一种用于加速结构自动化老炼的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于加速结构自动化老炼的装置和方法，涉及加速器高梯度和电子学技术领域；装置包括功分器、功率放大器、速调管、真空单元、加速结构、双定向耦合器、微波下变频单元、测控设备、数字延迟脉冲发生器、高压脉冲调制器、接口转换单元、网络交换机和电脑；方法包括老炼步骤、反射功率保护步骤和真空保护步骤；其通过功分器、功率放大器、速调管、真空单元、加速结构、双定向耦合器、微波下变频单元、测控设备、数字延迟脉冲发生器、高压脉冲调制器、接口转换单元、网络交换机和电脑等，实现提高了老炼速调管的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于加速结构自动化老炼的装置和方法
本专利技术涉及加速器高梯度和电子学
，尤其涉及一种用于加速结构自动化老炼的装置和方法。
技术介绍
加速结构进行高功率老炼的目的就是使加速腔在达到较高输入功率时能够稳定工作在可接受的真空范围内而不产生打火现象，其主要有三方面的作用。(1)去除加速结构内聚集的气体和表面电介质杂质。(2)打磨掉毛刺或者烧掉微粒，平滑粗糙的腔体内表面的坑或者凸起。(3)监测打火位置分布及频率，分析并发现可能存在的工艺缺陷。老炼过程中需要根据老炼情况实时调整控制参数，即控制高压脉冲调制器的输出高压值以及微波输出的有无，一旦发生打火就需要马上进行联锁保护等一系列操作，如果操作不及时就可能造成部件损伤，而且老炼过程特别长，完成一个加速结构的老炼大约需要4个月。目前，加速结构老炼过程都是通过人工调整工作参数，老炼过程缓慢且粗糙，而且老炼过程只对速调管进行真空保护，没有进行反射功率保护，可能在人工未观察到的情况下发生打火并对速调管的陶瓷窗以及加速结构造成损害。现有技术问题及思考：如何解决老炼速调管工作效率低的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于加速结构自动化老炼的装置和方法，其通过功分器、功率放大器、速调管、真空单元、加速结构、双定向耦合器、微波下变频单元、测控设备、数字延迟脉冲发生器、高压脉冲调制器、接口转换单元、网络交换机和电脑等，实现提高了老炼速调管的工作效率。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种用于加速结构自动化老炼的装置包括功分器、功率放大器、速调管、真空单元和加速结构，所述功分器、功率放大器、速调管和加速结构依次电连接并单向通信，还包括双定向耦合器、微波下变频单元、测控设备、数字延迟脉冲发生器、高压脉冲调制器、接口转换单元、网络交换机和电脑，所述双定向耦合器电连接于速调管与加速结构之间并用于耦合输出速调管输出端的微波前向波信号和微波反向波信号，所述双定向耦合器、微波下变频单元和测控设备依次电连接单向通信，微波下变频单元接收双定向耦合器耦合输出的微波前向波信号和微波反向波信号分别与本振信号做下变频处理得到微波前向波中频信号和微波反向波中频信号并发送至测控设备，测控设备的微波信号输出端与功分器电连接并单向通信，功分器与微波下变频单元电连接并单向通信，测控设备的同步时钟端与数字延迟脉冲发生器电连接并单向通信，数字延迟脉冲发生器的第一触发信号端与测控设备电连接并单向通信，数字延迟脉冲发生器的第二触发信号端与功率放大器电连接并单向通信，数字延迟脉冲发生器的第三触发信号端与高压脉冲调制器电连接并单向通信，高压脉冲调制器与速调管电连接并单向通信，测控设备与接口转换单元电连接并单向通信，真空单元的RS232通信端口与测控设备的RS232通信端口电连接并双向通信，接口转换单元的第一联锁输出信号端与真空单元电连接并单向通信，接口转换单元的第二联锁输出信号端与功率放大器电连接并单向通信，接口转换单元的第三联锁输出信号端与速调管电连接并单向通信，接口转换单元的第四联锁输出信号端与高压脉冲调制器电连接并单向通信，电脑与网络交换机电连接并双向通信，网络交换机与测控设备电连接并双向通信，网络交换机与高压脉冲调制器电连接并双向通信。进一步的技术方案在于：所述测控设备包括机箱以及插接在机箱内的系统板卡、矢量信号发生器、数据采集板卡、通信板卡和数字适配器板卡。进一步的技术方案在于：还包括老炼模块、反射功率保护模块和真空保护模块共三个程序模块，老炼模块，用于设置加速结构老炼的初始设置值以及相关工作参数，设置高压脉冲调制器初始输出高压，设置正常老炼过程中高压脉冲调制器输出高压步进值和步进时间，设置加速结构老炼的老炼目标高压值,设置进入反射功率保护模块时下调的高压值，设置反射功率保护模块中的高压脉冲调制器输出高压步进值和步进时间，设置真空阈值，设置进入真空保护模块时下调的高压值，设置真空保护模块中的高压脉冲调制器输出高压步进值,设置反射功率保护模块中的高压脉冲调制器输出高压步进时间，设置一小时打火次数阈值；循环判断当前是或否打火、是或否到达高压脉冲调制器输出高压步进时间、过去一小时内的打火次数是或否超过阈值、高压脉冲调制器输出高压值是或否达到老炼目标高压值，具体逻辑如下：如果当前发生打火，则进入反射功率保护模块；如果当前没有发生打火，并且过去一小时内打火次数没有超过阈值，并且高压脉冲调制器输出的高压值没有达到老炼目标高压值，则以设定速率提高高压脉冲调制器输出的高压值；如果当前没有发生打火，但是过去一小时内打火的次数超过阈值，则保持高压脉冲调制器输出的高压值不变，直到一小时内的打火次数低于阈值；如果当前没有发生打火，并且过去一小时内打火次数没有超过阈值，高压脉冲调制器输出的高压值达到老炼目标高压值，则表示完成老炼模块，老炼结束；反射功率保护模块，用于记录当前高压脉冲调制器输出的高压值Vc，将高压脉冲调制器的输出高压下调设定值,并且关闭测控设备的微波输出，并且通过拉低联锁控制信号控制速调管停止工作，停止够设定时间后，恢复微波输出并通过复位联锁信号控制速调管恢复工作，逻辑处理如下：如果恢复微波输出以及速调管恢复工作之后读取到的真空度超过设置的真空阈值，则进入真空保护模块；如果读取到的真空度没有超过真空阈值，并且反射功率保护模块中没有再次发生打火，并且高压脉冲调制器输出的高压值没有恢复到记录的高压值Vc，则以设定的速率恢复高压脉冲调制器输出的高压值；如果读取到的真空度没有超过真空阈值，但是反射功率保护模块中再次发生了打火，则将高压脉冲调制器输出的高压值设置为记录的高压值Vc下调设定值之后的高压值，并重新开始高压脉冲调制器输出高压值的恢复过程；如果高压脉冲调制器输出的高压值恢复到记录的高压值Vc，则表示完成了反射功率保护，退出反射功率保护模块，返回老炼模块；真空保护模块，用于将高压脉冲调制器输出的高压值设置为反射功率保护模块中记录的高压值Vc下调设定值之后的高压值，然后关闭测控设备的微波输出，并且通过拉低联锁控制信号控制速调管停止工作，停止够设定时间后，恢复微波输出并通过复位联锁信号控制速调管恢复工作，逻辑处理如下：如果真空保护模块中没有再次发生打火，并且高压脉冲调制器输出的高压值没有恢复到反射功率保护模块中记录的高压值Vc，则以设定的速率恢复高压脉冲调制器输出的高压值；如果真空保护模块中再次发生打火，则返回至刚进入真空保护模块时的状态，并重新开始真空保护模块；如果高压脉冲调制器输出的高压值恢复到反射功率保护模块中记录的高压值Vc，则表示完成了真空保护，退出真空保护模块，返回老炼模块。进一步的技术方案在于：在老炼模块中，高压脉冲调制器初始输出高压为10KV，高压脉冲调制器输出高压步进值为0.01KV,步进时间为60s，加速结构老炼的老炼目标高压值为25KV,进入反射功率保护模块时下调的高压值为1KV，反射功率保护模块中的高压脉冲调制器输出高压步进值为0.01KV,步进时间为0.4s，真空阈值为4*10-8Pa，进入真空保护模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于加速结构自动化老炼的装置，包括功分器、功率放大器、速调管、真空单元和加速结构，所述功分器、功率放大器、速调管和加速结构依次电连接并单向通信，其特征在于：还包括双定向耦合器、微波下变频单元、测控设备、数字延迟脉冲发生器、高压脉冲调制器、接口转换单元、网络交换机和电脑，所述双定向耦合器电连接于速调管与加速结构之间并用于耦合输出速调管输出端的微波前向波信号和微波反向波信号，所述双定向耦合器、微波下变频单元和测控设备依次电连接单向通信，微波下变频单元接收双定向耦合器耦合输出的微波前向波信号和微波反向波信号分别与本振信号做下变频处理得到微波前向波中频信号和微波反向波中频信号并发送至测控设备，测控设备的微波信号输出端与功分器电连接并单向通信，功分器与微波下变频单元电连接并单向通信，测控设备的同步时钟端与数字延迟脉冲发生器电连接并单向通信，数字延迟脉冲发生器的第一触发信号端与测控设备电连接并单向通信，数字延迟脉冲发生器的第二触发信号端与功率放大器电连接并单向通信，数字延迟脉冲发生器的第三触发信号端与高压脉冲调制器电连接并单向通信，高压脉冲调制器与速调管电连接并单向通信，测控设备与接口转换单元电连接并单向通信，真空单元的RS232通信端口与测控设备的RS232通信端口电连接并双向通信，接口转换单元的第一联锁输出信号端与真空单元电连接并单向通信，接口转换单元的第二联锁输出信号端与功率放大器电连接并单向通信，接口转换单元的第三联锁输出信号端与速调管电连接并单向通信，接口转换单元的第四联锁输出信号端与高压脉冲调制器电连接并单向通信，电脑与网络交换机电连接并双向通信，网络交换机与测控设备电连接并双向通信，网络交换机与高压脉冲调制器电连接并双向通信。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于加速结构自动化老炼的装置，包括功分器、功率放大器、速调管、真空单元和加速结构，所述功分器、功率放大器、速调管和加速结构依次电连接并单向通信，其特征在于：还包括双定向耦合器、微波下变频单元、测控设备、数字延迟脉冲发生器、高压脉冲调制器、接口转换单元、网络交换机和电脑，所述双定向耦合器电连接于速调管与加速结构之间并用于耦合输出速调管输出端的微波前向波信号和微波反向波信号，所述双定向耦合器、微波下变频单元和测控设备依次电连接单向通信，微波下变频单元接收双定向耦合器耦合输出的微波前向波信号和微波反向波信号分别与本振信号做下变频处理得到微波前向波中频信号和微波反向波中频信号并发送至测控设备，测控设备的微波信号输出端与功分器电连接并单向通信，功分器与微波下变频单元电连接并单向通信，测控设备的同步时钟端与数字延迟脉冲发生器电连接并单向通信，数字延迟脉冲发生器的第一触发信号端与测控设备电连接并单向通信，数字延迟脉冲发生器的第二触发信号端与功率放大器电连接并单向通信，数字延迟脉冲发生器的第三触发信号端与高压脉冲调制器电连接并单向通信，高压脉冲调制器与速调管电连接并单向通信，测控设备与接口转换单元电连接并单向通信，真空单元的RS232通信端口与测控设备的RS232通信端口电连接并双向通信，接口转换单元的第一联锁输出信号端与真空单元电连接并单向通信，接口转换单元的第二联锁输出信号端与功率放大器电连接并单向通信，接口转换单元的第三联锁输出信号端与速调管电连接并单向通信，接口转换单元的第四联锁输出信号端与高压脉冲调制器电连接并单向通信，电脑与网络交换机电连接并双向通信，网络交换机与测控设备电连接并双向通信，网络交换机与高压脉冲调制器电连接并双向通信。


2.根据权利要求1所述的一种用于加速结构自动化老炼的装置，其特征在于：所述测控设备包括机箱以及插接在机箱内的系统板卡、矢量信号发生器、数据采集板卡、通信板卡和数字适配器板卡。


3.根据权利要求1所述的一种用于加速结构自动化老炼的装置，其特征在于：还包括老炼模块、反射功率保护模块和真空保护模块共三个程序模块，
老炼模块，用于设置加速结构老炼的初始设置值以及相关工作参数，设置高压脉冲调制器初始输出高压，设置正常老炼过程中高压脉冲调制器输出高压步进值和步进时间，设置加速结构老炼的老炼目标高压值,设置进入反射功率保护模块时下调的高压值，设置反射功率保护模块中的高压脉冲调制器输出高压步进值和步进时间，设置真空阈值，设置进入真空保护模块时下调的高压值，设置真空保护模块中的高压脉冲调制器输出高压步进值,设置反射功率保护模块中的高压脉冲调制器输出高压步进时间，设置一小时打火次数阈值；循环判断当前是或否打火、是或否到达高压脉冲调制器输出高压步进时间、过去一小时内的打火次数是或否超过阈值、高压脉冲调制器输出高压值是或否达到老炼目标高压值，具体逻辑如下：如果当前发生打火，则进入反射功率保护模块；如果当前没有发生打火，并且过去一小时内打火次数没有超过阈值，并且高压脉冲调制器输出的高压值没有达到老炼目标高压值，则以设定速率提高高压脉冲调制器输出的高压值；如果当前没有发生打火，但是过去一小时内打火的次数超过阈值，则保持高压脉冲调制器输出的高压值不变，直到一小时内的打火次数低于阈值；如果当前没有发生打火，并且过去一小时内打火次数没有超过阈值，高压脉冲调制器输出的高压值达到老炼目标高压值，则表示完成老炼模块，老炼结束；
反射功率保护模块，用于记录当前高压脉冲调制器输出的高压值Vc，将高压脉冲调制器的输出高压下调设定值,并且关闭测控设备的微波输出，并且通过拉低联锁控制信号控制速调管停止工作，停止够设定时间后，恢复微波输出并通过复位联锁信号控制速调管恢复工作，逻辑处理如下：如果恢复微波输出以及速调管恢复工作之后读取到的真空度超过设置的真空阈值，则进入真空保护模块；如果读取到的真空度没有超过真空阈值，并且反射功率保护模块中没有再次发生打火，并且高压脉冲调制器输出的高压值没有恢复到记录的高压值Vc，则以设定的速率恢复高压脉冲调制器输出的高压值；如果读取到的真空度没有超过真空阈值，但是反射功率保护模块中再次发生了打火，则将高压脉冲调制器输出的高压值设置为记录的高压值Vc下调设定值之后的高压值，并重新开始高压脉冲调制器输出高压值的恢复过程；如果高压脉冲调制器输出的高压值恢复到记录的高压值Vc，则表示完成了反射功率保护，退出反射功率保护模块，返回老炼模块；
真空保护模块，用于将高压脉冲调制器输出的高压值设置为反射功率保护模块中记录的高压值Vc下调设定值之后的高压值，然后关闭测控设备的微波输出，并且通过拉低联锁控制信号控制速调管停止工作，停止够设定时间后，恢复微波输出并通过复位联锁信号控制速调管恢复工作，逻辑处理如下：如果真空保护模块中没有再次发生打火，并且高压脉冲调制器输出的高压值没有恢复到反射功率保护模块中记录的高压值Vc，则以设定的速率恢复高压脉冲调制器输出的高压值；如果真空保护模块中再次发生打火，则返回至刚进入真空保护模块时的状态，并重新开始真空保护模块；如果高压脉冲调制器输出的高压值恢复到反射功率保护模块中记录的高压值Vc，则表示完成了真空保护，退出真空保护模块，返回老炼模块。


4.根据权利要求3所述的一种用于加速结构自动化老炼的装置，其特征在于：在老炼模块中，高压脉冲调制器初始输出高压为10KV，高压脉冲调制器输出高压步进值为0.01KV,步进时间为60s，加速结构老炼的老炼目标高压值为25KV,进入反射功率保护模块时下调的高压值为1KV，反射功率保护模块中的高压脉冲调制器输出高压步进值为0.01KV,步进时间为0.4s，真空阈值为4*1...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖诚成，
申请(专利权)人：河北时光射频技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13