[實(shí)用新型]一種高功率微波腔體的光輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820262196.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207923286U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝在鵬;李永明;何源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所
• 主分類號(hào): G01J1/42
• 分類號(hào): G01J1/42;G01J1/44;G01J1/02
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 張瑾

本實(shí)用新型涉及核電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的微波腔體的光輻射技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高功率微波腔體的光輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是包括不銹鋼屏蔽盒，所述的不銹鋼屏蔽盒內(nèi)設(shè)置有電路板，電路板上設(shè)置有SMA接頭，光電轉(zhuǎn)換傳感器探頭安裝在不銹鋼屏蔽盒側(cè)面下方，不銹鋼屏蔽盒上還設(shè)置有與電路板相連的電源接口；電路板上的兩路光傳感探頭和自檢信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)選擇器并選擇信號(hào)輸出光感應(yīng)傳感器信號(hào)，光感應(yīng)傳感器信號(hào)接三重冗余電路中的單路信號(hào)處理電路，單路信號(hào)處理電路經(jīng)單路判斷輸出信號(hào)接三輸入投票電路，三輸入投票電路輸出為報(bào)警信號(hào)。其系統(tǒng)可靠性高，響應(yīng)速度快；設(shè)計(jì)成本低，電路簡(jiǎn)單，安裝方便；信號(hào)判斷邏輯閾值可調(diào)，系統(tǒng)靈敏度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及核電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的微波腔體的光輻射技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高功率微波腔體的光輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在強(qiáng)流粒子加速器中高功率微波(HPM)腔體具有廣泛的應(yīng)用，其通過(guò)采用一種工作頻率范圍在1G-300GHz之間且瞬時(shí)功率過(guò)100MW的電磁脈沖而實(shí)現(xiàn)將電磁能量轉(zhuǎn)化為粒子的動(dòng)能以實(shí)現(xiàn)粒子加速。在HPM腔體中，由于功率傳輸設(shè)備制造工藝上的不完美等因素使得實(shí)際工作環(huán)境中的HPM在真空傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次電子倍增效應(yīng)甚至電弧放電效應(yīng)的。這兩種效應(yīng)的發(fā)生使得處于工作狀態(tài)的腔體和真空管造成局部短路或局部溫度升高，甚至破壞昂貴的超導(dǎo)腔及其配套設(shè)備。因此如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這兩種效應(yīng)成為HPM腔體保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵。其主要目的是能及時(shí)的監(jiān)測(cè)這兩種效應(yīng)并能迅速關(guān)閉微波功率源，以避免造成HPM腔體的設(shè)備損壞。由高功率微波傳輸導(dǎo)致的電弧放電效應(yīng)的過(guò)程中通常伴隨著高能量的釋放，其通常會(huì)以一種輻射的方式對(duì)外釋放能量。實(shí)驗(yàn)表明，在強(qiáng)流粒子加速器中HPM腔體當(dāng)發(fā)生電弧放電效應(yīng)的時(shí)候，其對(duì)外輻射的可見(jiàn)光線的通常是為波長(zhǎng)460nm到580nm左右的的可見(jiàn)光。因此有文獻(xiàn)[1]提出利用光探測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)二次電子倍增和電弧放電效應(yīng)的監(jiān)測(cè)，從而快速的實(shí)現(xiàn)機(jī)器保護(hù)。

光輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種低成本的監(jiān)測(cè)方法，其通過(guò)一套電路監(jiān)測(cè)并觸發(fā)警報(bào)，其設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，且響應(yīng)速度較快。然而在目前已有的解決方案中，監(jiān)測(cè)電路通常是一種由多個(gè)模擬器件組成的放大和觸發(fā)電路，其存在一定可靠性問(wèn)題。首先，這一類的半導(dǎo)體集成電路使用一段時(shí)間后，某些電性能參數(shù)將逐漸發(fā)生參數(shù)漂移而失效，并可能產(chǎn)生隨機(jī)錯(cuò)誤。其次，在強(qiáng)流粒子加速器的高能輻射環(huán)境下，由于環(huán)境中存在的電子、質(zhì)子、中子、α粒子等以及伽瑪射線等輻射使得電路元器件參數(shù)變化，甚至導(dǎo)致電路完全損壞而失去功能。因此如何針對(duì)已有的解決方案提高系統(tǒng)可靠性，減少部件更換頻率，減少人力和硬件成本，并增加機(jī)器保護(hù)失效的風(fēng)險(xiǎn)成為了一個(gè)待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種高功率微波腔體的光輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。從而有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：所述的一種高功率微波腔體的光輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是包括不銹鋼屏蔽盒，所述的不銹鋼屏蔽盒內(nèi)設(shè)置有電路板，電路板上設(shè)置有第二SMA接頭，第二SMA接頭通過(guò)三根同軸電纜傳輸線分別接第一SMA接頭中的LVDS信號(hào)OUT+端口、LVDS信號(hào)OUT-端口和復(fù)位信號(hào)端口，光電轉(zhuǎn)換傳感器探頭安裝在不銹鋼屏蔽盒側(cè)面下方，不銹鋼屏蔽盒上還設(shè)置有與電路板相連的電源接口；所述的電路板上的電路模塊中的兩路光傳感探頭和自檢信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)選擇器并選擇信號(hào)輸出光感應(yīng)傳感器信號(hào)，光感應(yīng)傳感器信號(hào)接三重冗余電路中的單路信號(hào)處理電路，單路信號(hào)處理電路經(jīng)單路判斷輸出信號(hào)接三輸入投票電路，三輸入投票電路輸出為報(bào)警信號(hào)。