量裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到掃描窗之前擋住全部輸出束流，測(cè)量完后可以馬上移開(kāi)使加速器設(shè)備投入正常作業(yè)，方便快捷。所說(shuō)加速器掃描輸出窗水平向下安裝，所說(shuō)驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)定位板固定在加速器掃描輸出窗體一側(cè)壁上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸經(jīng)減速機(jī)構(gòu)連接搖臂軸，有L形搖臂一端固定在搖臂軸上，所說(shuō)殼體側(cè)壁固定在搖臂另一端，電機(jī)電源線(xiàn)上安裝有控制裝置，控制裝置中有轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制開(kāi)關(guān)和限位開(kāi)關(guān)，搖臂搖動(dòng)兩端的限位開(kāi)關(guān)的觸發(fā)點(diǎn)觸發(fā)位置分別是電子吸收板在掃描輸出窗前并相平行的位置和殼體完全脫出掃描輸出窗前的位置。經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制開(kāi)關(guān)控制電機(jī)倒順轉(zhuǎn)使電機(jī)驅(qū)動(dòng)搖臂上下?lián)u動(dòng)，并當(dāng)電子吸收板平行地位于加速器掃描輸出窗之前或依搖臂軸向外轉(zhuǎn)動(dòng)180°時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的示意圖，圖2為圖1中區(qū)域I的放大圖，圖3為圖1的左視圖，圖4是圖3中測(cè)量裝置相對(duì)加速器掃描輸出窗折起的狀態(tài)圖，圖中1-加速器掃描輸出窗體，2-定位板，3-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，4-搖臂軸，5-搖臂，6-殼體，7-電子吸收棒，8-電子吸收板，9-絕緣套，10-螺栓。
具體實(shí)施方式
一臺(tái)額定輸出電子束能量為IOMeV電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，是一電子加速器輸出束流、能譜與掃描均勻度綜合測(cè)量裝置，包括測(cè)量數(shù)據(jù)采集器及其控制機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1、2、3、4所示。測(cè)量數(shù)據(jù)采集器有殼體6、電子吸收棒7和電子吸收板8。殼體的上口敞開(kāi)，其長(zhǎng)和寬大于被測(cè)電子加速器掃描輸出窗的長(zhǎng)和寬。殼體最上層經(jīng)陶瓷絕緣墊按殼體的寬度方向安裝一排12支電子吸收棒，電子吸收棒是邊長(zhǎng)為30mm的正方形截面的鋁棒，鋁棒中一個(gè)側(cè)面垂直于該鋁棒在測(cè)量時(shí)位置上的電子射向。各鋁棒軸線(xiàn)在同一平面上，并均勻布置。鋁棒所在平面下安裝8層電子吸收板，電子吸收板為厚4mm的鋁板。殼體底板上四角各安裝一螺栓，每個(gè)螺栓10上先套一個(gè)陶瓷絕緣套9再裝一片鋁板，直到裝齊全部鋁板。各絕緣套規(guī)格一致并由大小直徑的兩個(gè)圓柱形套組成，鋁板上孔與小徑圓柱形套的外徑間隙配合，用來(lái)隔離鋁板和螺栓，大徑的圓柱形套則用來(lái)隔離兩層鋁板。各電子吸收棒及電子吸收板各引一導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)電流表接地，電流表有數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)連接數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。此采集器可以人工送入鈦窗下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。但本實(shí)用新型為該采集器設(shè)計(jì)了自動(dòng)送入和撤離鈦窗下的控制機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型裝置中所說(shuō)加速器掃描輸出窗(鈦窗)是指電子束射出的口，該口所在部件則為窗體，窗前即為該口之前，當(dāng)該口向下時(shí)則窗前即為窗下。所說(shuō)數(shù)據(jù)采集器的控制機(jī)構(gòu)，有安裝在加速器掃描輸出窗體1壁上的定位板2，窗體上設(shè)置有橫向加強(qiáng)筋，定位板是經(jīng)加強(qiáng)筋安裝在定位板上的。定位板上安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)3，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸連接一直角傳動(dòng)減速機(jī)，通常是蝸輪減速機(jī)，減速機(jī)配置有兩端輸出軸為搖臂軸4。搖臂軸兩端上各固定一 L形搖臂5的豎邊端，L形搖臂5的橫邊端固定在殼體側(cè)壁上。驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源線(xiàn)上安裝有控制裝置，其中包含一電機(jī)倒順轉(zhuǎn)切換開(kāi)關(guān)，而該倒順轉(zhuǎn)切換開(kāi)關(guān)的觸發(fā)端連接測(cè)量裝置數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。有光電開(kāi)關(guān)安裝在鈦窗下，用以檢測(cè)采集器是否到位和脫離電子束途徑，用以指令驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。搖臂向下?lián)u則采集箱進(jìn)入窗下，向上搖則脫離窗下。搖臂軸兩端都套有一螺旋彈簧，兩端彈簧的螺旋方向相反，各彈簧外端與搖臂固定、內(nèi)端與齒輪箱固定。當(dāng)搖臂軸帶著搖臂向下?lián)u時(shí)，彈簧螺旋被擰緊而儲(chǔ)蓄扭力，向上搖時(shí)則放松釋放扭力，以利用采集器位能節(jié)約驅(qū)動(dòng)電機(jī)耗能。本實(shí)用新型裝置工作時(shí)，經(jīng)遠(yuǎn)程控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂向下旋轉(zhuǎn)180°，使束流接收框架位于鈦窗正下方，完全擋住出射束流。通過(guò)測(cè)量各鋁板、鋁棒上的對(duì)地電流，可計(jì)算出總的束流、掃描均勻性及能譜分布情況。測(cè)量完畢后數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)向電機(jī)控制裝置發(fā)送指令，控制電機(jī)逆向運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂向上旋轉(zhuǎn)180°回到起始位置，使裝置整體位于鈦窗下沿水平線(xiàn)以上。 本實(shí)用新型裝置中的電子吸收板，當(dāng)其各層板厚度不同、板間距不同時(shí)，則在判斷加速器輸出束流的能譜分布情況時(shí)還要將厚度及間距分布比例列入。電子吸收棒的安裝， 除保持在同一垂直于鈦窗軸線(xiàn)的平面外，還需要根據(jù)測(cè)量時(shí)各電子吸收棒所在位置的電子射線(xiàn)方向，取其一側(cè)面與該電子射線(xiàn)垂直的方向安裝。矩形截面包括長(zhǎng)方形和正方形，為方便安裝選擇正方形，但長(zhǎng)方形的效果與正方形是一樣的。另外，當(dāng)各電子吸收棒的間距不同時(shí)，在判斷加速器輸出束流的掃描均勻性時(shí)加入其間距分布比例。
權(quán)利要求1.一種電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，有多層相互平行的電子吸收板、電子吸收棒，各電子吸收板與加速器掃描輸出窗軸線(xiàn)垂直并絕緣于其他零部件；其特征是所說(shuō)電子吸收板的長(zhǎng)與寬大于加速器掃描輸出窗的長(zhǎng)與寬，電子吸收板總厚度大于完全截獲加速器輸出的電子束所需要的厚度；所說(shuō)電子吸收棒有多根且每根絕緣于其他零部件，各電子吸收棒是有相同的矩形截面的柱形零件，電子吸收棒平行地排列在電子吸收板與加速器掃描輸出窗之間并與電子吸收板平行的平面上，電子吸收棒各以同一寬度的側(cè)面與所在位置的電子射線(xiàn)方向垂直，電子吸收棒的長(zhǎng)度大于加速器掃描輸出窗的寬度且電子吸收棒的長(zhǎng)度方向與加速器掃描輸出窗的寬度方向平行，電子吸收棒沿其所在位置的電子射線(xiàn)方向的厚度大于完全截獲加速器輸出的電子束所需要的厚度；各電子吸收板、電子吸收棒分別經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)連接到電流計(jì)量裝置；所說(shuō)電子吸收棒及電子吸收板絕緣地安裝在上口無(wú)遮攔的殼體中。
2.如權(quán)利要求1所述的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征是所說(shuō)電子吸收板各層之間的距離相等。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征是電子吸收板為鋁板，層數(shù)不少于8層。
4.如權(quán)利要求1所述的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征是所說(shuō)電子吸收棒的排列間距相等。
5.如權(quán)利要求1或4所述的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征是電子吸收棒為正方形截面的鋁棒，數(shù)量不少于12根。
6.如權(quán)利要求1所述的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征是所說(shuō)殼體一側(cè)安裝有搖臂，搖臂經(jīng)搖臂軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，搖臂的搖動(dòng)范圍兩端分別是將殼體置于加速器掃描輸出窗之前和殼體完全脫離加速器掃描輸出窗之前區(qū)域。
7.如權(quán)利要求6所述的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征是所說(shuō)驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)定位板固定在加速器掃描輸出窗一側(cè)壁上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸經(jīng)減速機(jī)構(gòu)連接搖臂軸，有L形搖臂一端固定在搖臂軸上，所說(shuō)殼體側(cè)壁固定在搖臂另一端，電機(jī)電源線(xiàn)上安裝有控制裝置，控制裝置中有轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制開(kāi)關(guān)和限位開(kāi)關(guān)，搖臂搖動(dòng)兩端的限位開(kāi)關(guān)的觸發(fā)點(diǎn)觸發(fā)位置分別是電子吸收板在掃描輸出窗前并相平行的位置和殼體完全脫出掃描輸出窗前的位置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供的電子加速器輸出束流參數(shù)的測(cè)量裝置，有電子吸收板[8]外還有多根且每根絕緣于其他零部件的電子吸收棒[7]，電子吸收棒有相同的矩形截面和電子吸收板平行、長(zhǎng)度方向與加速器掃描輸出窗[11]的寬度方向平行，電子吸收棒各以同一寬度的側(cè)面與所在位置的電子射線(xiàn)方向垂直；各電子吸收板、電子吸收棒分別經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)連接到電流計(jì)量裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型將電子束能量測(cè)量及掃描均勻度測(cè)量綜合在一起，可以同時(shí)測(cè)定加速器輸出束流的總量、能譜分布情況、掃描均勻性，簡(jiǎn)化了電子束輸出參數(shù)測(cè)量所需設(shè)備與裝置?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中電子束能量的測(cè)量和電子束掃描均勻度的測(cè)量需要有不同的裝置的不足。
文檔編號(hào)G01T1/29GK202305826SQ201120340559
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者王超其, 陸銳鋒 申請(qǐng)人:舟山雷大電子科技有限公司