[发明专利]一种高功率微波腔体的光辐射监测系统

说明书

本发明涉及核电子学技术领域的微波腔体的光辐射技术领域，尤其是涉及一种高功率微波腔体的光辐射监测系统。其特点是包括不锈钢屏蔽盒，所述的不锈钢屏蔽盒内设置有电路板，电路板上设置有SMA接头，光电转换传感器探头安装在不锈钢屏蔽盒侧面下方，不锈钢屏蔽盒上还设置有与电路板相连的电源接口；电路板上的两路光传感探头和自检信号经过信号选择器并选择信号输出光感应传感器信号，光感应传感器信号接三重冗余电路中的单路信号处理电路，单路信号处理电路经单路判断输出信号接三输入投票电路，三输入投票电路输出为报警信号。其系统可靠性高，响应速度快；设计成本低，电路简单，安装方便；信号判断逻辑阈值可调，系统灵敏度高。

技术领域

本发明涉及核电子学技术领域的微波腔体的光辐射技术领域，尤其是涉及一种高功率微波腔体的光辐射监测系统。

背景技术

在强流粒子加速器中高功率微波(HPM)腔体具有广泛的应用，其通过采用一种工作频率范围在1G-300GHz之间且瞬时功率过100MW的电磁脉冲而实现将电磁能量转化为粒子的动能以实现粒子加速。在HPM腔体中，由于功率传输设备制造工艺上的不完美等因素使得实际工作环境中的HPM在真空传输时会产生二次电子倍增效应甚至电弧放电效应的。这两种效应的发生使得处于工作状态的腔体和真空管造成局部短路或局部温度升高，甚至破坏昂贵的超导腔及其配套设备。因此如何实时监测这两种效应成为HPM腔体保护系统设计的一个关键。其主要目的是能及时的监测这两种效应并能迅速关闭微波功率源，以避免造成HPM腔体的设备损坏。由高功率微波传输导致的电弧放电效应的过程中通常伴随着高能量的释放，其通常会以一种辐射的方式对外释放能量。实验表明，在强流粒子加速器中HPM腔体当发生电弧放电效应的时候，其对外辐射的可见光线的通常是为波长460nm到580nm左右的的可见光。因此有文献[1]提出利用光探测技术来实现二次电子倍增和电弧放电效应的监测，从而快速的实现机器保护。

光辐射监测技术是一种低成本的监测方法，其通过一套电路监测并触发警报，其设计原理简单，且响应速度较快。然而在目前已有的解决方案中，监测电路通常是一种由多个模拟器件组成的放大和触发电路，其存在一定可靠性问题。首先，这一类的半导体集成电路使用一段时间后，某些电性能参数将逐渐发生参数漂移而失效，并可能产生随机错误。其次，在强流粒子加速器的高能辐射环境下，由于环境中存在的电子、质子、中子、α粒子等以及伽玛射线等辐射使得电路元器件参数变化，甚至导致电路完全损坏而失去功能。因此如何针对已有的解决方案提高系统可靠性，减少部件更换频率，减少人力和硬件成本，并增加机器保护失效的风险成为了一个待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种高功率微波腔体的光辐射监测系统。从而有效解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的一种高功率微波腔体的光辐射监测系统，其特点是包括不锈钢屏蔽盒，所述的不锈钢屏蔽盒内设置有电路板，电路板上设置有第二SMA接头，第二SMA接头通过三根同轴电缆传输线分别接第一SMA接头中的LVDS信号OUT+端口、LVDS信号OUT-端口和复位信号端口，光电转换传感器探头安装在不锈钢屏蔽盒侧面下方，不锈钢屏蔽盒上还设置有与电路板相连的电源接口；所述的电路板上的电路模块中的两路光传感探头和自检信号经过信号选择器并选择信号输出光感应传感器信号，光感应传感器信号接三重冗余电路中的单路信号处理电路，单路信号处理电路经单路判断输出信号接三输入投票电路，三输入投票电路输出为报警信号。