專利名稱：電子加速器輸出束流參數的測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種電子加速器輸出束流參數的測量裝置，是對電子加速器輸出電子束流強度，能譜分布與掃描均勻度進行綜合測量的裝置，尤其是其中參數量數據采集
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背景技術：
本發明涉及的電子加速器是一種將電子加速到接近光速，然后經加速器掃描輸出窗(俗稱鈦窗)向待輻照物照射的設備。鈦窗的輸出束流也即電子加速束流的強度、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除在鈦窗軸線處是直線外，在不同的位置因掃描偏轉的關系在平面上的入射角度不是一致的，電子加速器設備在運行過程中技術性能難免產生緩慢的漂移和變化，因此需要有一種在不停機情況下隨時接入測量加速器輸出束流參數的裝置。目前用于工業輻照的電子直線加速器，對輸出束流、束流能譜和掃描均勻度的測試是比較不方便的。其中測量束流能譜的現有技術主要是通過測量電子束在三位水箱、楔形或臺階形鋁塊或聚苯乙烯中電子的射程來推導的，不能直接獲得輻照的電子束流的相關信息。后有中國發明專利申請“監測電子束能量的方法和裝置以及輻照系統和方法”(公開號101435875) 公開了“一種用于監測電子束能量的裝置，該用于監測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換成電信號。”即以將吸收板上累積的電荷所轉換的電信號來反映電子束能量，但一是該裝置檢測參數單一，二是該裝置是安裝在鈦窗邊緣的，不能真實地反映電子加速器的輻照電子束流能量。另有中國發明專利ZL200610022181. 3 “電子束掃描均勻性測量系統”中是“數據采集裝置包括金屬格柵、 測量板、數據采集器；金屬格柵由框架和格柵齒組成；其連接關系是，數個格柵齒按一定間距設置在金屬格柵的框架上測量板為一平板，測量板上設置有對應金屬格柵的螺孔，金屬格柵通過穿過連接螺孔的螺釘與測量板連接，金屬格柵與測量板之間設置有絕緣墊片；測量板的測量引出信號線與數據采集器連接。”但其中金屬格柵是金屬框與金屬柵齒(棒)連接而成的，且它的作用是在測量板前吸收電子束以阻擋電子束不掃描到測量板，這使測量板上對電子束的接收因是否有金屬格柵阻擋而形成波，系統則用該波信號分析電子束掃描的均勻性。
發明內容
針對上述不足，本發明就是要提供一種綜合測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的測量裝置。
本發明提供的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，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垂直并絕緣于其他零部件；所說電子吸收板的長與寬大于加速器掃描輸出窗的長與寬，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面與所在位置的電子射線方向垂直，電子吸收棒的長度大于加速器掃描輸出窗的寬度且電子吸收棒的長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、電子吸收棒分別經導線連接到電流計量裝置；所說電子吸收棒及電子吸收板絕緣地安裝在上口無遮攔的殼體中。本發明提供的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，根據攜帶一定能量的電子在一定密度的物質中穿越路徑的相對關系，采用可以布滿整個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。測量時將電子吸收板隨殼體置于加速器掃描輸出窗之前，通過測量各層電子吸收板上對地電流，計算出各層電子吸收板上截獲的對應能量段的電子數，根據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電子吸收棒被設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面相對于電子束射線方向垂直，即各電子吸收棒截獲電子束的能力相同，則根據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。同時電子吸收棒在電子射線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，沒有經過電子吸收棒減弱的電子到達電子吸收板，從而使電子吸收棒的設置對各層電子吸收板的影響相同，不會影響對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。與現有技術相比，本發明將電子束能量測量及掃描均勻度測量綜合在一起，可以同時測定加速器輸出束流的總量、能譜分布情況、掃描均勻性，簡化了電子束輸出參數測量所需設備與裝置。克服了現有技術中電子束能量的測量和電子束掃描均勻度的測量需要有不同的裝置， 從而為了測量一次設備的輸出參數需要的設備和裝置以及測量過程比較復雜的不足。所說電子吸收板各層之間的距離相等；電子吸收板為鋁板，層數不少于8層。所說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，數量不少于 12根。本發明提供的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，所說殼體一側安裝有搖臂， 搖臂經搖臂軸與驅動電機連接，搖臂的搖動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域。即本發明采用遠動控制，需要測量時將該測量裝置轉動到掃描窗之前擋住全部輸出束流，測量完后可以馬上移開使加速器設備投入正常作業，方便快捷。所說加速器掃描輸出窗水平向下安裝，所說驅動電機經定位板固定在加速器掃描輸出窗體一側壁上，驅動電機軸經減速機構連接搖臂軸，有L形搖臂一端固定在搖臂軸上， 所說殼體側壁固定在搖臂另一端，電機電源線上安裝有控制裝置，控制裝置中有轉動方向
4控制開關和限位開關，搖臂搖動兩端的限位開關的觸發點觸發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。經轉動方向控制開關控制電機倒順轉使電機驅動搖臂上下搖動，并當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動180°時停止轉動。
圖1為本發明一實施例的示意圖，圖2為圖1中區域I的放大圖，圖3為圖1的左視圖，圖4是圖3中測量裝置相對加速器掃描輸出窗折起的狀態圖，圖中1-加速器掃描輸出窗體，2-定位板，3-驅動電機，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。
具體實施例方式一臺額定輸出電子束能量為IOMeV電子加速器輸出束流參數的測量裝置，是一電子加速器輸出束流、能譜與掃描均勻度綜合測量裝置，包括測量數據采集器及其控制機構， 其結構如圖1、2、3、4所示。測量數據采集器有殼體6、電子吸收棒7和電子吸收板8。殼體的上口敞開，其長和寬大于被測電子加速器掃描輸出窗的長和寬。殼體最上層經陶瓷絕緣墊按殼體的寬度方向安裝一排12支電子吸收棒，電子吸收棒是邊長為30mm的正方形截面的鋁棒，鋁棒中一個側面垂直于該鋁棒在測量時位置上的電子射向。各鋁棒軸線在同一平面上，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，每個螺栓10上先套一個陶瓷絕緣套9再裝一片鋁板，直到裝齊全部鋁板。各絕緣套規格一致并由大小直徑的兩個圓柱形套組成，鋁板上孔與小徑圓柱形套的外徑間隙配合，用來隔離鋁板和螺栓，大徑的圓柱形套則用來隔離兩層鋁板。各電子吸收棒及電子吸收板各引一導線經電流表接地，電流表有數據輸出線連接數據處理系統。 此采集器可以人工送入鈦窗下進行數據采集。但本發明為該采集器設計了自動送入和撤離鈦窗下的控制機構。本發明裝置中所說加速器掃描輸出窗(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，當該口向下時則窗前即為窗下。所說數據采集器的控制機構，有安裝在加速器掃描輸出窗體1壁上的定位板2，窗體上設置有橫向加強筋，定位板是經加強筋安裝在定位板上的。定位板上安裝驅動電機3，驅動電機輸出軸連接一直角傳動減速機，通常是蝸輪減速機，減速機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壁上。驅動電機電源線上安裝有控制裝置，其中包含一電機倒順轉切換開關，而該倒順轉切換開關的觸發端連接測量裝置數據處理系統。有光電開關安裝在鈦窗下，用以檢測采集器是否到位和脫離電子束途徑，用以指令驅動電機停止轉動。搖臂向下搖則采集箱進入窗下，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、內端與齒輪箱固定。當搖臂軸帶著搖臂向下搖時，彈簧螺旋被擰緊而儲蓄扭力，向上搖時則放松釋放扭力， 以利用采集器位能節約驅動電機耗能。本發明裝置工作時，經遠程控制電機運轉，帶動搖臂向下旋轉180°，使束流接收框架位于鈦窗正下方，完全擋住出射束流。通過測量各鋁板、鋁棒上的對地電流，可計算出總的束流、掃描均勻性及能譜分布情況。測量完畢后數據處理系統向電機控制裝置發送指令，控制電機逆向運轉，帶動搖臂向上旋轉180°回到起始位置，使裝置整體位于鈦窗下沿水平線以上。 本發明裝置中的電子吸收板，當其各層板厚度不同、板間距不同時，則在判斷加速器輸出束流的能譜分布情況時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的平面外，還需要根據測量時各電子吸收棒所在位置的電子射線方向，取其一側面與該電子射線垂直的方向安裝。矩形截面包括長方形和正方形，為方便安裝選擇正方形，但長方形的效果與正方形是一樣的。另外，當各電子吸收棒的間距不同時， 在判斷加速器輸出束流的掃描均勻性時加入其間距分布比例。
權利要求
1.一種電子加速器輸出束流參數的測量裝置，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垂直并絕緣于其他零部件；其特征是所說電子吸收板的長與寬大于加速器掃描輸出窗的長與寬，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面與所在位置的電子射線方向垂直，電子吸收棒的長度大于加速器掃描輸出窗的寬度且電子吸收棒的長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、電子吸收棒分別經導線連接到電流計量裝置；所說電子吸收棒及電子吸收板絕緣地安裝在上口無遮攔的殼體中。
2.如權利要求1所述的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，其特征是所說電子吸收板各層之間的距離相等。
3.如權利要求1或2所述的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，其特征是電子吸收板為鋁板，層數不少于8層。
4.如權利要求1所述的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，其特征是所說電子吸收棒的排列間距相等。
5.如權利要求1或4所述的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，其特征是電子吸收棒為正方形截面的鋁棒，數量不少于12根。
6.如權利要求1所述的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，其特征是所說殼體一側安裝有搖臂，搖臂經搖臂軸與驅動電機連接，搖臂的搖動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域。
7.如權利要求1或6所述的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，其特征是所說驅動電機經定位板固定在加速器掃描輸出窗一側壁上，驅動電機軸經減速機構連接搖臂軸，有L 形搖臂一端固定在搖臂軸上，所說殼體側壁固定在搖臂另一端，電機電源線上安裝有控制裝置，控制裝置中有轉動方向控制開關和限位開關，搖臂搖動兩端的限位開關的觸發點觸發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。
全文摘要
本發明提供的電子加速器輸出束流參數的測量裝置，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面與所在位置的電子射線方向垂直；各電子吸收板、電子吸收棒分別經導線連接到電流計量裝置。與現有技術相比，本發明將電子束能量測量及掃描均勻度測量綜合在一起，可以同時測定加速器輸出束流的總量、能譜分布情況、掃描均勻性，簡化了電子束輸出參數測量所需設備與裝置。克服了現有技術中電子束能量的測量和電子束掃描均勻度的測量需要有不同的裝置的不足。
文檔編號G01T1/29GK102426382SQ20111025596
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月1日 優先權日2011年9月1日
發明者王超其, 陸銳鋒 申請人:舟山雷大電子科技有限公司