[发明专利]电子束流截面功率密度分布信号的尺度标定方法

权利要求书

1.一种电子束流截面功率密度分布信号的尺度标定方法，其特征在于，首先建立三维坐标系XYZ，其中XOY平行于传感器（3）的上表面，测试开始后，电子束流（1）在偏转线圈（2）的驱动下高速周期性偏转扫描于传感器（3）上表面，令电子束流（1）沿Y轴方向作锯齿状路径扫描，电子束流（1）在偏摆扫描过程中进入小孔（4）的电流被传感器（3）收集，收集的电流信号经过转换被高速采集卡（6）采集，对高速采集卡（6）采集到的信号进行信号处理，具体步骤如下：

步骤1，设置高速采集卡（6）的采集模式和触发源：将高速采集卡（6）设置成后置触发采集模式，并将高速采集卡（6）的触发源设置为外部数字量触发源；

步骤2，信号采集和预分割：对高速采集卡（6）采集到的连续信号进行预分割，预分割后的信号段分别对应电子束流（1）在传感器（3）上的运动周期；

步骤3，信号中值滤波：对预分割后的信号进行中值滤波处理，滤除原始信号中的噪声；

步骤4，信号阈值分割：将滤波后的信号序列投影到XOZ平面，根据信号强度阈值进行自动阈值分割；

步骤5，空间尺度标定：对阈值分割后的电子束流截面功率密度分布信号进行空间尺度标定。

2.根据权利要求1所述的电子束流截面功率密度分布信号的尺度标定方法，其特征在于，步骤1所述高速采集卡（6）的触发源和偏转扫描控制信号的触发源为同一个外部数字量触发源，且电子束流的空间位置和采样信号同步。

3.根据权利要求1所述的电子束流截面功率密度分布信号的尺度标定方法，其特征在于，步骤2所述预分割的具体步骤如下：

（1）设置输入控制器（5）的数字时钟频率为f_clock；

（2）确定三角波控制信号的频率f_triangle以及用于生成三角波控制信号的时钟频率f_clock1，每个周期三角波对应a个数字时钟，则f_clock1=a·f_triangle，且f_clock=b·f_clock1，其中b为分频系数；

（3）确定三角波控制信号的每半个周期内的采样点数n，则f_sample=2n·f_triangle，且f_clock=c·f_triangle，其中c为分频系数；

（4）保证各频率参数之间关系a·c=2b·n，对采集数据每隔n个分割一次；

（5）选择预分割后的奇数信号序列，使信号起始点和终止点的X轴坐标相同。

4.根据权利要求1所述的电子束流截面功率密度分布信号的尺度标定方法，其特征在于，步骤5所述空间尺度标定的公式如下，

对于X轴方向，相邻两个数据点之间对应的空间距离

dxi-xi+1=LXn-1=KXHIX(max)n-1]]>

对于Y轴方向，相邻两次扫描之间对应的空间距离

dyi-yi+1=LYm-1=KYHIY(max)m-1]]>

其中，L_X为电子束流X方向总距离，L_Y为电子束流Y方向总距离，H为偏转线圈（2）中心到传感器（3）上表面的距离，I_X(max)为偏转线圈（2）中X方向驱动电流最大值，I_Y(max)为偏转线圈（2）中Y方向驱动电流最大值，n为三角波控制信号的每半个周期内的采样点数，m为三角波控制信号周期数，K_X和K_Y是由偏转线圈（2）结构决定的常数。