一种电子束对中装置及对中方法与流程

1.本发明涉及电子束对中技术领域，尤其涉及一种电子束对中装置及对中方法。


背景技术：

2.电子束即为电子汇集成束，其具有高能量密度，电子束是利用电子枪中阴极所产生的电子在阴阳极间的高压(25
‑
300kv)加速电场作用下被加速至很高的速度(0.3
‑
0.7倍光速)，经透镜会聚作用后，形成密集的高速电子流。
3.近年来，电子束广泛应用于加工焊接、检测成像、生产x光和生物灭菌等领域，而通常这些设备包括电子源、聚焦透镜、靶或样品托等，由于机械加工误差的存在，而无法保证这些组件的同轴性，进而容易导致电子束偏离预定的目标区域，而为了解决电子束偏离预定目标区域的问题，通常需引入偏转器，但是引入偏转器导致电子束对中装置结构复杂，且调整起来费时费力。


技术实现要素：

4.本发明公开的一种电子束对中装置及对中方法，解决了传统电子束对中装置结构复杂，调整起来费时费力的问题，通过扫描方式完成电子束的对中，大大提高了对中精度且可实现调整过程的智能化。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
6.本发明一方面公开一种电子束对中方法，包括以下步骤：
7.在真空状态下，产生电子束；
8.对偏转线圈以一定步长施加偏转电流，并记录电流计的示数；
9.计算机对扫描过程进行分析，得到电流计示数最小时所施加的偏转电流；
10.重复上述步骤，得到电子束对中参数。
11.进一步地，所述偏转电流在区间[
‑
i, i]内。
[0012]
本发明另一方面公开一种电子束对中装置，包括电子枪、电子束管、检测管、偏转线圈、电流计和计算机，其中，电子枪用以发射高速电子流，形成电子束；电子束管用以提供电子束的运行通道；所述检测管设置在所述电子束管的内部，且所述检测管的中心开设有通孔，用以实时检测电子束的对中情况；偏转线圈用以调节电子束的方向；所述电流计与所述检测管电连接，用以显示经过所述检测管的电子束的电流值，并传输至计算机；计算机用以接收并处理所述电流计检测到的经过所述检测管的电子束的电流值并控制所述偏转线圈中的偏转电流。
[0013]
进一步地，所述电子束管由无磁金属或合金制成。
[0014]
进一步地，所述偏转线圈为两组，包括水平方向线圈组和垂直方向线圈组，所述水平方向线圈组用以实现对电子束平垂直方向上的调节，所述垂直方向线圈组用以实现对电子束水平方向上的调节。
[0015]
进一步地，所述检测管为良导体，且所述检测管通过绝缘件焊接在所述电子束管
内部。
[0016]
进一步地，所述绝缘件由绝缘耐高温材料制成。
[0017]
进一步地，所述检测管由耐高温导体和耐高温绝缘体钎焊而成。
[0018]
有益技术效果：
[0019]
1、本发明公开一种电子束对中方法，具体包括以下步骤：在真空状态下，产生电子束；对偏转线圈施加一定步长的偏转电流，并记录电流计的示数；计算机对扫描过程进行分析，得到电流计示数最小时所施加的偏转电流；重复上述步骤，得到电子束对中参数，解决了传统电子束对中装置结构复杂，调整起来费时费力的问题，通过扫描方式完成电子束的对中，大大提高了对中精度且可实现调整过程的智能化；
[0020]
2、本发明中，所述电子束管由无磁金属或合金制成，减少了电子束管对电子束方向的干扰；
[0021]
3、本发明中，计算机用以接收并处理所述电流计检测到的经过所述检测管的电子束的电流值并控制所述偏转线圈中的偏转电流，使得电子束的对中过程可以实现智能化控制，省时省力；
[0022]
4、本发明中，所述偏转线圈为两组，包括水平方向线圈组和垂直方向线圈组，所述水平方向线圈组用以实现对电子束平垂直方向上的调节，所述垂直方向线圈组用以实现对电子束水平方向上的调节，可以实现对电子束两个方向上调节。
附图说明
[0023]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0024]
图1为本发明所述的一种电子束对中方法的步骤流程图；
[0025]
图2为本发明所述的一种电子束对中装置的原理示意图；
[0026]
图3为本发明所述的一种电子束对中装置中偏转线圈的截面图；
[0027]
图4为本发明所述的一种电子束对中装置典型检测曲线图。
具体实施方式
[0028]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0029]
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[0030]
本发明一方面公开一种电子束对中方法，参见图1，电子束对中方法包括以下步骤：
[0031]
s1：在真空状态下，产生电子束；
[0032]
具体地，在射线管或者电子枪中，利用真空设备将其内部抽至较好的真空状态，施加电流通过阴极灯丝产生大量的电子，在灯丝与阳极之间通过高压电源形成很强的电场，电子将从灯丝加速飞出进入电子束管。
[0033]
s2：对偏转线圈以一定步长施加偏转电流，并记录电流计的示数；
[0034]
具体地，进行电子束对中时，高速电子束会通过检测管，此时电流计有读数，利用
计算机对偏转线圈在[
‑
i, i]区间以一定的步长施加偏转电流，并记录与检测管连接的电流计上显示的电流示数i。
[0035]
s3：计算机对扫描过程进行分析，得到电流计示数最小时所施加的偏转电流；
[0036]
具体地，当通过检测管的电子束增加时，电流计的示数减小，当通过检测管的电子束减少时，电流计的示数增大，即电子束偏离；当电流计的示数最小时，说明此时检测管通过的电子束最多，即达到最佳对中状态，计算机对扫描过程进行分析，得到电流计示数最小时的偏转电流。
[0037]
s4：重复上述步骤，得到电子束对中参数。
[0038]
具体地，要对其他偏转线圈进行同样步骤过程的扫描，最终得到电子束对中参数。
[0039]
本发明的另一方面公开一种电子束对中装置，电子束对中装置包括电子枪、电子束管、检测管、偏转线圈、电流计和计算机，其中，电子枪用以发射高速电子流，形成电子束；电子束管用以提供电子束的运行通道，优选地，电子束管由无磁金属或者合金制成，减少了对电子束方向的干扰；检测管设置在电子束管的内部，且检测管的中心开设有通孔，用以实时检测电子束的对中情况，优选地，检测管由耐高温导体和耐高温绝缘体钎焊在一起，且所用两种材料的热膨胀系数要有较好的匹配；偏转线圈用以调节电子束的方向，优选地，参见图3，偏转线圈为两组，包括水平方向线圈组和垂直方向线圈组，水平方向线圈组用以实现对电子束平垂直方向上的调节，垂直方向线圈组用以实现对电子束水平方向上的调节；电流计与检测管电连接，用以显示经过检测管的电子束的电流值，并传输至计算机；计算机用以接收并处理电流计检测到的经过检测管的电子束的电流值并控制偏转线圈中的偏转电流。
[0040]
本发明公开的电子束对中装置的工作原理参见图2，具体地，电子枪发射出高速电子流，形成电子束，计算机控制在偏转线圈上以一定步长施加偏转电流，调节电子束方向，电子束沿电子束管前进，电子束流经检测管，与监测管连接的电流计实时检测流经检测管的电子束，并显示电流读数，并传输示数读数至计算机，计算机控制施加在偏转线圈上的电流，在区间[
‑
i, i]内以一定步长依次施加，计算机对这一扫描过程进行分析，当电流计示数最小时即为合适的偏转电流，计算机依次对其他组偏转线圈进行相同步骤的扫描，以得到对中参数；其检测曲线如图4所示，当通过检测管的电子束增加时，电流计的示数减小，电流计示数最小时通过的电子束最多，即为最佳调中状态。
[0041]
可以理解的是，于通常实验室测试电流使用的是皮安计等设备，此发明中的电流计在实际中可以利用容易集成的电路或传感器代替，从而电子束对中可以通过plc编程实现，实现电子束的全自动对中。
[0042]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0043]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序
指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0044]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0045]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0046]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0047]
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。