[發(fā)明專利]基于電子束流恒定的電子槍燈絲加熱電流自動(dòng)整定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610938937.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN106531602B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋壽祺;黃小東;費(fèi)翔;陸葦;秦玉江;郭華艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林獅達(dá)機(jī)電技術(shù)工程有限公司
• 主分類號(hào): H01J37/24
• 分類號(hào): H01J37/24
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司45107
• 代理人: 陳躍琳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子束加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電子束流恒定的電子槍燈絲加熱電流自動(dòng)整定方法。

背景技術(shù)

采用軸對(duì)稱皮爾斯電子槍的電子束加工設(shè)備，其陰極發(fā)射電子束流受溫度限制狀態(tài)和空間電荷限制狀態(tài)。為了提高電子束的品質(zhì)，現(xiàn)有電子束加工設(shè)備溫度限制狀態(tài)為飽和發(fā)射，在空間電荷限制狀態(tài)下，加速電壓為恒定值，采用改變柵偏電壓-U_b來改變陰極的有效發(fā)射面積的方法來控制電子束流，其中陰極（燈絲）采用恒流控制方式。

然而，由于不同燈絲間材質(zhì)及幾何尺寸的差異，將導(dǎo)致燈絲飽和加熱電流不同；即使同一根燈絲隨著工作時(shí)間的累積，其所需的飽和加熱電流亦有所變化；另外燈絲的裝配及加熱微變形都會(huì)影響其發(fā)射電子能力。這種固定的燈絲電流工作制，燈絲陰極易要么工作于過深飽和狀態(tài)，影響其使用壽命；要么工作于欠飽和狀態(tài)，影響電子束的品質(zhì)。

為了既充分發(fā)揮三極皮爾斯電子槍電子束品質(zhì)性能，又能最大限度的延長(zhǎng)燈絲陰極壽命，需對(duì)燈絲加熱電流飽和程度進(jìn)行量化的判斷及控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有電子束加工設(shè)備無法兼顧電子束品質(zhì)和燈絲陰極使用壽命的問題，提供一種基于電子束流恒定的電子槍燈絲加熱電流自動(dòng)整定方法。

為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于電子束流恒定的電子槍燈絲加熱電流自動(dòng)整定方法，包括如下步驟：

步驟1、電子束流穩(wěn)定于I_E，逐漸增加燈絲電流使得柵偏電壓達(dá)到設(shè)定的最小柵偏電壓-U_Gmin并保持穩(wěn)定，記錄此時(shí)燈絲穩(wěn)定電流I_Kmin；

步驟2、保持電子束流為I_E，繼續(xù)增加燈絲電流達(dá)到設(shè)定的燈絲基準(zhǔn)電流I_K1，記錄此時(shí)基準(zhǔn)的穩(wěn)態(tài)柵偏電壓值-U_G1；

步驟3、保持電子束流為I_E，讓燈絲電流增加1個(gè)固定微量δ_k，并記錄第一次增量的穩(wěn)態(tài)柵偏電壓相對(duì)于基準(zhǔn)的穩(wěn)態(tài)柵偏電壓的變化量δ_g1；

步驟4、保持電子束流為I_E，讓燈絲電流再增加1個(gè)固定微量δ_k，并記錄第二次增量的穩(wěn)態(tài)柵偏電壓相對(duì)于第一次增量的穩(wěn)態(tài)柵偏電壓的變化量δ_g3；

步驟5、保持電子束流為I_E，讓燈絲電流減小3個(gè)固定微量δ_k，并記錄第一次減量的穩(wěn)態(tài)柵偏電壓相對(duì)于基準(zhǔn)的穩(wěn)態(tài)柵偏電壓的變化量δ_g2；

步驟6、保持電子束流為I_E，讓燈絲電流再減小1個(gè)固定微量δ_k，并記錄第二次減量的穩(wěn)態(tài)柵偏電壓相對(duì)于第一次減量的穩(wěn)態(tài)柵偏電壓的變化量δ_g4；

步驟7、計(jì)算相對(duì)電子束流與相對(duì)燈絲加熱電流關(guān)系式的常數(shù)，即指數(shù)系數(shù)β和相對(duì)飽和柵偏電壓-U_gmax；其中

步驟8、設(shè)定燈絲工作電流飽和度ε，并計(jì)算燈絲工作電流I_K2；其中

上述方案中，電子束流I_E的取值范圍為1%～10%額定電子束流值。

上述方案中，電子束流I_E的介于0.5mA～10mA之間。

上述方案中，最小柵偏電壓-U_Gmin的取值范圍為10%～20%柵偏截止電壓值。

上述方案中，設(shè)定的燈絲基準(zhǔn)電流I_K1比燈絲穩(wěn)定電流I_Kmin大5%～20%。

上述方案中，固定微量δ_k為1個(gè)燈絲電流數(shù)字設(shè)定的最小分辨率值。

上述方案中，燈絲工作電流飽和度ε的取值范圍為75%～95%。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過對(duì)燈絲加熱電流飽和程度進(jìn)行量化的判斷及控制，從而既充分發(fā)揮三極皮爾斯電子槍電子束品質(zhì)性能，又能最大限度的延長(zhǎng)燈絲陰極壽命。

附圖說明

圖1為電子槍柵偏電壓與燈絲加熱電流關(guān)系圖。

圖2為基于電子束流恒定的電子槍燈絲加熱電流自動(dòng)整定方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明基于電子束流恒定的電子槍燈絲加熱電流自動(dòng)整定方法的原理如下：