一种用于真空二极管电流测量的B‑dot探头制造技术

本发明专利技术公开了一种用于真空二极管电流测量的B‑dot探头,包括电缆座、接地外壳、连接杆、真空电缆连接器、绝缘薄片，所述电缆座与接地外壳之间通过螺栓固定连接为一体；所述电缆座的轴心处设置有通孔，所述通孔内设置为真空电缆连接器，所述绝缘薄片设置在接地外壳内，所述接地外壳与电缆座通过螺钉连接，所述绝缘薄片与电缆座之间设置有感应线圈，所述感应线圈的一端连接到真空电缆连接器，感应线圈的另一端连接到电缆座上；本发明专利技术设计巧妙，结构简单易于实现，使用方便且制作和维护费用较低，具有突出的实质性特点和显著进步，在真空二极管电流测量领域适合大规模推广应用。

For a B dot probe vacuum diode current measurement

The invention discloses a B dot probe for vacuum diode current measurement, including cable seat, grounding shell, connecting rod, vacuum cable connector, insulating sheet, cable between the seat and the grounding shell by bolts connected to the cable; the axis seat is provided with a through hole. The through hole is arranged in the vacuum cable connector, wherein the insulating sheet is arranged in the grounding shell, the grounding shell and cable seat are connected by screws, the induction coil is arranged between the insulating sheet and a cable, wherein one end of the induction coil is connected to the vacuum cable connector, the other end of the induction coil the cable connected to the seat; the invention of ingenious design, simple structure and easy realization, convenient use and low cost of production and maintenance, has outstanding substantial characteristics and obvious progress, in a vacuum diode The field of current measurement is suitable for large-scale popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种用于真空二极管电流测量的B-dot探头
本专利技术涉及属脉冲功率
，具体涉及一种用于真空二极管电流测量的B-dot探头。
技术介绍
脉冲功率技术研究中，真空二极管是一种重要的负载形式，对其电压电流的准确测量是反映装置运行状态的重要手段。以往的工作中常用传输线电压电流参数来近似表示脉冲功率装置的电压电流参数，但这样近似得到的二极管电压电流参数并不准确。为了提高测量的准确性，应当将测量点设置在二极管的真空传输段上。这时存在技术难点主要有：一是避免二极管区域电子及等离子体轰击探头造成的测量误差，二是保证测量探头的真空密封，三是安装方便、结构稳固且易于调节，降低拆卸安装过程造成的测量误差。本方案主要关注对真空二极管电流的测量。电流线圈是脉冲功率系统中常用的测量脉冲电流信号的装置。电流线圈分为自积分式罗氏线圈（其输出信号与被测电流成正比）和外积分式电流线圈B-dot或称微分环（其输出信号与被测电流的微分信号成正比，后端需安装积分器进行信号还原）。目前常用的电流线圈主要有两种形式：漆包线绕制及印刷电路板制作。《真空磁绝缘线B_dot电流探测器的研制》（高电压技术2007年33卷第9期）中公布了一种应用于真空环境的B-dot探测器，该结构采用修改后的真空电缆头实现真空密封，在电缆头上焊接一个单匝或多匝的线圈实现对电流信号的感应测量。该B-dot探测器解决了真空密封问题，结构简单易于调节，但未解决阻挡电子或等离子体轰击问题，且其结构不牢固，容易造成线圈形变从而引起测量误差。专利技术申请《阻挡磁绝缘鞘层电子的B-dot探头及电流空间分布测量系统》（申请公布号CN105486908A）中公布了一种阻挡磁绝缘鞘层电子的B-dot探头，采用PCB式磁感应线圈，探头顶部设置有绝缘薄片用于阻挡鞘层电子轰击。该结构稳固，解决了电子轰击问题，但PCB结构的B-dot探头经过设计制作后结构固定，不便调节参数。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了准确测量真空二极管的电流参数，同时解决等离子体屏蔽问题、真空密封问题、对快前沿信号的响应问题，并且保证结构紧凑、易于实现、参数便于调整，提供了一种用于真空二极管电流测量的B-dot探头。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于真空二极管电流测量的B-dot探头,包括电缆座、接地外壳、连接杆、真空电缆连接器、绝缘薄片，所述电缆座与接地外壳之间通过螺栓固定连接为一体；所述电缆座的轴心处设置有通孔，所述通孔内设置为真空电缆连接器，所述绝缘薄片设置在接地外壳内，所述接地外壳与电缆座通过螺钉连接，所述绝缘薄片与电缆座之间设置有感应线圈，所述感应线圈的一端连接到真空电缆连接器，感应线圈的另一端连接到电缆座上；所述探头内的真空电缆连接器与接地外壳之间为密封真空。在上述技术方案中，所述接地外壳与电缆座之间设置有金属密封圈。在上述技术方案中，所述接地外壳和所述电缆座相对应的端面上分别设置有密封槽，密封槽上均具有刀口结构，所述金属密封圈设置在密封槽内。在上述技术方案中，所述金属密封圈为软质金属材料，或为无氧铜，或为紫铜。在上述技术方案中，所述感应线圈包括线圈骨架和缠绕在线圈骨架上的线缆。在上述技术方案中，所述线圈骨架可以选用不同磁导率系数的材料。在上述技术方案中，所述线圈骨架表面设置有均匀分布的外螺纹结构，所述线缆缠绕在外螺纹结构的螺纹槽内。在上述技术方案中，所述线圈骨架一端设置有金属接地片，所述金属接地片通过螺钉固定在电缆座上，所述线圈骨架的另一端设置有金属连接杆，所述金属连接杆插入真空电缆连接器的端部。在上述技术方案中，绝缘薄片、线圈骨架一体通过螺钉固定连接在电缆座上。在上述技术方案中，所述绝缘薄片直径不小于线圈骨架的长度。在上述技术方案中，所述真空电缆连接器与电缆座之间设置有密封圈。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术中，在线圈骨架外采用绝缘薄片阻挡电子束及等离子体的轰击，使等离子体及电子难以形成短路通道，从而避免了短路现象的出现；（2）本专利技术中，B-dot的探头部分（包含电缆座、真空密封电缆连接器、连接杆、感应线圈、线圈骨架及绝缘薄片）安装完成后成为一个探头整体，具有使用和拆卸方便等优点；（3）本专利技术中，采用真空密封电缆连接器，仅采用一个O型密封圈及一个金属密封圈既可实现较高真空密封，结构简单，且金属密封圈弹性余量小，降低了拆卸过程造成的测量误差；（4）本专利技术中，感应线圈采用漆包线沿线圈骨架表面的均匀螺纹槽绕制，而线圈骨架采用螺钉固定在电缆座上，使得B-dot探头结构均匀、牢固，感应线圈电感的典型值为100nH量级，可以很好地满足探头时间常数远小于待测电流信号前沿的要求，对ns前沿的电流信号能够进行准确测量。感应线圈的匝数可根据测量的需要进行调整，相比PCB式线圈，具有方便调节参数的优点；（5）本专利技术中，感应线圈骨架可以根据测量参数选用不同磁导率系数的材料制作，该线圈骨架在起到支撑、固定感应线圈作用的同时也可以起到较大范围调节感应线圈电感参数的作用，使得在不改变B-dot外形尺寸的前提下，可以满足不同波形、不同大小电流测量的需求。本专利技术设计巧妙，结构简单易于实现，使用方便且制作和维护费用较低，具有突出的实质性特点和显著进步，在真空二极管电流测量领域适合大规模推广应用。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是本专利技术实施例1的局部剖视图；其中：1是电缆座，2是螺栓，3是感应线圈，4是真空密封电缆连接器，5是O型密封圈，6是连接杆，7是金属密封圈，8是接地外壳，9是绝缘薄片，10是螺钉。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。如图1本专利技术所述的一种用于真空二极管电流测量的B-dot探头，包括电缆座，O型密封圈，接地外壳，连接杆，感应线圈，还包括真空密封电缆连接器、金属密封圈、线圈骨架和绝缘薄片，所述电缆座、真空密封电缆连接器、O型密封圈、连接杆、绝缘薄片之间均为同轴心结构。所述线圈骨架由尼龙等介质材料制成，表面具有均匀分布的外螺纹结构；所述感应线圈由漆包线沿线圈骨架螺纹槽均匀绕制而成，漆包线的两端相绞形成双绞线结构，一端焊接金属接地片，另一端焊接金属连接杆。安装时采用螺钉将金属接地片与电缆座连接，金属连接杆与所述真空密封电缆连接器的一端连接。所述真空密封电缆连接器具有穿墙式结构，穿过所述电缆座的中心孔安装在所述电缆座上，将探头信号引出至示波器显示。所述真空密封电缆连接器内部采用陶瓷烧结等能够有效密封真空的结构，外部与所述电缆座之间采用O型密封圈密封真空。所述绝缘薄片和所述线圈骨架采用共同的螺钉安装在电缆座上，所述绝缘薄片位于所述线圈骨架外侧，起到阻挡等离子体的作用。所述接地外壳和所述电缆座上下端面相对的位置处分别设置有密封槽，密封槽上均具有刀口结构。安装时在上述密封槽中放置所述金属密封圈，将所述接地外壳和所述电缆座采用螺栓连接，起到固定B-dot探头及密封真空的作用。上述金属密封圈为无氧铜、紫铜等软质金属材料；上述电缆座、接地外壳为不锈钢等硬质金属材料；上述连接杆为金属材料；上述绝缘薄片为耐高温耐烧蚀的聚酰亚胺或聚四氟乙烯等高分子材料。整个安装过程为：依次将O型密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于真空二极管电流测量的B‑dot探头, 包括电缆座、接地外壳、连接杆、真空电缆连接器、绝缘薄片，所述电缆座与接地外壳之间通过螺栓固定连接为一体；其特征在于所述电缆座的轴心处设置有通孔，所述通孔内设置为真空电缆连接器，所述绝缘薄片设置在接地外壳内，所述接地外壳与电缆座通过螺钉连接，所述绝缘薄片与电缆座之间设置有感应线圈，所述感应线圈的一端连接到真空电缆连接器，感应线圈的另一端连接到电缆座上；所述探头内的真空电缆连接器与接地外壳之间为密封真空。

【技术特征摘要】
1.一种用于真空二极管电流测量的B-dot探头,包括电缆座、接地外壳、连接杆、真空电缆连接器、绝缘薄片，所述电缆座与接地外壳之间通过螺栓固定连接为一体；其特征在于所述电缆座的轴心处设置有通孔，所述通孔内设置为真空电缆连接器，所述绝缘薄片设置在接地外壳内，所述接地外壳与电缆座通过螺钉连接，所述绝缘薄片与电缆座之间设置有感应线圈，所述感应线圈的一端连接到真空电缆连接器，感应线圈的另一端连接到电缆座上；所述探头内的真空电缆连接器与接地外壳之间为密封真空。2.根据权利要求1所述的一种用于真空二极管电流测量的B-dot探头,其特征在于所述接地外壳与电缆座之间设置有金属密封圈。3.根据权利要求2所述的一种用于真空二极管电压测量的B-dot探头，其特征在于所述接地外壳和所述电缆座相对应的端面上分别设置有密封槽，密封槽上均具有刀口结构，所述金属密封圈设置在密封槽内。4.根据权利要求3所述的一种用于真空二极管电压测量的B-dot探头，其特征在于所述金属密封圈为软质金属材料，或为无氧铜，或为紫铜。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春霞，秦奋，李文君，徐莎，王冬，罗敏，康强，王淦平，丁恩燕，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51