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2016-8-22 閱讀(857)
電子束焊縫二次電子成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究常宏斌，薛興（桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,，廣西桂林541004）上設(shè)計(jì)了二次電子成像系統(tǒng),。其原理是通過(guò)同步掃描系統(tǒng)使焊機(jī)與顯像管中電子束同步光柵掃描，用采集板收集從工件上轟擊出來(lái)的二次電子,，此二次電子信號(hào)通過(guò)前置放大和視頻放大,，zui后在顯像管得到焊縫圖像。并且該系統(tǒng)在,。
晉A積分電路A場(chǎng)振蕩,！
行apchH行振蕩行輸出hM壓電路同步掃描系統(tǒng)對(duì)行、場(chǎng)掃描電路的主要要求是：a光柵的非線性失真和幾何失真應(yīng)小,。一般行掃描的非線性失真小于12%.由于人眼對(duì)垂直方向失真比較敏感,，場(chǎng)掃描電路的非線性失真應(yīng)小于8%.光柵的非線性失真取決于行、場(chǎng)掃描的電路設(shè)計(jì),。光柵的幾何失真一般要求小于1.5% ~3%它主要由偏轉(zhuǎn)線圈的繞制模具和繞制工藝決定,。
行、場(chǎng)掃描電路同步性能要好,，同步穩(wěn)定,、可靠，并且對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力強(qiáng),。場(chǎng)掃描電路和隔行掃描性能好,，不產(chǎn)生并行現(xiàn)象，清晰度高,。行掃描電路的同步引入范圍和保持范圍要適當(dāng),，一方面要保證溫度變化和電源電壓波動(dòng)時(shí)，同步良好,；另一方面又要保證抗干擾能力優(yōu)良,，不產(chǎn)生圖像頂部扭曲,。
振蕩頻率穩(wěn)定，受環(huán)境溫度,、電源電壓變化的影響小,。
電路效率高，損耗小,。行,、場(chǎng)掃描電路的效率主要由行、場(chǎng)掃描電路的輸出級(jí)決定,。
33檢測(cè)及放大系統(tǒng)設(shè)計(jì)15檢測(cè)放大系統(tǒng)的作用是把入射電子和物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生各種信息進(jìn)行接收和放大,，并轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)（模擬電壓或數(shù)字量）,。它的性能優(yōu)劣對(duì)二次電子成像圖像質(zhì)量起重要作用,。
在二次電子檢測(cè)中，可以用2種不同的放大器來(lái)放大從試樣發(fā)射出來(lái)的二次電子流信號(hào),。第1種放大器利用信號(hào)電流流過(guò)高值電阻時(shí)產(chǎn)生一電壓降,，再用一般的晶體管或電子管放大器放大。第2種放大器利用了這樣的一些物理過(guò)程,，即試樣上發(fā)出的每個(gè)二次電子平均產(chǎn)生g個(gè)新電子,，而g大于1.這類(lèi)放大器可以是二次電子倍增器、帶光電倍增管的閃爍體或轟擊-感應(yīng)電導(dǎo)倍增器,。由于第1種成本較低,，且能滿足要求，因此首先來(lái)考慮使用第1種放大器,。
3.3.1前置放大系統(tǒng)前置放大器的作用是把入射電子與試樣表面物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生各種成像信息變換成電壓信號(hào),。要求本身具有低的電噪音水平，能對(duì)各種信息自由選擇和區(qū)分開(kāi),。能夠把所接收到的信息放大到足夠大的信號(hào)水平,，而且接收和放大時(shí)間足夠短。此處采用LT1192和LT1252差分高速運(yùn)放芯片,。其原理如所示,。
3.3.2視頻放大系統(tǒng)視頻放大系統(tǒng)的作用是把前置放大電路出來(lái)的信號(hào)（1~1.2VH，）經(jīng)過(guò)主放大器放大（達(dá)到50~80V,，）作為圖像信號(hào)調(diào)制顯像管的柵極,。可以根據(jù)圖像調(diào)節(jié)亮度,，改變視頻放大信號(hào)大小及放大器直流電平,，實(shí)現(xiàn)二次電子像襯度調(diào)節(jié)。
為了滿足電壓增益高和信號(hào)失真小的要求,，視放輸出級(jí)常采用共發(fā)射級(jí)放大器,。理想的視放輸出幀頻特征應(yīng)是在0~5.5MHz范圍內(nèi)與橫軸平行的一條直線,，但在技術(shù)上無(wú)法實(shí)現(xiàn)，目前電路中只能用補(bǔ)償?shù)霓k法,，使某一段頻率的增益適當(dāng)提升,，如所示。實(shí)際電路中采用了射極負(fù)反饋補(bǔ)償?shù)姆椒?，即在視放管的發(fā)射極串接電阻,，以產(chǎn)生電流負(fù)反饋，降低了增益,，但擴(kuò)展了頻帶寬度,，信號(hào)的調(diào)頻端和低頻端都得到了擴(kuò)展。為了調(diào)節(jié)電對(duì)比度,，我們?cè)谀┘?jí)視放管的發(fā)射極加入了可調(diào)電位器,，這樣所形成的負(fù)反饋是只對(duì)交流成分的，所以通過(guò)調(diào)節(jié)電位器可改變交流負(fù)反饋的大小,，從而調(diào)節(jié)對(duì)比度,。其視頻輸出電路如所示。
3.4行,、場(chǎng)消隱信號(hào)的加入在行,、場(chǎng)掃描的正程期間產(chǎn)生圖像，在掃描的逆程期間無(wú)視頻信號(hào),，回掃亮線就會(huì)干擾圖像,。為了避免回掃線的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)中用行,、場(chǎng)逆程脈沖作為消隱信號(hào)加到視放輸出級(jí),，如果顯像管的陰極加有大于一定數(shù)值的正電壓，電子束就被截止,。當(dāng)行,、場(chǎng)逆程脈沖到來(lái)時(shí)，視放輸出管截止,，集電極呈高電位,，使顯像管陰極呈高電位而截止，便消除了回程線,。
4結(jié)束語(yǔ)二次電子成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，采用電路模塊設(shè)計(jì)，避免了要求精密的光學(xué)儀器零部件,，是*解決一直困擾電子束焊縫觀察與對(duì)中的一個(gè)非常有效的手段,。采用電子束焊縫二次電子成像可以解決當(dāng)前觀察系統(tǒng)的缺陷，提高焊縫觀察與對(duì)中的質(zhì)量,，進(jìn)一步可通過(guò)對(duì)焊縫信息的提取來(lái)實(shí)現(xiàn)焊縫的自動(dòng)追蹤,。能適應(yīng)當(dāng)前及今后電子束焊接發(fā)展的趨勢(shì),。在二次電子成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，本課題組查閱研究了國(guó)內(nèi)外大量的資料,，目前在實(shí)驗(yàn)階段已經(jīng)取得預(yù)期的效果,。但仍有諸多的工作要做，下一階段主要是提高成像的質(zhì)量,，穩(wěn)定度和可靠度以及模擬信號(hào)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換,，從而實(shí)現(xiàn)電腦對(duì)焊縫信息的直接采集。北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司,。
