[发明专利]一种气体离子源进气实时控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及各种气体离子源和气体等离子体装置。

背景技术

离子源是产生高能离子束的装置。它是各种粒子注入加速器的核心部件，也是中性束注入器的束源的关键部件。无论是离子束注入器还是中性束注入器，离子源都应该提供稳定而质量符合要求的离子束，以应用于各种不同的离子束引出场合。

在离子源等离子体起弧放电过程中，如果采用恒定电压、恒定电流和稳定的进气量条件，则很短时间内就会使弧电源超过负荷，形成电源过流保护或等离子体不稳定乃至破裂。目前用于控制离子源的起弧电流的技术主要是：采用互感器测得弧电流回路电流大小，用测得的电流大小与目标电流进行比较，根据比较结果来调节弧电压。这种方法有如下缺点：首先，以弧电源回路电流作为反馈信号不能准确地反映离子源的离子流密度的稳定性，因此获得的弧流离子密度可能分布不均匀，影响束流引出质量；其次，此方法应用的弧电源设计较复杂，在应用过程中生产投资大，而且维护困难。

发明内容

本发明的目的是提供需一种离子源进气实时控制系统及控制方法，可以实现离子源放电时获得稳定的等离子体和均匀的离子流密度。在离子源放电过程中，其它条件保持稳定，把离子源内的离子流或者其它参考信号值与标准值进行比较，将比较结果用于调节离子源进气量，从而实现保持引出束流稳定和离子流密度均匀的目标。

本发明的技术方案是：离子源进气实时控制系统，包括有离子源、等离子体或气压探测器、气体流量控制仪、电压频率转换模块、光纤、频率电压转换模块、总控制仪等部分。

离子源进气实时控制方法，其特征在于包括以下步骤：(a)、等离子体或气压探测器测量离子源等离子体状态或气压，然后通过电压频率转换装置将测量信号变为光纤频率信号传输到接收端的频率压强转换器，再传输给总控制台，控制台根据这些信号判定离子源输入气流的大小，把控制信号经过电压频率转换变成光信号，通过光纤传到高压接收端，再经过频率压强转换变为气体流量计的控制信号，对流量计进行控制，给离子源输送气体。

附图说明

图1气体离子源实时进气控制系统

实施例

下面结合附图对本发明所提供的技术方案作进一步阐述。

实施例1：如图1所示，一种气体离子源，通过一路气体流量计对它进行送气，一个朗缪尔探针等离子体测量仪从离子源外部深入到离子源放电室内部。离子源工作时，等离子体测量仪测量信号通过光纤传到控制台，控制台根据测量信号判断进气量的大小，然后通过光纤控制气体流量计进气的多少。

实施例2：如图1所示，一种气体离子源，通过两到三路气体流量计对它进行送气，一个朗缪尔探针等离子体测量仪从离子源外部深入到离子源放电室内部。离子源工作时，等离子体测量仪测量信号通过光纤传到控制台，控制台根据测量信号判断进气量的大小，然后通过光纤分别控制各气体流量计进气的多少。

实施例3：如图1所示，一种气体离子源，通过一路气体流量计对它进行送气，一个法拉第杯在离子源引出孔后面收集引出束流。离子源工作时，将引出束流信号传到控制台，控制台根据测量信号判断进气量的大小，然后通过光纤分别控制各气体流量计进气的多少。