一种用于电子束流的能量测量系统

摘要

本发明提供一种用于电子束流的能量测量系统，包括：一种用于电子束流的能量测量系统，包括：铝基板，铝基板的下表面与一放置平面平行，上表面斜向上设置，且具有多个阶梯状的铝基阶级；电路板，设置于放置平面上且位于铝基板的下表面的下方，并与铝基板的下表面平行；电路板上设置有与铝基板上表面的铝基阶级一一对应的探测器，探测器用于探测从铝基板的上表面射入并穿过铝基板的下表面的电子束形成的电流；预处理模块，分别连接各个探测器，用于对探测器采集的电流进行预处理；数据分析模块，连接预处理模块，用于对预处理后的电流进行分析得到电子束流的最可几能量和平均能量。结构简单，测试成本低，测试方便。

说明书

技术领域

本发明涉及电子束辐照剂量测定技术，尤其涉及一种用于电子束流的能量测量系统。

背景技术

众所周知，电子束辐射加工具有辐射功率大、剂量率高、加工速度快、成本低等优点，近年来在国内外发展很快。据不完全统计，目前我国电子加速器已增至200多台，而且还呈快速增长趋势。

现有技术一般都使用射程法即采用测量电子束在密度均匀物质中的射程 R

发明内容

本发明提供一种用于电子束流的能量测量系统，旨在解决现有技术中能量测量系统成本高、测量复杂的技术问题。

一种用于电子束流的能量测量系统，包括：

铝基板，铝基板的下表面与一放置平面平行，上表面斜向上设置，且具有多个阶梯状的铝基阶级；

电路板，设置于放置平面上且位于铝基板的下表面的下方，并与铝基板的下表面平行；

电路板上设置有与铝基板上表面的铝基阶级一一对应的探测器，探测器用于探测从铝基板的上表面射入并穿过铝基板的下表面的电子束形成的电流信号；

预处理模块，分别连接各个探测器，用于对探测器采集的电流信号进行预处理；

数据分析模块，连接预处理模块，用于对预处理后的电流信号进行分析得到电子束流的最可几能量和平均能量。

进一步的，铝基板的上表面的相邻的铝基阶级之间具有相等的高度差。

进一步的，高度差为1mm。

进一步的，铝基板的下表面的下方放置有两个电路板，两个电路板彼此平行。

进一步的，铝基板的下表面的两侧边分别具有一支撑部，支撑部和铝基板的下表面之间形成一用于容纳电路板的容纳空间。

进一步的，预处理模块包括一采样电阻，采样电阻连接探测器，用于对电流信号进行采样得到所述电流信号；

一初级比例运算放大电路，初级比例运算放大电路的输入端连接采样电阻，用于对电流信号进行第一次放大处理；

一次级比例运算放大电路，次级比例运算放大电路的输入端连接初级比例运算放大电路的输出端，用于对电流信号进行第二次放大处理；

一模数转换电路，模数转换电路的输入端连接次级比例运算放大电路的输出端，模数转换电路的输出端连接至数据分析模块，用于将电流信号的信号由模拟信号转换成数字信号；

控制模块，连接模数转换电路，用于将电流信号发送至数据分析模块。

进一步的，数据分析模块包括：

曲线绘制单元，用于根据铝基板和对应的电流信号绘制电子束流的射程曲线图；

第一处理单元，连接曲线绘制单元，用于根据电子束流的射程曲线图求得电子束流的实际射程和半值深度。

进一步的，数据分析模块还包括：

第二处理单元，连接第一处理单元，用于根据以下公式计算得到电子束流的最可几能量：

E

其中，E

进一步的，第二处理单元还用于根据以下公式计算得到电子束流的平均能量：

E

其中，Ea是指电子束流的最平均能量，R

进一步的，探测器为PN结型半导体探测器。

本发明的有益技术效果是：本发明提供的一种用于电子束流的能量测量系统，结构简单，测试成本低，测试方便。

附图说明

图1为本发明一种用于电子束流的能量测量系统的结构图；

图2为本发明一种用于电子束流的能量测量系统的预处理模块的结构示意图。

图3为本发明一种用于电子束流的能量测量系统的模块示意图。

其中，

1-铝基板；

2-探测器；

3-电路板；

4-采样电阻；

5-初级比例运算放大电路；

6-次级比例运算放大电路；

7-模数转换电路；

8-数据分析模块；

9-预处理模块；

10-控制模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

参见图1-3，一种用于电子束流的能量测量系统，包括：

铝基板(1)，铝基板(1)的下表面与一放置平面平行，上表面斜向上设置，且具有多个阶梯状的铝基阶级；

电路板(3)，设置于放置平面上且位于铝基板(1)的下表面的下方，并与铝基板(1)的下表面平行；

电路板(3)上设置有与铝基板(1)上表面的铝基阶级一一对应的探测器(2)，探测器(2)用于探测从铝基板(1)的上表面射入并穿过铝基板(3) 的下表面的电子束形成的电流信号；

预处理模块(9)，分别连接各个探测器(2)，用于对探测器(2)采集的电流信号进行预处理；

数据分析模块(8)，连接预处理模块(9)，用于对预处理后的电流信号进行分析得到电子束流的最可几能量和平均能量。

优选的，铝基板(1)的射程距离从5mm到34mm。

优选的，探测器(2)分辨率为1mm。

进一步的，铝基板(1)的上表面的相邻的铝基阶级之间具有相等的高度差。

更换不同的铝基板(1)，即可得到不同的射程距离，例如可以换一块射程距离从6mm到35mm或者从7mm到36mm等不同的铝基板。

进一步的，铝基板(1)的上表面相邻两阶梯的高度差均相同。

进一步的，高度差为1mm。

优选的，铝基板(1)的上表面有30个阶梯。对应的，电路板(3)上的探测器(2)也有30个。探测器(2)在电路板(3)上均匀分布。

进一步的，铝基板(1)的下表面的下方放置有两个电路板(3)，两个电路板(3)彼此平行。每一个电路板(3)上设置有与铝基板(1)的阶梯一一对应的探测器(2)，探测器(2)用于探测从铝基板(1)的上方射入并穿过铝基板(3)的电子束流。也就是说，铝基板(1)的一个阶梯同时由两个探测器捕获电子束流，获得电子束流的平均电流信号值。

进一步的，铝基板(1)的下表面的两侧边分别具有一支撑部，支撑部和铝基板(1)的下表面之间形成一用于容纳电路板(3)的容纳空间。

进一步的，预处理模块(9)包括一采样电阻(4)，采样电阻(4)连接探测器(2)，用于对电流信号进行采样得到所述电流信号；

一初级比例运算放大电路(5)，初级比例运算放大电路(5)的输入端连接采样电阻(4)，用于对电流信号进行第一次放大处理；

一次级比例运算放大电路(6)，次级比例运算放大电路(6)的输入端连接初级比例运算放大电路(5)的输出端，用于对电流信号进行第二次放大处理；

一模数转换电路(7)(即AD转换电路)，模数转换电路(7)的输入端连接次级比例运算放大电路(6)的输出端，模数转换电路(7)的输出端连接至数据分析模块，用于将电流信号由模拟信号转换成数字信号；

控制模块(10)，连接模数转换电路(7)，用于将电流信号发送至数据分析模块(8)。

优选的，控制模块(10)为MCU控制器。

优选的，数据分析模块(8)是上位机。

根据GB/T 16841-2008叙述了一种应用均匀材料中的深度剂量分布确定电子束能量的方法，在铝的入射表面，电子束流的最可几能量E

E

E

由公式一、公式二可以看出，只要测获得电子束在铝中的实际射程R

进一步的，数据分析模块(8)包括：

曲线绘制单元(81)，用于根据铝基板(1)和对应的电流信号绘制电子束流的射程曲线图；

第一处理单元(82)，连接曲线绘制单元(81)，用于根据电子束流的射程曲线图求得电子束流的实际射程和半值深度。

根据电子束流的射程曲线图求得电子束流的实际射程和半值深度是现有中常见的方法，在此不必赘述。

进一步的，数据分析模块(8)还包括：

第二处理单元(83)，连接第一处理单元(82)，用于根据以下公式计算得到电子束流的最可几能量：

E

其中，Ep是指电子束流的最可几能量，R

进一步的，第二处理单元(83)还用于根据以下公式计算得到电子束流的平均能量：

E

其中，Ea是指电子束流的最平均能量，R

进一步的，探测器(2)为PN结型半导体探测器。PN结型半导体探测器具有良好的能量线性、高的能量分辨率和时间分辨率等优点，在α及其他重带电离子能谱测量方面都具有重要的应用。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。