2MeV10mA電子加速器的束流范圍擴展及穩(wěn)定性控制研究.pdf

1、該項研究中擬進行改進的加速器,是俄羅斯生產(chǎn)的2MeV10mA工業(yè)用電子加速器,采用計算機智能控制系統(tǒng)相對較少,且束流調(diào)節(jié)范圍只在1mA--10mA具有較好的穩(wěn)定性,而在科研工作應(yīng)用中實際中經(jīng)常需要較小束流.為同時滿足工業(yè)加工和科研實驗的需要,解決小束流電子引出以及穩(wěn)定性問題,所以開展該項目研究工作.現(xiàn)在的工控產(chǎn)品強大的控制功能,完全可以滿足加速器的控制要求,因此僅從控制系統(tǒng)所要實現(xiàn)的控制內(nèi)容來看,困難也許不大.但加速器是一臺高電壓(2M

2、V),強束流(10mA)的設(shè)備,本身就是一個強大的電磁干擾源,另外還會有通過空間途徑引入的輻射性干擾,而且這些干擾都具有很強的干擾能量.所以解決小束流穩(wěn)定問題,要求系統(tǒng)必須具備很強的抗干擾能力,能在較惡劣的環(huán)境下連續(xù)穩(wěn)定工作.加速器束流就是電子槍陰極發(fā)射電流,要對束流精確控制的關(guān)鍵在于對電子槍電源的精確控制和穩(wěn)定.電子槍發(fā)射電子是受控于電子槍陰極燈絲溫度,也即是受控于燈絲加熱電壓(電流).這樣電子束流的穩(wěn)定,與電子槍電源的穩(wěn)定直接相關(guān),

3、因此首先需要穩(wěn)定電子槍電源.這里采用間熱式電子槍的陰極加熱電源,將控制過程中的電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號,再通過測量一定時間內(nèi)有多少個脈沖產(chǎn)生.算出電壓值的大小,提高了控制精度.對于加速管頻率穩(wěn)定控制,系統(tǒng)采用自適應(yīng)增益控制和ADALINE方法,解決了頻率慢漂移及頻率穩(wěn)定問題,保證了束流的能量和掃描均勻度穩(wěn)定性.束流掃描系統(tǒng)由于原來采用三角波信號驅(qū)動,在大掃描角度情形下,均勻性不好.通過采用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生類似正弦波的特殊電壓信號,能夠大大改