一种电子束扫描均匀度的自动调整系统及方法
阅读说明：本技术 一种电子束扫描均匀度的自动调整系统及方法 (Automatic adjusting system and method for scanning uniformity of electron beam ) 是由 肖珺 陆洁平 许森飞 查军 于 2021-07-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种电子束扫描均匀度的自动调整系统及方法,包括电子加速器、扫描线圈、用于给扫描线圈供电的扫描电源,还包括放置于扫描线圈下方用于检测电子束剂量的剂量检测模块以及接收剂量检测模块信号的处理器,所述的剂量检测模块检测到电子束的扫描剂量信号发送至处理器,处理器内部对该信号进行处理并根据需要调整扫描电源对扫描线圈的输出驱动波形；通过改变扫描电源输出驱动波形实现自动调整。可以在电子束扫描不均匀时可以方便进行调节,能够自动调整,用户自己即可以操作,不需要返厂维修,操作方便快捷。(The invention relates to an automatic adjustment system and method of electron beam scanning uniformity, which comprises an electron accelerator, a scanning coil, a scanning power supply for supplying power to the scanning coil, a dose detection module arranged below the scanning coil and used for detecting the dose of the electron beam, and a processor for receiving signals of the dose detection module, wherein the dose detection module detects that scanning dose signals of the electron beam are sent to the processor, the processor processes the signals and adjusts the output driving waveform of the scanning power supply to the scanning coil according to the requirement; automatic adjustment is achieved by changing the output drive waveform of the scanning power supply. The electronic beam scanning device can be conveniently adjusted when the electronic beam scanning is uneven, can be automatically adjusted, can be operated by a user, does not need to be returned to a factory for maintenance, and is convenient and rapid to operate.)
技术领域
本发明涉及电子加速器应用领域，尤其是涉及一种电子束扫描均匀度的自动调整系统及方法。
背景技术
电子加速器是利用感应电场来加速电子的一种装置，其广泛应用于社会生活中的各个领域，大多数的电子加速器进行辐照扫描是通过扫描线圈与扫描电源使得电子束按照设定轨迹运行实现扫描辐照功能，通过采取扫描电源控制扫描线圈磁场大小，使经过线圈的电子产生偏转，实现扫描辐射功能。
然而在实际使用过程中，由于受到加速器灯丝、加速管、电子束透镜系统、扫描线圈以及扫描电源等多种因素影响，无法达到理论设计水平，加速器的扫描均匀度会有不同，从而导致对被辐射产品质量造成较大影响；目前市面上的产品在出厂时各种参数就已经确定，其扫描均匀度也已经确定，若需要调整需要返厂维修，很不方便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种方便修改扫描均匀度的电子束扫描均匀度的自动调整系统及方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种电子束扫描均匀度的自动调整系统，包括电子加速器、扫描线圈、用于给扫描线圈供电的扫描电源，还包括放置于扫描线圈下方用于检测电子束剂量的剂量检测模块以及接收剂量检测模块信号的处理器，所述的剂量检测模块检测到电子束的扫描剂量信号发送至处理器，处理器内部对该信号进行处理并根据需要调整扫描电源对扫描线圈的输出驱动波形。
进一步具体的，所述的剂量检测模块选用CTA剂量带。
一种电子束扫描均匀度的自动调整方法，该方法的步骤为，
S1、开启电子加速器运行一段时间，扫描电源按照初始驱动波形供电给扫描线圈；
S2、剂量检测模块将在该时间段内检测到的剂量值输送至处理器内进行处理；
S3、处理器根据该时间段的剂量值判断是否需要进行调整，若是则进入步骤S4，若否则保持当前状态不变；
S4、处理器根据该时间段的剂量值对扫描电源的驱动波形进行修正，并将修正信号输出至扫描电源；
S5、扫描电源在下一同样时间段按照修正后的驱动波形驱动扫描线圈。
进一步具体的，在所述的步骤S5之后返回步骤S2通过剂量检测模块再次对剂量值进行检测，并将检测值输入至处理器，直至剂量值处于偏差内。
进一步具体的，在所述的步骤S4中驱动波形的修正方法为，在该时间段内剂量值取平均值，之后将各个时间点的剂量值与平均值进行对比，若高于平均值则调制参数PWM脉宽增大，若低于平均值则调制参数PWM脉宽减小。
进一步具体的，在所述的步骤S4中驱动波形的修正方法为，在该时间段内选取第一时间点的剂量值为标准值，之后将各个时间点的剂量值与标准值进行对比，若高于标准值则调制参数PWM脉宽增大，若低于标准值则调制参数PWM脉宽减小。
进一步具体的，所述调制参数PMW脉宽按照处理器内设置的步进脉宽增加或者减小。
进一步具体的，所述的步骤S3调整的判断依据为取该时间段的最大剂量值与最小剂量值求差，判断该差值是否大于设定阈值，若是则需要调整，若否在不需要调整。
进一步具体的，所述的步骤S1中的一段时间选取为一个完整波形的时间段。
进一步具体的，所述的剂量检测模块选用CTA剂量带。
本发明的有益效果是：通过上述系统与方法的使用，可以在电子束扫描不均匀时可以方便进行调节，能够自动调整，用户自己即可以操作，不需要返厂维修，操作方便快捷。
附图说明
图1是本发明电子束扫描均匀度的自动调整系统的结构示意图；
图2是本发明电子束扫描均匀度的自动调整方法的逻辑流程图一；
图3是本发明电子束扫描均匀度的自动调整系统的逻辑流程图二；
图4是本发明修正方式的逻辑流程图；
图5是本发明修正前电子束扫描的驱动波形、电流波形以及剂量波形的示意图；
图6是本发明修正后电子束扫描的驱动波形、电流波形以及剂量波形的示意图。
图中：1、电子束加速器；2、扫描线圈；3、扫描电源；4、剂量检测模块；5、处理器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示一种电子束扫描均匀度的自动调整系统，包括电子加速器1、扫描线圈2、用于给扫描线圈2供电的扫描电源3，其工作方式通过电子加速器1发生电子束，电子束经过扫描线圈2实现电子束方向的改变，形成扫描区域，扫描线圈2由扫描电源3供电，扫描电源3向扫描线圈2供给电压的驱动波形如图1所示；该系统还包括放置于扫描线圈2下方用于检测电子束剂量的剂量检测模块4以及接收剂量检测模块4信号的处理器5，所述的剂量检测模块4检测到电子束的扫描剂量信号发送至处理器5，处理器5内部对该信号进行处理并根据需要调整扫描电源3对扫描线圈2的驱动波形，通过调整使得扫描的剂量均匀性高。
基于上述系统，形成了一种电子束扫描均匀度的自动调整方法，如图2所示该方法的步骤为，
S1、开启电子加速器1运行一段时间，扫描电源3按照初始驱动波形供电给扫描线圈2，其中运行一段时间可以是空转，也可以是工作时段；该段时间最短为一个驱动波形的完整波形所需的时间段，扫描电源3给出的初始驱动波形如图5所示。
S2、剂量检测模块4将在该时间段内检测到的剂量值输送至处理器5内进行处理，其中剂量检测模块4选用CTA(cellulose triacetate)剂量带，CTA剂量带能够接收电子束的辐照并将该时间点的辐照剂量进行采集，并将采集到的剂量值信号传递至处理器5进行处理，该处理器5内置处理软件进行处理比较；CTA剂量带在电子加速器停机的状态下放入扫描区域，之后电子加速器开机，CTA剂量带采集信号完成后，电子加速器关机取出CTA剂量带。
S3、处理器5根据该时间段的剂量值判断是否需要进行调整，若是则进入步骤S4，若否则保持当前状态不变；
判断方法如下：
取该时间段的最大剂量值与最小剂量值并求差，同时在处理器5内手动设置一个设定阈值，将该差值与设定阈值进行比较，若该差值大于设定阈值则表明在该时间段内电子束辐照处于不均匀状态，此时需要对剂量值进行调整，若该差值小于设定阈值则表明在该时间段内电子束辐照大致均匀，此时不需要对剂量值进行调整。
S4、处理器5根据该时间段的剂量值对扫描电源3的驱动波形进行修正，并将修正信号输出至扫描电源3；
如图4所示修正方式可以有两种方式：
第一种，在该时间段内对步骤S2中所采集的剂量值取平均值，之后将采集到的各个时间点的剂量值与平均值进行对比，若某一个时间点的剂量值高于平均值，则将调制参数PWM脉宽增大以降低该时间点的剂量值，若某一个时间点的剂量值低于平均值，则将调制参数PWM脉宽减小以增加该时间点的剂量值；该种方式对一段时间采集测量后并计算后，驱动波形在下一段同样时长的时间段完成调整。
第二种，在该时间段内选取采集到第一时间点的剂量值为标准值，第一时间点可以在各个时间点内任意选取，之后将采集到的各个时间点的剂量值与标准值进行对比，若某一个时间点的剂量值高于标准值，则将调制参数PWM脉宽增大以降低该时间点的剂量值，若某一个时间点的剂量值低于标准值，则将调制参数PWM脉宽减小以增加该时间点的剂量值；该种方式对一段时间采集测量后并计算后，驱动波形在下一段同样时长的时间段完成调整。
S5、扫描电源3在下一同样时间段按照修正后的驱动波形(如图6所示)驱动扫描线圈2，下一同样时间段与上述时间段的时间一致。
上述调整方法中，单独开机采集完成剂量值生成修正后的驱动波形后，在下一次开机工作时使用。
由于上述调整方法步骤S5之后电子束扫描可能还会存在不均匀性，故在步骤S5后，如图3所示直接返回步骤S2通过剂量检测模块4再次对剂量值进行检测，并将检测值输入至处理器5，直至剂量值处于偏差内，该偏差为上述所述的设定阈值。
而在循环进行调节过程中，设置一步进脉宽，在步骤S4中针对调制参数PMW脉宽按照步进脉宽增加或者减小。
综上，通过该系统以及调整方法，电子束扫描的剂量均匀度可以随时进行调整，能够实现手动与自动调整，不需要很高技能即可完成操作，不需要返厂调整，用户可自行操作，调试简单方便快捷。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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