双路高压馈入装置及中子源的制作方法

1.本技术涉及中子无损检测技术领域，具体提供一种双路高压馈入装置及中子源。


背景技术：

2.中子成像作为一种重要的无损检测技术，其能够实现物体深度部位的检测，并能准确区分不同元素成分，因而在航空航天、材料学、生物医学等各领域中发挥着越来越重要的作用。
3.中子源作为中子成像系统中的重要部分，通过在其内部的靶电极和靶上施加高压，使离子源发射的离子束流在电场作用下轰击靶从而产生中子。中子源内的电场一般通过外接电源系统得到，而中子源内部为真空腔室，因此，在如何保证高压线缆与中子源壳体机械密封性的前提下，同时避免电荷在真空腔室内外传导而引发高压打火成为亟待解决的问题。
4.因此，本领域需要一种新的高压馈入装置来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本技术旨在解决上述技术问题，即为了解决现有中子源的高压馈入结构密封性和安全性差的问题。
6.第一方面，本技术提供一种双路高压馈入装置，该装置包括：
7.馈入筒，其包括筒体、封闭于所述筒体一端的底板以及封闭于所述筒体另一端的顶板，所述馈入筒内填充有绝缘介质；
8.第一绝缘管和第二绝缘管，所述第一绝缘管和所述第二绝缘管的一端位于所述筒体内，另一端穿过所述底板，所述第一绝缘管内穿设有第一导杆，所述第二绝缘管内穿设有第二导杆；
9.第三绝缘管和第四绝缘管，所述第三绝缘管和所述第四绝缘管的一端位于所述筒体内，另一端穿过所述顶板，所述第三绝缘管内穿设有第三导杆，所述第四绝缘管内穿设有第四导杆；以及
10.第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端连接所述第一导杆，另一端连接所述第三导杆，以使所述第一导杆与第三导杆电连接，所述第二连接件的一端连接所述第二导杆，另一端连接所述第四导杆，以使所述第二导杆与第四导杆电连接。
11.可选地，所述第一绝缘管与所述第三绝缘管同轴设置，所述第二绝缘管与所述第四绝缘管同轴设置。
12.可选地，所述双路高压馈入装置还包括：
13.第一电极帽，所述第一电极帽螺纹连接于所述第一导杆穿出所述底板的端部，且所述第一电极帽与所述第一绝缘管抵紧固定，所述第一导杆远离所述第一电极帽的端部设置有第一螺帽，所述第一螺帽与所述第一绝缘管抵紧固定；和/或
14.第二电极帽，所述第二电极帽螺纹连接于所述第二导杆穿出所述底板的端部，且
所述第二电极帽与所述第二绝缘管抵紧固定，所述第二导杆远离所述第二电极帽的端部设置有第二螺帽，所述第二螺帽与所述第二绝缘管抵紧固定。
15.可选地，所述双路高压馈入装置还包括：
16.第一密封圈，其压紧固定于所述第一螺帽和所述第一绝缘管之间；和/或
17.第二密封圈，其压紧固定于所述第二螺帽和所述第二绝缘管之间。
18.可选地，所述第一电极帽朝向所述第一绝缘管的端面沿周向设置有第一屏蔽环，所述第一屏蔽环包围于所述第一绝缘管与所述第一电极帽接触面的外侧；并且/或者
19.所述第二电极帽朝向所述第二绝缘管的端面沿周向设置有第二屏蔽环，所述第二屏蔽环包围于所述第二绝缘管与所述第二电极帽接触面的外侧。
20.可选地，所述第一连接件和所述第二连接件均采用柔性导线或硬质金属杆制成。
21.可选地，所述顶板与所述筒体法兰连接。
22.可选地，所述第一绝缘管、所述第二绝缘管、所述第三绝缘管以及所述第四绝缘管的侧表面均沿轴向间隔设置有凸起。
23.可选地，所述第一绝缘管、所述第二绝缘管、所述第三绝缘管以及所述第四绝缘管均为陶瓷管。
24.第二方面，本技术提供一种中子源，包括
25.壳体，其内部形成有真空腔室；
26.离子源，其设置于所述壳体上，用于产生离子束流，所述离子源的发射口位于所述真空腔室内；
27.靶电极、连接于所述靶电极的靶以及抑制电极，其均设置于所述真空腔室内；
28.第一方面中任一项所述的双路高压馈入装置，所述馈入筒安装于所述壳体的外壁，所述第一导杆与所述靶电极电连接，所述第二导杆与所述抑制电极电连接；以及
29.第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块与所述第三导杆电连接，所述第二电源模块与所述第四导杆电连接。
30.如上，在采用上述技术方案的情况下，本技术采用馈入筒作为高压馈入的中间介质，不仅解决了高压线缆与中子源壳体之间的机械密封问题，而且电荷传导至馈入筒内时，其周围填充的绝缘介质能够避免电荷传递至筒壁或外界环境中，因此有效避免了高压打火的现象，提高了中子源设备的安全性。
附图说明
31.下面结合附图来描述本技术的优选实施方式，附图中：
32.图1是本技术实施例给出的双路高压馈入装置的示意图；
33.图2是第一导杆与第一绝缘管之间连接关系的示意图；
34.图3是图2中第一电极帽部位的局部放大图；
35.图4是本技术实施例给出的双路高压馈入装置与中子源组装关系的示意图。
36.图中，附图标记指代如下：
37.1、馈入筒；11、筒体；12、底板；13、顶板；2、第一绝缘管；21、第一导杆；211、第一螺帽；22、第一电极帽；221、第一屏蔽环；23、沉槽；24、第一密封圈；3、第二绝缘管；311、第二螺帽；31、第二导杆；32、第二电极帽；4、第三绝缘管；41、第三导杆；5、第四绝缘管；51、第四导
杆；6、第一连接件；7、第二连接件；
38.100、壳体；200、第一电源模块；300、第二电源模块。
具体实施方式
39.下面参照附图来描述本技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本技术的技术原理，并非用于限制本技术的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
40.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示相关装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，序数词“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.此外，还需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.参照图1，为本技术实施例公开的一种双路高压馈入装置，其包括馈入筒1、第一绝缘管2、第二绝缘管3、第三绝缘管4以及第四绝缘管5。
43.馈入筒1包括筒体11、底板12以及顶板13。筒体11为两端开口的圆柱形筒，底板12和顶板13可分别通过法兰连接等形式与筒体11的端部相连，以使底板12能够封闭筒体11的其中一端，顶板13封闭筒体11的另一端。馈入筒1内填充有绝缘介质，例如变压器油、六氟化硫、氟化液等。
44.第一绝缘管2和第二绝缘管3的一端位于筒体11内，另一端向下穿过底板12并能够伸进中子源的真空腔室内。第一绝缘管2和第二绝缘管3均与底板12密封连接。第三绝缘管4和第四绝缘管5的一端位于筒体11内，另一端向上穿过顶板13伸出至馈入筒1外部。第三绝缘管4和第四绝缘管5均与顶板13密封连接。
45.第一绝缘管2内穿设有第一导杆21，第二绝缘管3内穿设有第二导杆31。第一导杆21和第二导杆31均为导电材质，且第一导杆21与第一绝缘管2密封连接，第二导杆31与第二绝缘管3密封连接。第一导杆21和第二导杆31伸进中子源真空腔室的端部分别用于与电极相连。
46.第三绝缘管4内穿设有第三导杆41，第四绝缘管5内穿设有第四导杆51。第三导杆41和第四导杆51均为导电材质，且第三导杆41与第三绝缘管4密封连接，第四导杆51与第四绝缘管5密封连接。第三导杆41和第四导杆51伸出馈入筒1的端部分别用于与电源模块相连。
47.第一导杆21和第三导杆41之间连接有第一连接件6，第二导杆31和第四导杆51之间连接有第二连接件7。第一连接件6和第二连接件7均为导电材质，具体地，第一连接件6和第二连接件7均采用柔性导线或硬质金属杆制成。
48.本技术的馈入装置安装过程中，首先将筒体11连同底板12固定安装至中子源的真空腔室上，然后安装第一绝缘管2、第二绝缘管3以及对应的第一导杆21和第二导杆31，然后
将第一连接件6连接在第一导杆21和第三导杆41之间，第二连接件7连接在第二导杆31和第四导杆51之间，最后将顶板13连同第三绝缘管4和第四绝缘管5安装在筒体11的顶端，向馈入筒1内充入绝缘介质。本技术采用馈入筒1作为高压馈入的中间介质，不仅解决了高压线缆与中子源壳体之间的机械密封问题，而且电荷传导至馈入筒1内时，其周围填充的绝缘介质能够避免电荷传递至筒体11筒壁或外界环境中，因此有效避免了高压打火的现象，提高了中子源设备的安全性。
49.参照图1，作为本技术一种可能的实现方式，为了方便将第一连接件6连接在第一导杆21和第三导杆41之间，将第一绝缘管2与第三绝缘管4同轴设置。为了方便将第二连接件7连接在第二导杆31和第四导杆51之间，将第二绝缘管3与第四绝缘管5同轴设置。
50.参照图1和2，作为本技术一种可能的实现方式，双路高压馈入装置还包括第一电极帽22和/或第二电极帽32。
51.参照图2，以第一电极帽22例，第一导杆21的一端固定有第一螺帽211，且第一导杆21远离第一螺帽211的端部设置有螺纹，第一电极帽22螺纹连接在第一导杆21的螺纹端。第一导杆21穿出底板12后与第一电极帽22螺纹连接，将第一电极帽22与第一导杆21旋紧固定后，第一螺帽211与第一绝缘管2的端面抵紧固定，从而保证第一导杆21与第一绝缘管2之间的密封性。
52.同样地，第二导杆31上也固定有第二螺帽311，第二电极帽32与第二导杆31的连接关系与第一电极帽22与第一导杆21的连接关系相同，所起到的作用也相同，本技术在此不再赘述。
53.参照图1和图2，作为本技术一种可能的实现方式，第一绝缘管2位于馈入筒1内的端面上开设有沉槽23，第一螺帽211位于沉槽23内，第一螺帽211和沉槽23的底面之间压紧固定有第一密封圈24，通过第一密封圈24，进一步提高第一导杆21与第一绝缘管2之间的密封性。当然，在一些可能的实现形式中，还可在第一螺帽211的下表面开设容纳第一密封圈24的沟槽，将第一密封圈24卡设在沟槽内。
54.同样地，第二螺帽311与第二绝缘管3之间也可设置第二密封圈，第二密封圈的作用与第一密封圈24的作用相同，本技术在此不再赘述。
55.另外，为了进一步增强密封性，还可在第一绝缘管2与第一电极帽22的接触面以及第二绝缘管3与第二电极帽32的接触面设置密封圈。
56.参照图3，第一电极帽22朝向第一绝缘管2的端面沿其周向固定设置有第一屏蔽环221，第一屏蔽环221包围于第一绝缘管2和第一电极帽22接触面的外侧。由于在第一绝缘管2、第一电极帽22以及真空环境的交界处(三结合点)存在高压放电的风险，设置屏蔽环结构可避免三结合点处发射的电子在电场作用下直接移向作为阳极的真空腔室避免，造成沿面闪络或真空击穿，引发高压打火，有效降低高压放电的概率。
57.同样地，在第二电极帽32上也可设置第二屏蔽环，第二屏蔽环的位置和所起作用与第一屏蔽环221相同，本技术在此不再赘述。
58.在本技术一些可能的实现方式中，第一绝缘管2、第二绝缘管3、第三绝缘管4以及第四绝缘管5的侧表面均沿轴向设置有凸起，使得其侧表面呈波浪形。波浪形的设置能够起到延长爬电距离的作用，通过延长电荷爬电距离，降低沿面闪络、打火的风险。可以理解的是，为达到延长爬电距离的目的，第一绝缘管2、第二绝缘管3、第三绝缘管4以及第四绝缘管
5还可采用锯齿状、伞状等形状。
59.可选地，第一绝缘管2、第二绝缘管3、第三绝缘管4以及第四绝缘管5均为陶瓷管。当然，其也可由聚四氟乙烯、环氧树脂、聚酰亚胺等材料制成。
60.参照图4，本技术实施例还公开了一种中子源，其包括壳体100、离子源、靶系统、上述任一实施例中的馈入装置以及第一电源模块200和第二电源模块300。
61.壳体100作为中子源的载体，其内部形成有真空腔室。离子源和靶系统设置于真空腔室内(图中未示出)，其中，离子源可固定安装在壳体100上，离子源的发射口位于真空腔室内，并能够发射离子束流。靶系统包括靶电极、连接于靶电极的靶以及抑制电极。
62.馈入装置的馈入筒1固定安装在壳体100的外壁上。第一电源模块200与第三导杆41电连接，第二电源模块300与第四导杆51电连接，第一导杆21与靶电极电连接，第二导杆31与抑制电极电连接，从而形成完整的回路。
63.应当说明的是，本技术提供的双路高压馈入装置并不局限于应用在中子源设备中，其还可应用在其它射线发生装置中，用于向射线发生装置内部电极提供电压。
64.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本技术的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本技术的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种双路高压馈入装置，其特征在于，包括：馈入筒，其包括筒体、封闭于所述筒体一端的底板以及封闭于所述筒体另一端的顶板，所述馈入筒内填充有绝缘介质；第一绝缘管和第二绝缘管，所述第一绝缘管和所述第二绝缘管的一端位于所述筒体内，另一端穿过所述底板，所述第一绝缘管内穿设有第一导杆，所述第二绝缘管内穿设有第二导杆；第三绝缘管和第四绝缘管，所述第三绝缘管和所述第四绝缘管的一端位于所述筒体内，另一端穿过所述顶板，所述第三绝缘管内穿设有第三导杆，所述第四绝缘管内穿设有第四导杆；以及第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端连接所述第一导杆，另一端连接所述第三导杆，以使所述第一导杆与第三导杆电连接，所述第二连接件的一端连接所述第二导杆，另一端连接所述第四导杆，以使所述第二导杆与第四导杆电连接。2.根据权利要求1所述的双路高压馈入装置，其特征在于，所述第一绝缘管与所述第三绝缘管同轴设置，所述第二绝缘管与所述第四绝缘管同轴设置。3.根据权利要求1所述的双路高压馈入装置，其特征在于，所述双路高压馈入装置还包括：第一电极帽，所述第一电极帽螺纹连接于所述第一导杆穿出所述底板的端部，且所述第一电极帽与所述第一绝缘管抵紧固定，所述第一导杆远离所述第一电极帽的端部设置有第一螺帽，所述第一螺帽与所述第一绝缘管抵紧固定；和/或第二电极帽，所述第二电极帽螺纹连接于所述第二导杆穿出所述底板的端部，且所述第二电极帽与所述第二绝缘管抵紧固定，所述第二导杆远离所述第二电极帽的端部设置有第二螺帽，所述第二螺帽与所述第二绝缘管抵紧固定。4.根据权利要求3所述的双路高压馈入装置，其特征在于，所述双路高压馈入装置还包括：第一密封圈，其压紧固定于所述第一螺帽和所述第一绝缘管之间；和/或第二密封圈，其压紧固定于所述第二螺帽和所述第二绝缘管之间。5.根据权利要求3所述的双路高压馈入装置，其特征在于，所述第一电极帽朝向所述第一绝缘管的端面沿周向设置有第一屏蔽环，所述第一屏蔽环包围于所述第一绝缘管与所述第一电极帽接触面的外侧；并且/或者所述第二电极帽朝向所述第二绝缘管的端面沿周向设置有第二屏蔽环，所述第二屏蔽环包围于所述第二绝缘管与所述第二电极帽接触面的外侧。6.根据权利要求1所述的双路高压馈入装置，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件均采用柔性导线或硬质金属杆制成。7.根据权利要求1所述的双路高压馈入装置，其特征在于，所述顶板与所述筒体法兰连接。8.根据权利要求1所述的双路高压馈入装置，其特征在于，所述第一绝缘管、所述第二绝缘管、所述第三绝缘管以及所述第四绝缘管的侧表面均沿轴向间隔设置有凸起。9.根据权利要求1所述的双路高压馈入装置，其特征在于，所述第一绝缘管、所述第二绝缘管、所述第三绝缘管以及所述第四绝缘管均为陶瓷管。
10.一种中子源，其特征在于，包括：壳体，其内部形成有真空腔室；离子源，其设置于所述壳体上，用于产生离子束流，所述离子源的发射口位于所述真空腔室内；靶电极、连接于所述靶电极的靶以及抑制电极，其均设置于所述真空腔室内；权利要求1至9中任一项所述的双路高压馈入装置，所述馈入筒安装于所述壳体的外壁，所述第一导杆与所述靶电极电连接，所述第二导杆与所述抑制电极电连接；以及第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块与所述第三导杆电连接，所述第二电源模块与所述第四导杆电连接。

技术总结
本申请涉及中子无损检测技术领域，具体提供一种双路高压馈入装置及中子源，旨在解决现有中子源的高压馈入结构密封性和安全性差的问题。为此目的，本申请的双路高压馈入装置包括：馈入筒，其包括筒体、底板以及顶板；第一绝缘管和第二绝缘管，其一端位于筒体内，另一端穿过底板，第一绝缘管内穿设有第一导杆，第二绝缘管内穿设有第二导杆；第三绝缘管和第四绝缘管，其一端位于筒体内，另一端穿过顶板，第三绝缘管内穿设有第三导杆，第四绝缘管内穿设有第四导杆；以及第一连接件和第二连接件，第一连接件连接第一导杆和第三导杆，第二连接件连接和第四导杆。本申请不仅解决了高压线缆与中子源壳体之间的密封问题，而且还有效避免了高压打火的现象。压打火的现象。压打火的现象。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：中科超睿（青岛）技术有限公司
技术研发日：2023.01.06
技术公布日：2023/9/16