[发明专利]磁控管

说明书

技术领域

本发明涉及磁控管。

背景技术

当阴极上的电子发射材料由于蒸发或溅射而全部损失时，所有的真空管到达其寿命的终止。除了磁控管和其他交叉束射管以外，所有的真空管主要通过蒸发而损失其活性阴极材料。蒸发完全取决于阴极工作时的温度，而不取决于运行水平，因此，如果已知阴极温度，则大多数使用者可足够准确地预测该设备的寿命。由于阴极材料主要由于溅射而损失，故难以预测磁控管和类似管的寿命。

溅射意味着阴极材料由于离子轰击而损失。通过电子与气体原子的碰撞，就在磁控管中以及在其他真空管中形成离子，该气体原子从真空密封外壳(vacuum envelope)和阴极材料中蒸发。阴离子将被吸引至真空设备的阳极部分，而阳离子将朝向阴极加速并且造成材料的损失。由于阴极居中地位于将可能产生离子的区域中，故相比于其他真空设备，磁控管由于溅射而遭受更多的阴极损坏，这意味着对电离原子的更多电子的电流密度高于束射管中的电流密度，该阴极比相当的束射管中的阴极要更大，并且真空体积远小于相当的束射管中的真空体积，故残余气体密度将更高。

溅射速率取决于：设备处理的质量，这是由于可通过以更高温度以及更长久地进行处理来降低残余气体水平；额定功率(更大的阴极电流意味着可引起电离的更多电子)；真空密封外壳的温度(由于升高其温度将增加气体水平)；输入和输出条件；和故障事件(诸如起弧，其可引起局部过热，从而产生气体)。

经常以不同的按照小时的功率输出，来使用磁控管(例如，当用于医疗的线性加速器时，不同的治疗类型需要显著不同的功率水平，表面癌症(surface cancer)需要低功率，X射线治疗需要高功率)，并且在使用中这与运行温度中的变化相结合，处理中的任何变化使寿命为可变的和不可预测的。

磁控管在雷达、医疗的线性加速器和一些工业处理中用作微波源。在所有这些情况中，使用者需要执行保护性的维护，以减小计划以外的停工时间。为了降低仪器故障的风险，使用者希望对具有有限寿命的物件刚好在其失效前进行更换。为此，尽管存在不同的操作条件和管的历史，但是，该寿命需要是可预测的。

发明内容

本发明提供一种磁控管，其包括隔离表面，该隔离表面暴露于阴极，以便在操作时接收从阴极损失的材料。

收集在该表面上的材料将与阴极的累积损失相关，例如成比例，并且使得估计磁控管的寿命终止成为可能。

附图说明

现在将参考附图作为实施例地详细描述执行本发明的方法，在附图中：

图1是通过根据本发明的第一磁控管的示意性轴向截面图，其中空腔由叶片限定；

图2是通过根据本发明的第二磁控管的阳极的示意性轴向截面图，其中空腔为孔-和-槽型；和

图3是图2所示的磁控管的一部分的放大视图。

具体实施方式

在整个所有附图中，为相同的部分提供相同的附图标记。

参考图1，磁控管包括阴极1和阳极2，该阳极2包括叶片3。磁控管的内部被排空，阴极维持在高的负电势。磁极件(pole piece)(未显示)提供沿轴向方向的磁场。

根据本发明，陶瓷盘4安装在一个阳极空腔5的后部处，该陶瓷盘面向阴极1，并且处于观察阴极1时的视线中。该盘安装在合金的套管6中，该套管6钎焊(brazed)在形成于阳极壁中的开口的内部上。引导件(lead)7延伸通过陶瓷盘。该盘的周边被金属化，并且钎焊在套管的内部上。因此维持阳极中的真空的完整性。

在使用磁控管时，阴极材料将从阴极溅射，并且沿直线行进至阳极、磁极件、叶片，并且由于其暴露于阴极而行进至陶瓷盘4。位于陶瓷盘上的阴极材料将形成传导膜。该溅射材料将为诸如镍或钼的阴极基金属和诸如钡和锶的活性金属和/或其氧化物的混合物。溅射材料将在该表面上形成导电膜，该导电膜的电阻将与溅射材料的厚度成反比。借助于陶瓷盘中心的引导件，来测量该膜的电阻，从而测量引导件和套管6(或磁控管外部上的任意点)之间的电阻。所沉积的膜的电阻可用于连续地监控溅射材料的量，从而始终知晓剩余的寿命。将电阻测量值与对应于磁控管寿命终止的通过实验得到的参考值进行比较。

已知到阴极寿命终止时所损失的材料量：测试多个磁控管，比较监控的电阻值与同样为寿命指示器的二极管发射的损失，并且记录在寿命终止时的电阻值。还可以在任何时候测量电阻值，并且在此时刻打开磁控管并测量阴极的材料损失，以便形成参考值。顾客然后可计划进行更换。