一種高能質子束流密度分布測試裝置的制作方法

本發(fā)明屬于質子吸收劑量研究技術領域，具體涉及一種高能質子束流密度分布測試裝置。

背景技術：

質子是核物理和粒子物理實驗研究中用以產生反應的重要轟擊粒子，同時它也是宇宙射線的主要成分?？臻g的電離輻射成分與地面有很大不同，輻射強度也比地面本底高。在地球外空間，電離輻射是航天活動中必然遇到且不可避免的重要環(huán)境因素。

對于應用于衛(wèi)星或空間飛行器的電子學系統(tǒng)，在天然空間輻射環(huán)境中往往因經(jīng)受空間輻射而導致性能減低或失靈，甚至最終導致衛(wèi)星或空間飛行器的災難性后果。因此，為了滿足空間電離輻射和抗輻射加固中對質子劑量測量的需求，迫切需要建立高能質子束流密度分布測試裝置。法拉第杯法是測量質子劑量的一種最簡單、最可靠的方法。它主要是利用吸收體將初級入射粒子束完全阻止，然后由內筒將所有帶電粒子全部收集的原理制成，所測量的電流完全由入射粒子束流強度所決定，該方法得到了廣泛的應用。

采用高靈敏度微小電流測試儀，在高真空和環(huán)境真空環(huán)境中，利用法拉第杯對高能質子束流密度分布進行測試，能夠綜合評價電子學樣品室內的電荷環(huán)境。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高能質子束流密度分布測試裝置，其可以有效檢測高能質子束流密度分布，且受外部干擾影響小。

本發(fā)明的技術方案如下：一種高能質子束流密度分布測試裝置，該測試裝置包括真空腔、法拉第杯、多維移動平臺、屏蔽盒以及靜電計，其中，法拉第杯通過多維移動平臺固定在真空腔中，并使法拉第杯與真空腔內的質子束相對于；法拉第杯與位于屏蔽盒中的靜電計輸入端相連接，靜電計的接地端及法拉第杯均通過接地線與真空腔側壁相連接；位于屏蔽盒中電機控制器與多維移動平臺相連接，可控制多維移動平臺進行移動。

所述的法拉第杯通過單芯屏蔽電纜與真空腔側壁上的真空密封連接器相連接，真空密封連接器另一端通過單芯屏蔽電纜與安裝在屏蔽盒中的靜電計輸入端相連接。

所述的屏蔽盒中還設有PC機A，其與靜電計、電機控制器相連接，通過PC機A實現(xiàn)對靜電計以及電機控制器的數(shù)據(jù)處理及控制。

所述的PC機A還通過線纜與屏蔽盒外的PC機B相連接，通過PC機B可向PC機A發(fā)送遠程控制信號進行控制，其中，PC機A可控制靜電計，判斷靜電計工作狀態(tài)，并在故障情況下堆靜電計進行復位，同時，可對靜電計測量的數(shù)據(jù)進行計算，并顯示計算數(shù)據(jù)及其均值、標準差和方差。

所述的多維移動平臺為二維移動平臺，通過電機帶動多維移動平臺帶動法拉第杯在真空腔內軸向、法向方向二維移動。

所述的多維移動平臺為三維移動平臺，通過步進電機帶動多維移動平臺帶動法拉第杯在真空腔內軸向、法向盒徑向方向三維移動。

本發(fā)明的顯著效果在于：本發(fā)明所述的一種高能質子束密度分布測試裝置，能夠對真空腔內高能質子束密度分布進行測試，能夠綜合評價電子學樣品室內的電荷環(huán)境，該裝置受到外部干擾影響小，可有效檢測到高能質子束流密度分布。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種高能質子束流密度分布測試裝置示意圖；

圖中：1、真空腔；2、質子束；3、法拉第杯；4、單芯屏蔽電纜；5、接地線；6、多維移動平臺；7、真空密封連接器；8、屏蔽盒；9、靜電計；10、電機控制器；11、PC機A；12、測量間；13、PC機B。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1所示，一種高能質子束流密度分布測試裝置，包括真空腔1、法拉第杯3、多維移動平臺6、屏蔽盒8以及靜電計9，其中，法拉第杯3通過多維移動平臺6固定在真空腔1內部，并使法拉第杯3與真空腔1內的質子束2相對應；多維移動平臺6可以為利用機電進行二維移動的平臺結構，或為通過步進電機進行軸向、法向和徑向位置控制的三維移動平臺，多維移動平臺6可帶動法拉第杯3在真空腔1內移動，檢測真空腔1內部各個位置質子束束流密度隨時間的變化情況；法拉第杯3通過單芯屏蔽電纜4與真空腔1側壁上安裝的真空密封連接器7相連接，真空密封連接器7另一端通過單芯屏蔽電纜與安裝在屏蔽盒8中的靜電計9輸入端相連接，靜電計9的接地端以及法拉第杯3均通過接地線5與真空腔1側壁相連接，使法拉第杯3產生的電流通過單芯屏蔽電纜4和靜電計9后，流到真空腔側壁公共地，形成測試回路；安裝在屏蔽盒8中的電機控制器10通過電纜與多維移動平臺6相連接，用于控制多維移動平臺6在真空腔1內的移動；放置在屏蔽盒8中的PC機A11與靜電計9和電機控制器相連接，通過PC機A11實現(xiàn)對靜電計9以及電機控制器10的數(shù)據(jù)處理及控制；放置在測量間12中的PC機B13通過電纜與位于屏蔽盒8中的PC機A11相連接，通過PC機B13向PC機A11發(fā)送遠程控制信號進行控制，其中，PC機A11可控制靜電計9，判斷靜電計9工作狀態(tài)，并在故障情況下堆靜電計9進行復位，同時，可對靜電計9測量的數(shù)據(jù)進行計算，并顯示計算數(shù)據(jù)及其均值、標準差和方差；另外，PC機A11可控制多維移動平臺6的移動，利用法拉第杯3掃描測量空間不同位置的束流信息，并設定總掃描范圍及步長，并實時顯示測量數(shù)據(jù)。