[實用新型]一種諧振腔軸向電場測量裝置

有效

• 申請號: 201721231057.8
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN207268757U
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 胡桐寧;魯垚;馮光耀;楊軍;袁雅婷
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R29/14
• 分類號: G01R29/14
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 廖盈春,李智

技術領域

本實用新型屬于電子直線加速器領域，更具體地，涉及一種諧振腔軸向電場測量裝置。

背景技術

電子直線加速器不僅用于高能物理等基礎科學研究，還在民用領域有廣泛的應用。醫學上，目前在世界各國已經有不同能量的醫用直線加速器在運行，對腫瘤進行放射治療。在工業領域，電子直線加速器可用于工業探傷和輻照加工。在農業領域，尤其是在食品的輻照加工以及良種的培育方面，電子直線加速器得到了廣泛的應用。

諧振腔體是直線加速器中的關鍵部分，微波功率饋入后在諧振腔體內部激發電場，進而加速電子。因此在安裝諧振腔體前，對諧振腔體的諧振頻率的測量，及測量其軸向電場曲線與諧振頻率是否與仿真設計相一致具有十分重要的意義。由于腔體是一個封閉結構，無法直接測量其內部電場軸向強度分布。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種諧振腔軸向電場測量裝置以及測量方法，其目的在于解決現有的測量裝置無法保證測量探頭與諧振腔的同軸度而導致軸向電場測量不準確的技術問題。

為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種諧振腔軸向電場測量裝置，包括：第一滑輪、第二滑輪、第三滑輪、第四滑輪、牽引線、主體框架、微擾體、激勵模塊、驅動結構、環境監測模塊以及分析模塊；

主體框架設有上橫梁和下底座，上橫梁和下底座平行設置，下底座上表面和上橫梁下表面均設有導軌，驅動結構安裝于下底座上，第一滑輪與驅動結構連接，第二滑輪位于下表面上導軌上，第三滑輪和第四滑輪位于上橫梁下表面上的導軌上，且第一滑輪、第二滑輪、第三滑輪和第四滑輪位于同一平面；第一滑輪、第二滑輪、第三滑輪和第四滑輪通過呈環形的牽引線連接；

第二滑輪和第四滑輪之間豎直放置的牽引線位于待測諧振腔的中心線上，微擾體固定于第二滑輪和第四滑輪之間的牽引線上，用于改變待測諧振腔內諧振頻率同時不破壞待測諧振腔內場強分布；驅動結構用于驅動第一滑輪轉動進而帶動牽引線移動，使微擾體沿著諧振腔中心線移動，保證微擾體運動軌跡與待測諧振腔中心線的同軸度；

激勵模塊用于產生激勵信號并采集微擾體位于不同位置的反饋信號，激勵信號作用于待測諧振腔上使諧振腔諧振；

環境監測模塊用于監測環境信息；

分析模塊，其第一輸入端與激勵模塊的輸出端連接，其第二輸入端與環境監測模塊的輸出端連接，用于根據微擾體位于不同位置的反饋信號和環境信息獲得待測諧振腔內軸向場強。

優選地，在主體框架的下底座上設有多個螺紋孔，用于調節驅動結構的位置，使得第一滑輪、第二滑輪、第三滑輪和第四滑輪位于同一平面。

優選地，諧振腔軸向電場測量裝置還包括張緊輪，安裝于驅動結構上；呈環形的牽引線套于張緊輪上，張緊輪用于提高牽引線與各個滑輪之間的摩擦力。

優選地，分析模塊包括：

參數轉化單元，其輸入端作為分析模塊的輸出端連接，用于根據標準真空狀態下諧振頻率和環境信息獲得當前環境下諧振頻率；以及

電場數值獲取單元，其第一輸入端與參數轉化單元的輸出端連接，其第二輸入端作為分析模塊的第二輸入端，用于根據不同位置的反饋信號和當前環境下諧振頻率獲得諧振腔不同位置的軸向場強。

優選地，微擾體為導電材料。

總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

1、本實用新型提供的裝置中，將位于第二滑輪和第四滑輪中間豎直放置的牽引線作為測量線，微擾體位于該段牽引上，通過電機驅動滑輪轉動帶動牽引線移動，保證微擾體移動位移與被測諧振腔中心線的同心度高，測量結果更精確。

2、該裝置設有導軌，便于移動滑輪位置，同時將滑輪直接安裝于型材之上，既保證的結構的緊湊與簡單，又使得調節滑輪之間的位置更加方便。

3、該裝置在電機傳動處設有張緊輪以壓緊牽引線，增大牽引線與滑輪間的摩擦力，電機轉動帶動滑輪時，不易發生打滑，保證測量的準確性。

4、測量系統采用工業計算機與可遠程控制的網絡分析儀、步進電機及環境監測集成模塊的組合，可實現全自動測量，并且測量過程快速平穩。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的諧振腔軸向電場測量裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型提供的諧振腔軸向電場測量裝置的工作原理圖；

圖3為本實用新型提供的基于諧振腔軸向電場測量裝置的測量方法流程圖；