一种电子枪阴极的自动测试系统及测试方法与流程

技术特征：
1.一种电子枪阴极的自动测试系统，其特征在于，系统包括电源系统、采集系统和上位机，外围部件是校准件和电子枪阴极；所述电源系统在上位机的控制指令下产生系统校准测试和电子枪阴极测试时所需的高压电和辅助电，同时将自身的输出电压、电流状态回报给上位机；所述采集系统在上位机的控制指令下对校准件或电子枪阴极发射电子束的电压、电流、温度参数进行存储记录，最后将采集的数据发送到上位机进行处理；所述上位机将采集系统发送的各项数据进行综合处理，自动绘制校准件和电子枪阴极的各项特性曲线，获得特性曲线中的偏离点、拐点或特征工作点，同时通过三维建模获取阴极发射电子束的能量分布，上位机在进行电子枪阴极测试前利用校准件对电源系统和采集系统进行校准。2.如权利要求1所述的电子枪阴极的自动测试系统，其特征在于，所述特性曲线包括发射特性曲线、欠热曲线和有效功函数分布曲线。3.如权利要求2所述的电子枪阴极的自动测试系统，其特征在于，所述电源系统包括高压电源、辅助电源和取样电路；其中，所述高压电源和辅助电源，用于产生电子枪阴极测试所需的各种高压供电和辅助供电，并将电信号传送给取样电路；所述取样电路，用于对高压电源和辅助电源的电压、电流信号进行取样，并将结果传送到上位机。4.如权利要求3所述的电子枪阴极的自动测试系统，其特征在于，所述采集系统包括扫描模块、传感模块和信号采集模块；其中，所述扫描模块，用于控制阴极发射的电子束流在能量吸收装置表面的有效区域进行扫描；所述传感模块，用于接收阴极发射的电子束信号，并将其传送给信号采集模块；所述信号采集模块，用于将传感模块发送的信号进行放大、a/d转换处理，然后将信号传送到上位机。5.如权利要求4所述的电子枪阴极的自动测试系统，其特征在于，所述上位机包括数据处理模块、仿真建模模块和监测控制模块；其中，所述数据处理模块，用于对信号采集模块发送的数据进行综合处理，绘制电子枪阴极的各项特性曲线，计算出表征电子枪阴极性能的特殊工作点，并将经过处理的数据传送到仿真建模模块和监测控制模块；所述仿真建模模块，将经过处理的阴极发射电子束流参数进行三维仿真，重现电子束流的能量密度分布；所述监测控制模块，用于根据数据处理模块的计算结果和取样电路的反馈，实时控制电源系统和采集系统。6.如权利要求1所述的电子枪阴极的自动测试系统，其特征在于，所述上位机发送测试指令后，监测控制模块首先控制启动电源系统和采集系统，电源系统开始加电，采集系统则开始对阴极发射束流进行扫描；在测试过程中，监测控制模块实时监测电源系统的供电电压、电流信息，据此判断系统工作是否正常，若判断系统工作不正常，则监测控制模块控制关闭电源和采集系统；若系统工作正常，则在数据处理模块每记录完一个工作电压或空间截面的电子束流信息后，数据处理模块会发送下一个工作电压或空间截面的测试指令到监测控制模块，监测模块控制电源系统改变输出电压，或者控制扫描模块改变扫描截面，实现下一个电压或者空间截面的扫描，由此实现监测控制模块对电源系统和采集系统的实时控制。7.一种电子枪阴极的自动测试方法，该方法采用了如权利要求1至6中任意一项的自动测试系统，其特征在于，该方法的实现包括以下步骤：
步骤1：将校准件放入测试系统中，上位机通过监测控制模块向电源系统和采集系统分别发送校准测试指令：步骤2：电源系统接收校准测试指令，开启高压电源和辅助电源，同时利用取样电路将相应的供电电压、电流等信息发送给上位机，实现对电源系统输出状态的实时监测；步骤3：采集系统接收校准测试指令，控制扫描模块对校准件发射束流进行扫描，同时传感模块接收电子束流信息，并将信息传送到信号采集模块；步骤4：信号采集模块对采集到的电压、电流数据进行放大、a/d转换处理，然后将信号传送到上位机；步骤5：上位机的数据处理模块对信号采集模块发送的数据进行综合处理，绘制校准件的特性曲线，用于校准测试；步骤6：将待测的电子枪放入测试系统中，上位机通过监测控制模块向电源系统和采集系统分别发送电子枪阴极性能测试指令：步骤7：电源系统接收阴极性能测试指令，开启高压电源和辅助电源，同时取样电路将相应的供电电压、电流信息发送给上位机，实现对电源系统输出状态的实时监测；步骤8：采集系统接收阴极性能测试指令，监测控制模块控制扫描模块对电子枪阴极发射束流进行初次扫描，同时传感模块接收阴极发射电子束流信息，并将信息传送到信号采集模块；步骤9：信号采集模块对采集到的电压、电流数据进行放大、a/d转换处理，然后将信号传送到数据处理模块；步骤10：数据处理模块将步骤9的信号记录，同时发送下一个工作电压或空间截面的测试指令到监测控制模块，监测模块控制电源系统改变输出电压，或者控制扫描模块改变扫描截面，实现下一个电压或者空间截面的扫描；步骤11：数据处理模块对信号采集模块多次发送的数据进行综合处理，绘制电子枪阴极的各项特性曲线，自动获得发射特性曲线中的偏离点、拐点和特征工作点；步骤12：仿真建模模块对数据处理模块采集大量的不同截面处的电子束流信号电子束信号进行三维仿真，重现电子束流的能量密度分布。

技术总结
本发明公开了一种电子枪阴极的自动测试系统及测试方法，属于电真空技术领域。系统包括电源系统、采集系统和上位机；电源系统在上位机控制下产生系统校准测试和电子枪阴极测试时所需的高压电和辅助电，同时将自身的输出电压、电流状态回报给上位机；采集系统在上位机的控制下对校准件或阴极发射电子束的电压、电流、温度参数进行存储记录，最后将采集的数据发送到上位机进行处理；上位机将采集系统发送的各项数据进行综合处理，自动绘制各项特性曲线，获得特性曲线中的偏离点、拐点或特征工作点，同时获取阴极发射电子束的能量分布。本发明能够提升测试效率，测试系统可对系统自身进行校准，提高了测量数据的准确性。提高了测量数据的准确性。提高了测量数据的准确性。


技术研发人员：路宇 张彦 黄鹭 龚健 毕磊 陈竟飞 吴建兴 柘江 邓勇 吴沁耘
受保护的技术使用者：江苏海明医疗器械有限公司
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/3/4