[发明专利]空心阴极真空电子发射性能测试装置、方法及筛选方法

权利要求书

1.一种空心阴极真空电子发射性能测试装置，其特征在于，包括：非接触式测温装置(1)、真空舱(3)、平板阳极(4)、空心阴极、供电系统、贮供系统、微电流测试仪(12)和真空获得系统；其中，空心阴极由触持极组件(5)和阴极体组件(15)组成；平板阳极(4)和空心阴极置于真空舱(3)中；平板阳极(4)设有阳极中心孔(16)，真空舱(3)上设有玻璃窗(2)，真空舱外的非接触式测温装置(1)透过玻璃窗(2)和阳极中心孔(16)测量空心阴极的阴极体组件(15)的阴极顶温度；

供电系统包括为空心阴极的阴极体组件(15)中的加热器供电的加热电源(6)、为平板阳极(4)供电的阳极电源(7)、为空心阴极的触持极组件(5)供电的触持电源(13)，以及为空心阴极点火提供高压脉冲的点火电源(14)；

贮供系统为空心阴极提供氙气；

微电流测试仪(12)接触持电源(13)的负接线端，用于测量触持极组件(5)接收空心阴极真空发射电子电流。

2.如权利要求1所述的空心阴极真空电子发射性能测试装置，其特征在于，所述真空获得系统为无油分子泵或低温泵高真空机组。

3.如权利要求1所述的空心阴极真空电子发射性能测试装置，其特征在于，所述真空舱的本底真空度优于5.0×10^-5Pa，真空舱外的管路总漏率优于1.0×10^-9Pa·m³/s，真空舱内的管路总漏率优于1.0×10^-6Pa·m³/s。

4.一种空心阴极真空电子发射性能测试方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的空心阴极真空电子发射性能测试装置进行测试，包括如下步骤：

步骤1，在测试准备阶段，测量空心阴极加热器电阻，加热器电阻应大于或等于300mΩ，否则更换空心阴极阴极体组件；测量空心阴极的触持极组件(5)与阴极体组件(15)之间的绝缘电阻，触持极组件与阴极体组件之间的绝缘电阻应大于或等于10GΩ，否则更换触持极组件(5)上的绝缘件；

步骤2，将空心阴极和阳极安装在真空舱内，连接供电系统的供电线路和贮供系统的供气管路；随后再次测量阴极体组件(15)和触持极组件(5)之间的绝缘电阻值，若小于10GΩ，则更换触持极组件上的绝缘件；测量加热器电阻，若加热器电阻小于300mΩ或异常大，则检查加热器的接线；测试阴极体组件(15)与平板阳极(4)之间的绝缘电阻阻值，若小于100kΩ，则更换阳极上的绝缘件；

步骤3，对真空舱抽真空至5.0×10^-5Pa以下，并排空贮供系统的供气管路；

步骤4，开启贮供系统，对供气管路进行冲洗预处理；

步骤5，在真空舱真空度优于1.0×10^-2Pa以及设定的氙气流率下，开启加热电源(6)对空心阴极进行预热；

步骤6，预热结束后，保持氙气流率不变，将空心阴极冷却；空心阴极冷却后，设置加热电源输出为规定的点火加热电流，记录加热电压、加热电流值，依据空心阴极设计工作参数预制阳极电源、触持电源的输出电压和输出电流，开启点火电源；点火成功后关闭加热电源和点火电源；随后对空心阴极进行持续放电激活试验；

步骤7，完成空心阴极激活试验后，关闭供电系统，保持氙气流率不变，对空心阴极进行冷却；空心阴极冷却后，关闭贮供系统，对真空舱进行抽真空至真空度优于5.0×10^-5Pa；

步骤8，将微电流测试仪接入触持电源的负接线端，同时采用测温装置测量空心阴极阴极顶的温度，开始空心阴极真空电子发射特性测试：开启加热电源加热空心阴极至工作温度，开触持电源预制输出电压，记录加热电源的加热电流和电压、微电流测试仪读数、测温装置测量温度、真空度，微电流测试仪读数即为当前空心阴极加热温度及真空度下的空心阴极真空电子发射能力。

5.如权利要求4所述空心阴极真空电子发射性能测试方法，其特征在于，所述步骤3中，在抽真空的同时，对真空舱、供气管路进行加热烘烤。