电子枪发射性能的测试系统及方法技术方案

一种电子枪发射性能测试系统及方法，系统包括：第一真空室、第二真空室、真空系统、电极系统及电气控制系统；第一真空室及第二真空室用于放置电子枪，其中第一真空室设有阳极；真空系统用于对第一真空室及第二真空室抽真空；电极系统用于为电子枪提供电流和电压；电气控制系统用于控制真空系统及所述电极系统的动作，以测试电子的枪发射性能。该系统具有结构紧凑、可靠性高、测量参数全等优点，可有效缩短电子枪及微波管的研制周期，便于生产批量化应用。

Testing System and Method for Emission Performance of Electron Gun

【技术实现步骤摘要】
电子枪发射性能的测试系统及方法
本专利技术涉及真空电子学
，尤其涉及一种电子枪发射性能的测试系统及方法。
技术介绍
电子枪是微波管的心脏，由阴极-热子组件、阴极支撑筒、控制极和热子引线组件等部分组成，其功能是产生和形成一定形状的电子注。在微波管研制过程中，电子枪组件的装配和焊接精度可以用接触式或非接触式的测量方法进行检验，判断电子枪几何尺寸是否合格；但是电子枪的发射性能和导流系数等电性能的检测只能待形成整管后在热测环节进行验证。若电子枪的电性能指标不合格，则只能对整管进行返工，调整工艺参数重新制备电子枪组件。微波管的研制过程中电子枪主要面临两个问题：一是电子枪聚束极膨胀量的大小决定了阴极-阳极之间的距离，距离的大或小都会影响电子枪的发射性能和整管的电气性能。目前是根据膨胀量计算距离，无法模拟阴极-阳极的工作状态；二是形成整管前电子枪阴极发射性能测试和导流系数测定尚无相关手段，而电子枪阴极发射电流大或小均会影响整管中电子枪打火。为确保微波管的可靠性及稳定性，需对电子枪发射性能进行测试。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对于现有的技术问题，本专利技术提出一种电子枪发射性能的测试系统及方法，用于解决现有技术中模拟阴极-阳极的工作状态及形成整管前电子枪阴极发射性能测试和导流系数无法测定的问题。(二)技术方案本专利技术提供一种电子枪发射性能测试系统，包括：第一真空室、第二真空室、真空系统、电极系统及电气控制系统；第一真空室及第二真空室用于放置电子枪，其中第一真空室设有阳极；真空系统用于对第一真空室及第二真空室抽真空；电极系统用于为电子枪提供电流和电压；电气控制系统用于控制真空系统及电极系统的动作，以测试电子的枪发射性能。可选地，真空系统包括离子泵1、机械泵59、分子泵60及真空管道3；离子泵1的进气口连接第一真空室；机械泵59的进气口连接分子泵60的出气口，分子泵60的进气口连接第二真空室；分子泵60的进气口与离子泵1的进气口通过真空管道3连接。可选地，真空管道3包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口；离子泵1的进气口连接第一端口，第二端口连接第一真空室；分子泵60的进气口连接第四端口，第三端口连接第二真空室。可选地，电极系统包括第一电极8、第二电极10及第三电极22，三电极的一端连接真空系统，另一端连接电气控制系统。可选地，第一端口与第二端口处于同一垂线上，第三端口与第四端口处于同一垂线上。可选地，真空系统还包括第一气动高真空挡板阀4、第二气动高真空挡板阀9、第三气动高真空挡板阀23，第四气动高真空挡板阀30、第五气动高真空挡板阀35、三通连接管36、盲板法兰37、第六气动高真空挡板阀38、第七气动高真空挡板阀39、真空连接管40及第三波纹管41；机械泵59的进气口通过第五气动高真空挡板阀35、三通连接管36、第三波纹管41与分子泵60的出气口连接；机械泵59进气口通过第五气动高真空挡板阀35、真空连接管40与第六气动高真空挡板阀38、第七气动高真空挡板阀39连接；盲板法兰37设于第四端口旁。可选地，离子泵1的进气口与第一端口之间设有第一插板阀2，第二端口与第一真空室之间设有第二插板阀7；分子泵60的进气口与第四端口之间设有第四插板阀31，第三端口与第二真空室之间设有第三插板阀24。可选地，电子枪发射性能测试系统还包括真空计42、第一电阻规34、第二电阻规61及电离规62；第一电阻规34与真空计42连接，用于测量机械泵59进气口的真空度；第二电阻规61与真空计42连接，用于测量第一真空室及第二真空室的低真空度；电离规62与真空计42连接，用于测量第一真空室及第二真空室的高真空度。可选地，离子泵的启动条件为进气口真空度优于5×10-4Pa，分子泵的启动条件为进气口真空度不低于10Pa。本专利技术另一方面提供一种电子枪发射性能的测试方法，包括：S1，关闭所有插板阀，并开启第一气动高真空挡板阀；S2，将电子枪置于第一真空室或第二真空室中，使得电子枪的电极与系统的电极连接；S3，启动机械泵，开启第二、第三、第四气动高真空挡板阀，待机械泵进气口真空度优于第一预设值，启动分子泵，开启分子泵连接的第二、第三、第四插板阀；S4，待分子泵进气口真空度优于第二预设值时，打开第一插板阀；S5，对电子枪进行加热，测试电子枪的发射电流、导流系数及表面温度。(三)有益效果本专利技术提出一种电子枪发射性能的测试系统及方法，有益效果为：(1)该性能测试系统及方法通过真空系统和电气系统获得超高真空，极限真空度优于2×10-7Pa。(2)该性能测试系统及方法能够方便快捷的测试电子枪发射性能，有效缩短了电子枪及微波管的研制周期，提高了电子枪的可靠性及稳定性；(3)该性能测试系统及方法能够测试电子枪在不同电流和时间下的温度、电压等实验数据为微波管后续工序提供依据；(4)双工位测试系统结构紧凑，占用空间小，操作方便，便于生产批量化应用。附图说明图1示意性示出了本专利技术实施例微波管电子枪发射性能测试系统的示意图。图2示意性示出了本专利技术实施例微波管电子枪发射性能测试系统的右视图。图3示意性示出了本专利技术实施例微波管电子枪发射性能测试系统中电气控制系统的示意图。图4示意性示出了本专利技术实施例微波管电子枪发射性能测试方法的流程图。【附图标记】1-离子泵；2-第一插板阀；3-真空管道；4-第一气动高真空挡板阀；5-第一卡箍；6-第一三通；7--第二插板阀；8-第一电极；9-第二气动高真空挡板阀；10-第二电极；11-水冷阳极；12-升降机构；13-第一观察窗CF63；14-不锈钢钟罩；15-第二观察窗CF63；16-支架；17-刀口法兰CF150；18-石英钟罩；19-物料盘；20-橡胶密封圈；21-台架；22-第三电极；23-第三气动高真空挡板阀；24-第三插板阀；25-变径管；26-第二三通；27-第一波纹管；28-第二卡箍；29-第三卡箍；30-第四气动高真空挡板阀；31-第四插板阀；32-弯管；33-第二波纹管；34-第一电阻规；35-第五气动高真空挡板阀；36-三通连接管；37-盲板法兰；38-第六气动高真空挡板阀；39-第七气动高真空挡板阀；40-真空连接管；41-第三波纹管；42-真空计；43-机柜；44-显示屏；45-钟罩升按钮；46-钟罩降按钮；47-钟罩脱开按钮；48-压缩空气异常按钮；49-真空异常按钮；50-缺水按钮；51-分子泵异常按钮；52-机械泵异常按钮；53-报警复位按钮；54-第一灯丝电源；55-第二灯丝电源；56-高压电源；57离子泵电源；58-UPS电源；59-机械泵；60-分子泵；61-第二电阻规；62-电离规。具体实施方式本专利技术提供了一种微波管电子枪发射性能测试系统及方法，其具有结构紧凑、可靠性高、测量参数全等优点，可有效缩短电子枪及微波管的研制周期。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术一实施例提出一种电子枪发射性能测试系统，包括：第一真空室、第二真空室、真空系统、电极系统及电气控制系统。第一真空室及第二真空室用于放置电子枪，其中第一真空室设有阳极；真空系统用于对第一真空室及第二真空室抽真空；电极系统用于为电子枪提供电流和电压；电气控制系统用于控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子枪发射性能测试系统，其特征在于，包括：第一真空室、第二真空室、真空系统、电极系统及电气控制系统；所述第一真空室及所述第二真空室用于放置所述电子枪，其中所述第一真空室设有阳极；所述真空系统用于对所述第一真空室及所述第二真空室抽真空；所述电极系统用于为所述电子枪提供电流和电压；所述电气控制系统用于控制所述真空系统及所述电极系统的动作，以测试所述电子的枪发射性能。

【技术特征摘要】
1.一种电子枪发射性能测试系统，其特征在于，包括：第一真空室、第二真空室、真空系统、电极系统及电气控制系统；所述第一真空室及所述第二真空室用于放置所述电子枪，其中所述第一真空室设有阳极；所述真空系统用于对所述第一真空室及所述第二真空室抽真空；所述电极系统用于为所述电子枪提供电流和电压；所述电气控制系统用于控制所述真空系统及所述电极系统的动作，以测试所述电子的枪发射性能。2.根据权利要求1所述的电子枪发射性能测试系统，其特征在于，所述真空系统包括离子泵(1)、机械泵(59)、分子泵(60)及真空管道(3)；所述离子泵(1)的进气口连接所述第一真空室；所述机械泵(59)的进气口连接所述分子泵(60)的出气口，所述分子泵(60)的进气口连接所述第二真空室；所述分子泵(60)的进气口与所述离子泵(1)的进气口通过所述真空管道(3)连接。3.根据权利要求2所述的电子枪发射性能测试系统，其特征在于，所述真空管道(3)包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口；所述离子泵(1)的进气口连接所述第一端口，所述第二端口连接所述第一真空室；所述分子泵(60)的进气口连接所述第四端口，所述第三端口连接所述第二真空室。4.根据权利要求1所述的电子枪发射性能测试系统，其特征在于，所述电极系统包括第一电极(8)、第二电极(10)及第三电极(22)，三电极的一端连接所述真空系统，另一端连接所述电气控制系统。5.根据权利要求3所述的电子枪发射性能测试系统，其特征在于，所述第一端口与所述第二端口处于同一垂线上，所述第三端口与所述第四端口处于同一垂线上。6.根据权利要求3所述电子枪发射性能测试系统，其特征在于，所述真空系统还包括第一气动高真空挡板阀(4)、第二气动高真空挡板阀(9)、第三气动高真空挡板阀(23)，第四气动高真空挡板阀(30)、第五气动高真空挡板阀(35)、三通连接管(36)、盲板法兰(37)、第六气动高真空挡板阀(38)、第七气动高真空挡板阀(39)、真空连接管(40)及第三波纹管(41)；所述机械泵(59)的进气口通过所述第五气动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博锋，周健勇，王小霞，胡旭华，周冠丽，张兆传，张永清，沈斌，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11