專利名稱：具有由粉末復(fù)合材料制成的磁軛的電子回旋加速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子回旋加速器，特別用于在x射線檢驗(yàn)裝置中
產(chǎn)生x射線，包括一引導(dǎo)磁通量的磁軛，其至少部分地由一粉末復(fù)合
材料制成。
背景技術(shù)：
在大容積的物體如集裝箱和車輛對(duì)不允許的內(nèi)裝物如武器、炸藥
或走私貨物的檢驗(yàn)中，已知使用x射線檢驗(yàn)裝置。其中產(chǎn)生x射線并 且對(duì)準(zhǔn)物體。借助于一探測(cè)器測(cè)量由物體減弱的x射線并且由一評(píng)價(jià) 裝置分析。因此可以得出關(guān)于物體的特性的結(jié)論。 一這樣的x射線檢
驗(yàn)裝置例如由歐洲專利文獻(xiàn)EP0 412 190 Bl是已知的。
為了產(chǎn)生對(duì)檢驗(yàn)需要的大于1MeV (兆電子伏特)的能量的X射 線使用電子回旋加速器。對(duì)此涉及粒子回旋加速器，其中通過(guò)磁場(chǎng)將 電子保持在一圓形軌道上。該磁場(chǎng)的一改變產(chǎn)生一電場(chǎng)，該電場(chǎng)使電 子在其圓形軌道上加速。由所謂Wider6e條件，根據(jù)磁場(chǎng)的分布及其 時(shí)間上的變化確定一穩(wěn)定的額定軌道半徑。加速的電子轉(zhuǎn)向一靶極， 在那里它在撞擊時(shí)產(chǎn)生一韌致輻射，其光譜還取決于電子能量。
一由公開(kāi)文獻(xiàn)DE 23 57 126 Al已知的電子回旋加速器包括一兩 件式的內(nèi)磁軛，其中兩個(gè)內(nèi)磁軛件的端面間隔開(kāi)對(duì)置。借助于兩主磁 場(chǎng)線圏在內(nèi)磁輒中產(chǎn)生一磁場(chǎng)。 一外磁軛連接各內(nèi)磁軛件的彼此遠(yuǎn)離 的兩端并且閉合磁回路。
在兩個(gè)內(nèi)磁軛件的端面之間設(shè)有一抽成真空的電子回旋加速器 管，待加速的電子在其中回旋。各內(nèi)磁軛件的端面這樣地成形，使得 由主磁場(chǎng)線圏產(chǎn)生的磁場(chǎng)迫使電子在一圓形軌道上并且其還向該圓形 軌道所處的平面聚焦。為了控制磁通量已知，在各內(nèi)磁軛件的端面之 間在電子回旋加速器管內(nèi)設(shè)置 一 鐵磁的嵌件。在已知的電子回旋加速器中，磁軛由疊片組構(gòu)成，所述疊片組特別由多個(gè)變壓器薄片構(gòu)成。對(duì)此特別是必須很精確地制造內(nèi)磁軛，以便在電子回旋加速器管的區(qū)域內(nèi)達(dá)到磁場(chǎng)的一最大可能的均勻性。因此由疊片組制造磁軛是耗費(fèi)很大的和昂貴的，此外在多個(gè)薄片的層中常常產(chǎn)生間隙。疊片組的一機(jī)械的精加工導(dǎo)致表面的一 "涂污"，其結(jié)果是在工作中提高的渦流損耗。為了清除該層，表面的凈化例如通過(guò)一腐蝕過(guò)程是一通用的方法，但由于環(huán)境污染和工作可靠性是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供一種包括各磁軛的電子回旋加速器，其不具有上述缺點(diǎn)。
按照本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1的特征達(dá)到該目的。由從屬權(quán)利要求
2至7得知有利的實(shí)施形式。權(quán)利要求8涉及一種應(yīng)用一按本發(fā)明的電子回旋加速器的X射線檢驗(yàn)裝置。
一按照本發(fā)明的電子回旋加速器具有一 由兩個(gè)間隔開(kāi)設(shè)置的元件構(gòu)成的、旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的內(nèi)磁軛、 一連接兩個(gè)內(nèi)》茲軛件的外磁軛、至少一個(gè)主磁場(chǎng)線圈和一在各內(nèi)磁軛件之間設(shè)置的圓環(huán)形電子回旋加速器管。按照本發(fā)明內(nèi)磁軛和/或外磁軛至少部分地由一粉末復(fù)合材料構(gòu)成。
在粉末復(fù)合材料中涉及軟磁材料。 一種粉末在本文件的范圍內(nèi)基于一種鐵合金或鐵粉合金并且在使用一膠合劑的情況下擠壓成成型件。這樣的成型件固有一高的和各向同性的比電阻。此外在高的工作電流時(shí)還避免飽和現(xiàn)象。在采用無(wú)磁致的合金時(shí)得到降低的噪聲形成。粉末復(fù)合材料的成分的選擇例如根據(jù)對(duì)電子回旋加速器的要求留給實(shí)施的本領(lǐng)域技術(shù)人員決定。
由 一粉末復(fù)合材料制成的磁軛或磁軛件可以直接進(jìn)行機(jī)械的精加工，而因此不需要另一例如腐蝕技術(shù)的后處理。磁軛或磁軛件的表面比在由疊片組的制造時(shí)明顯更光滑并且更可重現(xiàn)，借此產(chǎn)生通過(guò)磁軛形成的磁場(chǎng)的一較大的均勻性。此外粉末復(fù)合材料的各向同性的材料特性導(dǎo)致較小的渦流并從而導(dǎo)致較小的損耗功率和一在電子回旋加速器工作時(shí)較高的效率。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式中，內(nèi)磁軛完全由一粉末復(fù)合材料制成。這是有利的，因?yàn)椴煌谟筛鞅∑闹圃?，該旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的構(gòu)件由一粉末復(fù)合材料的制造是耗費(fèi)較少的和不易出現(xiàn)缺陷。優(yōu)選外磁軛由疊片組構(gòu)成，所述疊片組特別由變壓器薄片構(gòu)成。由于外磁軛不必旋轉(zhuǎn)對(duì)稱地構(gòu)成并且對(duì)磁場(chǎng)的均勻性的要求與內(nèi)磁軛相比是微小的，外磁軛由一個(gè)或多個(gè)疊片組的制造是可能的?；蛘咄獯跑椧餐耆虿糠值赜梢环勰?fù)合材料構(gòu)成。
可選的，電子回旋加速器在各內(nèi)磁軛件之間具有至少一圓片坯，其中將圓片坯設(shè)置成使其縱軸線與內(nèi)磁軛的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸線重合。由于圓片坯材料的導(dǎo)磁率，在圓片坯的區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)于在各內(nèi)磁軛件的端面之間無(wú)圓片坯的空氣隙中的磁場(chǎng)。由此產(chǎn)生可能性，通過(guò)圓片坯
或多個(gè)圓片坯的構(gòu)造影響Wider6e條件并從而影響加速的電子在電子回旋加速器管中的軌道半徑。同時(shí)圓片坯優(yōu)選由一粉末復(fù)合材料制成。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式中，將各內(nèi)磁軛件構(gòu)成和設(shè)置成使其相對(duì)置的端面彼此是鏡像對(duì)稱的。同時(shí)將對(duì)稱平面有利地定向成使內(nèi)磁輒的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸線與其垂直。這導(dǎo)致在各端面之間的空氣隙中的一有利的場(chǎng)分布，借此將電子在電子回旋加速器管中保持在一 圓形軌道上。
本發(fā)明的電子回旋加速器有利地在一X射線檢驗(yàn)裝置中用于物體的安全檢驗(yàn)，其將電子注射入電子回旋加速器中并在其轉(zhuǎn)向一由鉭構(gòu)成粑極之前將其加速。在那里電子產(chǎn)生具有一已知的光鐠的X射線。將X射線對(duì)準(zhǔn)物體、優(yōu)選一集裝箱和/或一車輛并且在那里例如通過(guò)散射或透射衰減修正。由一X射線探測(cè)器測(cè)量修正的X射線并且借助于一評(píng)價(jià)裝置分析。由結(jié)果得出關(guān)于物體的特性或其內(nèi)裝物的結(jié)論。


將借助一實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。其中圖1 一按照本發(fā)明的電子回旋加速器的示意的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一優(yōu)選的電子回旋加速器1的示意的結(jié)構(gòu)的橫剖視圖。其特別具有一包括兩間隔開(kāi)設(shè)置的元件2a、2b的、旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的內(nèi)磁軛、一連接兩內(nèi)磁軛件2a、 2b的外磁軛4、 一在內(nèi)磁軛2a、 2b之間設(shè)置的圓環(huán)形電子回旋加速器管5和兩個(gè)主磁場(chǎng)線圏6a和6b。內(nèi)磁軛2a、2b完全由一粉末復(fù)合材料制成，而外磁軛設(shè)計(jì)為由變壓器薄片構(gòu)成的疊片組?；蛘咄獯跑?也由一粉末復(fù)合材料制成。
根據(jù)由 一粉末復(fù)合材料的制造也可以精確地制造磁軛或磁軛件的復(fù)雜的幾何形狀。此外各向同性的材料特性降低磁軛中的渦流損耗。
主磁場(chǎng)線圏6a和6b設(shè)置在內(nèi)》茲軛2a和2b的凸緣上。由其產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)內(nèi)磁軛2a和2b，其中通過(guò)外磁軛4閉合磁回路。內(nèi)磁軛和/或外磁輒的形狀可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員按照應(yīng)用情況選擇而不同于圖1中所示的形狀。也可以設(shè)有只一個(gè)或多于兩個(gè)主磁場(chǎng)線圏。
電子回旋加速器l在內(nèi)磁軛2a、2b之間還具有優(yōu)選的各圓片坯3，其中圓片坯3的縱軸線與內(nèi)磁輒的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸線相應(yīng)。通過(guò)各圓片坯3的實(shí)施形式可以影響各內(nèi)萬(wàn)茲軛件的端面之間的》茲場(chǎng)并從而影響Wider6e條件。圓片坯的數(shù)量和/或形狀由實(shí)施的本領(lǐng)域的技術(shù)人員決定。
石茲場(chǎng)在內(nèi)磁軛2a與2b的端面之間部分地通過(guò)圓片坯3和此外延伸通過(guò)一空氣隙延伸。在該空氣隙中設(shè)置電子回旋加速器管5。對(duì)此涉及一抽真空的管，在其中加速電子。內(nèi)磁軛件2a和2b的端面具有一形狀，所述形狀這樣選擇，使得磁場(chǎng)在它們之間將電子聚集到一環(huán)形軌道上。各端面的構(gòu)造對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的并因此不更詳細(xì)地說(shuō)明。電子在加速過(guò)程的終端撞向一耙極并因此產(chǎn)生一 X射線，其光鐠還取決于電子的終端能量和靶極的材料。
為了加速，將電子以一初始能量注入電子回旋加速器管5中。在加速階段時(shí)通過(guò)主磁場(chǎng)線圏6a和6b繼續(xù)增大電子回旋加速器1中的磁場(chǎng)。借此產(chǎn)生一電場(chǎng)，其向電子施加一加速力。同時(shí)由于洛倫茲磁力迫使各電子處在電子回旋加速器管5內(nèi)一額定環(huán)形軌道上。
周期性地重復(fù)進(jìn)行電子的加速，借此產(chǎn)生一脈沖的X射線。在每一周期中在一第一步驟中將電子注射入電子回旋加速器管5中。在一第二步驟中通過(guò)主磁場(chǎng)線圏6a和6b中的一漸升的電流并因此通過(guò)在內(nèi)磁輒2a與2b之間的空氣隙中的 一漸增的磁場(chǎng)將電子沿其圓形軌道的圓周方向加速。在一第三步驟中，為了產(chǎn)生X射線將加速的電子轉(zhuǎn)向靶極。緊接著在重新將電子注入到電子回旋加速器管5中之前進(jìn)行一可選的停歇。
權(quán)利要求
1.特別是在一X射線檢驗(yàn)裝置中的電子回旋加速器(1)，包括由兩個(gè)間隔開(kāi)設(shè)置的元件(2a、2b)組成的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的內(nèi)磁軛，連接兩個(gè)內(nèi)磁軛件(2a、2b)的外磁軛(4)，至少一個(gè)主磁場(chǎng)線圈(6a、6b)，以及在內(nèi)磁軛件(2a、2b)之間設(shè)置的圓環(huán)形的電子回旋加速器管(5)，其中內(nèi)磁軛和/或外磁軛至少部分地由一粉末復(fù)合材料制成。
2. 按照權(quán)利要求1所述的電子回旋加速器(1)，其特征在于，內(nèi) 磁軛完全由 一粉末復(fù)合材料制成。
3. 按照權(quán)利要求2所述的電子回旋加速器(1)，其特征在于，外 磁輒(4)由疊片組制成。
4. 按照權(quán)利要求2所述的電子回旋加速器(1)，其特征在于，外 磁軛(4)由一粉末復(fù)合材料制成。
5. 按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的電子回旋加速器(1),其特 征在于，在內(nèi)磁軛件(2a、 2b)之間設(shè)有至少一個(gè)圓片坯(3),其中 將圓片坯(3)設(shè)置成使其縱軸線與內(nèi)磁軛的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸線重合。
6. 按照權(quán)利要求5所述的電子回旋加速器(1)，其特征在于，所 述圓片坯(3)的至少一個(gè)由一粉末復(fù)合材料制成。
7. 按照權(quán)利要求1至6之一項(xiàng)所述的電子回旋加速器(1)，其特 征在于，內(nèi)磁軛件(2a、 2b)如此地構(gòu)成和設(shè)置，使其相對(duì)置的端面 是彼此鏡像對(duì)稱的。
8. 用于物體的安全檢驗(yàn)的X射線檢驗(yàn)裝置，具有一按照權(quán)利要求 1至7之一項(xiàng)所述的電子回旋加速器(1)、 一用于產(chǎn)生X射線的靶極 以及一 X射線探測(cè)器和一評(píng)價(jià)裝置。
全文摘要
特別是在一X射線檢驗(yàn)裝置中的電子回旋加速器(1)，包括由兩個(gè)間隔開(kāi)設(shè)置的元件(2a、2b)組成的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的內(nèi)磁軛，連接兩內(nèi)磁軛件(2a、2b)的外磁軛(4)，至少一個(gè)主磁場(chǎng)線圈(6a、6b)，以及在內(nèi)磁軛件(2a、2b)之間設(shè)置的圓環(huán)形電子回旋加速器管(5)，其中內(nèi)磁軛和/或外磁軛至少部分地由一粉末復(fù)合材料制成。
文檔編號(hào)H05H11/00GK101530004SQ200780040244
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月28日
發(fā)明者G·戈伊斯, G·赫斯, J·貝爾穆特, U·菲伯克 申請(qǐng)人:史密斯海曼有限公司