本发明专利技术公开了一种局部调频射频电子加速器及加速器调频方法，其包括加速腔、耦合腔、束流孔，所述加速腔和耦合腔交替装配在一起，束流孔贯穿加速腔和耦合腔，在加速腔和耦合腔内部均设置有局部切削区域，该加速器结构适用于局部调频的方法，在加速管调频阶段中，对加速管腔的局部切削区域进行切削，当进刀量较大时，腔体积变化仍然较小，所产生的腔频率变化量较小，显著降低了调频难度，同时对于机床精度要求得到降低，相应的降低了企业的成本。
【技术实现步骤摘要】
一种局部调频射频电子加速器及加速器调频方法
本专利技术属于加速器调频
，具体涉及一种局部调频射频电子加速器及加速器调频方法。
技术介绍
电子直线加速器是一种利用微波电磁场加速电子并且具有直线运动轨道的加速装置，其被广泛应用于医疗领域中，比如说常见的CT机(即计算机X线断层摄影机)，其中最关键的部件就是电子直线加速器，利用的则是加速器加速电子进而产生高能量X射线的基本原理。微波，又称为“超高频电磁波”，其通常用波导管(常用的是圆波导管)进行传播，但是其在波导管中传播的相速度(波的相位在空间中传递的速度，是相位移动速度的简称)远大于光速，即微波电磁场的相速度传播过快，并不能实现对电子的加速，因此需要设法将波导管中微波传播的相速度降下来。为解决这一问题，现有技术教会我们通过在圆波导管中周期性插入带中孔的圆形膜片，依靠膜片的反射作用，就可使微波传播的相速度慢下来，进而微波电磁场就可以与注入其中的电子进行能量交换，即可实现对电子的加速。这种波导管，人们称其为盘荷波导加速管，取圆形膜片对波导管加载之意，同时又可称为慢波结构。可见，上述所说的盘荷波导加速管或是慢波结构是构成电子直线加速器的关键部件之一。当电子在盘荷波导加速管的微波电磁场中所处的相位与加速相位相匹配时，电磁场能量转换为电子能量，电子得到加速；当电子在盘荷波导加速管的微波电磁场中所处的相位与减速相位相匹配时，电子能量转换为电磁场能量，电子被减速。因此为了确保电子能够持续的被加速进而获得高能量，现有技术给出了以下两种不同的电子加速方式：第一种是行波加速方式，对应行波电子直线加速器。该方式实现对电子加速的核心原理是让电子运行速度与行波的相速度相等，即二者满足同步条件，这样电子可以一直处于电场的波峰上进行加速；第二种是驻波加速方式，对应驻波电子直线加速器。该方式实现对电子加速的核心原理是让电子在盘荷波导加速管中的每个腔内飞跃时所遇到的都是电场的加速相位，即电子在一个腔飞跃的时间等于加速管中电磁场振荡的半周期，电子的飞跃时间与加速电场更换方向时间一致，从而实现对电子的持续加速。其中，对于驻波加速方式而言，实现对电子持续加速的前提条件之一是：盘荷波导加速管中每个腔都是具有同一个腔体本征频率f0的电磁谐振腔，即所有腔体都谐振在同一个频率上，同时还要与微波频率一致。而腔体本征频率f0通常取决于腔体的内径尺寸R大小，二者呈反相关的关系，即腔体内径尺寸大，f0小，反之则大，其根本原理是加速器腔体的本征频率与其腔体的体积相关。当加工出来的加速管腔体尺寸完全符合人们所想要的频率时，则该加速管就满足了可使电子持续加速的前提条件之一。但是往往实际加工的过程中，测试人员在对从厂家拿到的所加工出的加速管各个腔体进行频率测量时，有的腔体本征频率f0比所需的大，有的腔体征频率f0又比所需的要小，并不符合预期的设计。此时，若测出加工出来的某个腔体频率大了，需要使之变小，通常的做法是通过削该腔体管内壁使内径R增大(即使腔体内径尺寸变大，也就是腔体的体积相应变大)的方式实现；而若测出加工出来的某个腔体频率小了需要使之变大，即需要使腔体的内径R尺寸变小，通常的做法是利用开设在该腔体管的外壁上的孔槽实现，即用一根小棒子插入该孔槽，然后敲击小棒子使腔体管的内壁发生变形，进而就可减小腔体内径尺寸R，实现频率的升频调节。但是这种方式存在的的缺陷是容易使腔体内部分电磁场转化为高阶电磁场，而高阶电磁场不能实现对电子的加速，因此造成电磁能量丢失，进而使得电子获得的能量减少。因此目前急需一种能够对利用驻波加速方式加速电子的盘荷波导加速管的腔体本征频率进行升频调节的最佳解决方案。一般情况下，在加工加速器零件的时候，是会特意预留一定加工量的。如仿真计算的腔体直径是D，机床加工的时候只加工到D-0.02mm。即还预留了0.01mm(半径方向进刀量)的余量，如这部分加工余量对应的频率偏差为5MHz。因为机床本身精度问题(比如圆柱度、轮廓度等)，加工出来的零件，测量其频率，偏差为6MHz。那么再根据测量结果进行仿真计算，计算结果需要在腔体半径切削0.012mm。这个切削量，会分次进行加工，这个微量加工过程，称之为调频阶段。专利技术人在实际使用过程中发现，这些现有技术至少存在以下技术问题：现有加速器的加速腔腔体在调频阶段中，仍然采用的是与粗车阶段中完全一样的加工方法，采用整体切削的方式对腔体的体积进行调整，其中涉及到的加工面较大。当进刀量较小时，腔体积变化仍然较大，所产生的腔频率变化量较大，调频难度较大。同时为了实现对加速器腔体的本征频率精确调节，现有的生产厂家需要不断地追求更高精度的机床，成本高昂，加工难度高。
技术实现思路
为克服上述存在之不足，本专利技术的专利技术人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种局部调频射频电子加速器及加速器调频方法，其可以采用局部调频技术，当进刀量较大时，腔体积变化仍然较小，所产生的腔频率变化量较小，降低了调频难度，对于机床的精度要求得到了降低，企业的设备成本相应的降低。为实现上述目的本专利技术所采用的技术方案是：提供一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其包括加速腔、耦合腔、束流孔，所述加速腔和耦合腔交替装配在一起，束流孔贯穿加速腔和耦合腔，在加速腔和耦合腔内部均设置有局部切削区域。根据本专利技术所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其进一步的优选技术方案是：所述加速腔与耦合腔由耦合腔零件与加速腔零件两者间隔叠加形成，所述耦合腔零件左侧设置有完整的耦合腔轮廓且左面开放，右侧设置有一半加速腔腔体，腔体开放面朝向右侧；加速腔零件左侧设置有一半加速腔腔体，腔体开放面朝向左侧，右侧的壁面作为耦合腔的封闭面。根据本专利技术所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其进一步的优选技术方案是：在耦合腔零件与加速腔零件任一零件上的加速腔局部切削区域限制在横截面为1×1mm的正方形的圆环区域，圆环的内径等于加速腔腔体内径。根据本专利技术所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其进一步的优选技术方案是：所述加速腔局部切削区域分别位于耦合腔零件与加速腔零件上，起始平面是耦合腔零件与加速腔零件构成加速腔的平面，耦合腔零件与加速腔零件上的加速腔局部切削区域整体构成一个2×1mm的环形区域。根据本专利技术所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其进一步的优选技术方案是：所述耦合腔局部切削区域限制在横截面为0.5×0.5mm的正方形的圆环区域，该圆环位于耦合腔零件上，起始平面是加速腔零件与耦合腔零件接合构成耦合腔的平面，圆环的内径等于耦合腔腔体内径。根据本专利技术所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其进一步的优选技术方案是：所述加速腔与耦合腔由加速腔零件与耦合腔零件两者间隔叠加形成，所述加速腔零件上有完整的加速腔，所述耦合腔零件上有完整的耦合腔。根据本专利技术所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其进一步的优选技术方案是：所述加速腔局部切削区域限制在横截面为1×1mm的正方形的圆环区域，该圆环本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其包括加速腔、耦合腔、束流孔，所述加速腔和耦合腔交替装配在一起，束流孔贯穿加速腔和耦合腔，其特征在于，在加速腔和耦合腔内部均设置有局部切削区域。/n
【技术特征摘要】
1.一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其包括加速腔、耦合腔、束流孔，所述加速腔和耦合腔交替装配在一起，束流孔贯穿加速腔和耦合腔，其特征在于，在加速腔和耦合腔内部均设置有局部切削区域。
2.根据权利要求1所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其特征在于，所述加速腔与耦合腔由耦合腔零件与加速腔零件两者间隔叠加形成，所述耦合腔零件左侧设置有完整的耦合腔轮廓且左面开放，右侧设置有一半加速腔腔体，腔体开放面朝向右侧；加速腔零件左侧设置有一半加速腔腔体，腔体开放面朝向左侧，右侧的壁面作为耦合腔的封闭面。
3.根据权利要求2所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其特征在于，在耦合腔零件与加速腔零件任一零件上的加速腔局部切削区域限制在横截面为1×1mm的正方形的圆环区域，圆环的内径等于加速腔腔体内径。
4.根据权利要求3所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其特征在于，所述加速腔局部切削区域分别位于耦合腔零件与加速腔零件上，起始平面是耦合腔零件与加速腔零件构成加速腔的平面，耦合腔零件与加速腔零件上的加速腔局部切削区域整体构成一个2×1mm的环形区域。
5.根据权利要求2所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其特征在于，所述耦合腔局部切削区域限制在横截面为0.5×0.5mm的正方形的圆环区域，该圆环位于耦合腔零件上，起始平面是加速腔零件与耦合腔零件接合构成耦合腔的平面，圆环的内径等于耦合腔腔体内径。
6.根据权利要求1所述的一种适用于局部调频的射频电子加速器结构，其特征在于，所述加速腔与耦合腔由加速腔零件与耦合腔零件两者间隔叠加形成，所述加速腔零件上有完整...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘咸生，
申请(专利权)人：成都奕康真空电子技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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