[发明专利]电子注轴向速度测量系统

权利要求书

1.一种电子注轴向速度测量系统，其特征在于，包括：

容性探针装置(100)，包括：

主腔体结构(110)；以及

电子注感应环(130)，由金属导电材料制备，隔着绝缘陶瓷筒(120)固定于主腔体结构(110)的内侧；

收集极腔体结构(600)，与所述主腔体结构(110)相连通，呈中间大、两头小的纺锤形；

电压积分及传输电路(800)，其前端电性连接至所述电子注感应环(130)，用于将电子注穿过容性探针时产生的感应电荷转换为电压信号；

电压测量装置，电性连接于所述电压积分及传输电路(800)的后端；

以及

电流测量装置，电性连接至所述收集极腔体结构(600)；

其中，电子注由所述主腔体结构(110)的入口进入，经由所述主腔体结构(110)进入所述收集极腔体结构(600)内，由该收集极腔体(600)进行吸收，由电压测量装置和电流测量装置分别得到电子注感应电压V(t)及电子注电流I(t)。

2.根据权利要求1所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，所述收集极腔体结构(600)的内壁经过打毛工艺。

3.根据权利要求1所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，所述收集极腔体结构(600)的内壁具有低二次电子发射系数的涂层；

该低二次电子发射系数指二次电子发射系数小于所述收集极腔体结构(600)材料的二次电子发射系数至少50％。

4.根据权利要求3所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，所述收集极腔体结构(600)的内壁镀或涂覆C涂层或TiN涂层。

5.根据权利要求1所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，还包括：

前电子吸收环(102)，设置于所述主腔体结构(110)的前端，其内径r₁满足：1/4R≤r₁≤1/2R，其中，R为所述主腔体结构(110)的内径；

后电子吸收环(103)，设置于所述主腔体结构(110)的后端，用于阻挡由所述收集极腔体结构(600)反射回所述主腔体结构(110)的电子。

6.根据权利要求5所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，所述后电子吸收环(103)具有广口锥形开口，该广口锥形开口的尖端方向朝向所述主腔体结构(110)的内侧，其最窄处的半径r₂满足：

1/3R≤r₂≤2/3R。

7.根据权利要求5所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，所述前电子吸收环(102)和后电子吸收环(103)的材料为石墨或TiN。

8.根据权利要求1所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，所述主腔体结构(110)的后端通过后法兰盘(202)连接至所述收集极腔体结构(600)，所述后法兰盘(202)和所述收集极腔体结构(600)之间具有绝缘陶瓷件(302)；所述电子注轴向速度测量系统还包括：

偏压电路(700)，电性连接于所述收集极腔体结构(600)和后法兰盘(202)之间，使所述后法兰盘(202)的电压低于所述收集极腔体结构(600)的电压。

9.根据权利要求1所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，所述电子注感应环(130)隔着绝缘陶瓷筒(120)固定于所述主腔体结构(110)的内侧的中部；所述容性探针装置(100)还包括：

前电场改善环(141)和后电场改善环(142)，分别隔着绝缘陶瓷筒(120)固定于所述主腔体结构(110)的内侧的上部和下部，由金属导电材料制备，该两电场改善环与所述电子注感应环(130)绝缘，与所述真空腔体结构(110)等电位。

10.根据权利要求9所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，所述电场改善环与所述电子注感应环之间的轴向距离L满足：0.2mm≤L≤2mm，该两电场改善环与所述电子注感应环(130)的内径相同。

11.根据权利要求9所述的电子注轴向速度测量系统，其特征在于，在所述绝缘陶瓷筒(120)的内侧具有三个槽状结构，所述前电场改善环(141)、电子注感应环(130)和后电场改善环(142)分别钎焊于该三个槽状结构内。