[發明專利]一種利用電磁感應加熱陰極的方法

有效

• 申請號: 202010541305.9
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111613495B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 吳振華;胡旻;李杰龍;鐘任斌;劉頔威
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01J1/13
• 分類號: H01J1/13;H01J1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種利用電磁感應加熱陰極的方法。所述方法的結構包括：陰極(1)，通電線圈(2)，水冷系統(3)，真空壁(4)。所述陰極(1)是由純金屬陰極和一層純鐵組成。所述通電線圈(2)通入交流電后產生交變的磁場，在陰極(1)的純鐵中感應出交變的電流，即渦流。渦流使陰極(1)內部的原子高速無規則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，從而起到加熱陰極(1)的效果。即是通過把電能轉化為磁能，在加熱線圈與陰極不接觸的情況下，使陰極感應到磁能而發熱的一種加熱方式。所述水冷系統(3)為通電線圈(2)降溫，避免了因為溫度過高而引起的損壞。所述真空壁(4)隔絕了真空工作區域與外界大氣環境。這種方式它從根本上解決了電阻式通過熱傳導方式加熱的效率低下問題。同時解決了燈絲加轟擊電壓轟擊陰極，對陰極造成損傷的問題，以及燈絲斷裂問題。

技術領域

本發明涉及非接觸式加熱陰極的方法，特別涉及一種利用電磁感應加熱陰極的方法。

背景技術

熱陰極是通過陰極材料的熱電子發射而獲得電子流的一種陰極，熱陰極的加熱方法有兩種：對發射體或它們的基金屬直接通電進行加熱的叫做直熱式陰極；對熱子進行通電加熱，再由熱子將熱量輻射和傳導給發射體的陰極叫做間熱式陰極。

傳統的間熱式陰極主要分為間熱式轟擊型陰極和間熱式加熱型陰極。

間熱式轟擊型陰極加熱方式是，通過在熱子(燈絲)和陰極之間加上幾百乃至上千伏的轟擊電壓，在此電壓下，從熱子發射的電子轟擊陰極，使陰極加熱到一定溫度后從其表面發射出大量電子來。間熱式轟擊型陰極的加熱方式需要轟擊陰極，會對陰極造成一定程度的損傷。并且可能會發生燈絲斷裂的現象。

間熱式加熱型陰極的化合物層固定在薄壁的底托上(鎳管或鉬管)，底托下面放著耐熱絕緣的螺旋鎢絲，電流流過燈絲，燈絲燒熱陰極，當陰極達到發射電子的溫度時，就發射出電子來。間熱式加熱型陰極的加熱方式熱效率比較低，燈絲主要是靠通電后，自身發熱然后再把熱量傳遞到陰極上，從而起到加熱陰極的效果，這種加熱效果的熱量利用率較低，一部分熱量散發到真空中去了。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種利用電磁感應加熱陰極的方法，以解決電阻式通過熱傳導方式加熱的效率低下問題，同時解決燈絲加轟擊電壓轟擊陰極，對陰極造成損傷的問題，以及燈絲斷裂問題。

本發明所采用的具體方案如下：一種電磁感應加熱陰極的裝置，結構包括：陰極，通電線圈，水冷系統，真空壁，其特征在于，所述冷水系統通過真空焊接固定在真空壁上，所述通電線圈固定在水冷系統上，所述陰極的純鐵一側與通電線圈相對。

進一步的，所述陰極是由純金屬陰極和一層純鐵組成。

進一步的，純金屬陰極與純鐵之間加一層焊接材料釬焊起來。

進一步的，所述陰極與通電線圈結構上同軸。

進一步的，所述通電線圈與陰極未接觸，若通電線圈出現問題方便更換。

進一步的，所述通電線圈通過水冷系統進行散熱。

具體的，一種利用電磁感應加熱陰極的方法，其特征在于，所述通電線圈通入交流電后產生交變的磁場，在陰極的純鐵中感應出交變的電流，交變的電流使陰極內部的原子高速無規則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，從而起到加熱陰極的效果，即是通過把電能轉化為磁能，使被加熱陰極感應到磁能而發熱的一種加熱方式。

與現有技術相比，本發明有如下優點：

1，本發明的通電線圈與陰極未接觸，所以若通電線圈出現問題方便更換。

2，本發明通過電磁感應加熱陰極，不轟擊陰極，不會對陰極造成損傷。

3，本發明不會產生燈絲斷裂的現象。

4，本發明通過電磁感應加熱陰極，其加熱效率比目前熱輻射、熱傳導加熱方式的效率高。