【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及閃爍體成像探測，具體涉及一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構。
技術介紹
1、磁約束聚變實驗中，軟x射線輻射主要是電子發生庫倫碰撞產生的韌致輻射。通過探測軟x射線輻射可以獲得等離子體內電子密度和溫度分布的重要信息。高速軟x射線成像診斷是基于鈹窗、閃爍體、傳像光纖束，像增強器和高速cmos相機的完整的等離子體極向(垂直于環向磁場)截面探測，尤其能夠沿等離子體大環(環向磁場方向)切向布置，可以直接獲得軟x射線輻射分布和擾動結構的二維成像。由于需要實現對軟x射線輻射的高速高分辨探測，診斷最前端的鈹窗和閃爍體成像部分需要能夠探測足夠強度的軟x射線，進行軟x射線到可見光的高效轉換，得到足夠高信噪比的可見光信號，確保可見光傳輸到像增強器時能夠進行高增益轉換。診斷選用的鈹窗厚度只有5um左右，非常薄，很容易破損。閃爍體的涂層厚度只有20um左右，輸出信號相對較弱，但對軟x射線和可見光都有響應，很容易受到強雜散光的干擾，閃爍體的基板為玻璃板，如果采用普通膠圈進行玻璃板密封，高真空密封性能不穩定，一個實驗運行周期內容易被破壞。
2、其中，內置于真空室的鈹窗和閃爍體通過高真空蔽光閃爍體成像密封結構進行集成，將完成可見光和紫外光的屏蔽，實現軟x射線到可見光的成像高效轉換，獲得高真空(10-5pa)的腔體密封。需要解決以下問題：(1)強雜散光的高效遮蔽，(2)聚變裝置充氣后，腔體內留存氣體的快速排空，(3)鈹窗對高壓留存氣體的耐受力，(4)閃爍體密封面高真空條件下的可靠性和安全性。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，目的在于能夠對可見光雜散光進行多層反射遮蔽。
2、本專利技術通過下述技術方案實現：一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，包括閃爍體高真空筒、蔽光排氣多級結構和鈹窗針孔成像結構；
3、所述蔽光排氣多級結構包括蔽光排氣筒、至少兩個蔽光排氣環，相鄰蔽光排氣環間隔連接在蔽光排氣筒內部，所述蔽光排氣環的端面上開設有多個周向分布的排氣孔，所述蔽光排氣筒的兩端相互貫通；
4、所述閃爍體高真空筒的一端依次穿過蔽光排氣環且位于蔽光排氣筒內與蔽光排氣筒、所述鈹窗針孔成像結構相互連接；所述閃爍體高真空筒內連接有閃爍體對其進行密封，所述閃爍體高真空筒上位于蔽光排氣筒內的位置開設有排氣口。
5、本方案中閃爍體是閃爍體高真空筒的密封面，排氣口是留存氣體進入蔽光排氣多級結構的出口。
6、本方案中真空裝置內的等離子體發出的光，經鈹窗針孔成像結構，完成對可見光和紫外光的過濾，經閃爍體高真空筒，通過閃爍體將進入到閃爍體高真空筒內的軟x射線轉換為可見光，完成對通過鈹窗的x射線的傳輸和轉換，將轉換后的可見光傳輸到裝置外設備，進行信號放大和高速探測。等離子體發出的可見光和裝置內的雜散光，經蔽光排氣多級結構中蔽光排氣筒端部的蔽光排氣環時，大部分光被蔽光排氣環遮擋，少部分光經過蔽光排氣環上的排氣孔進入到蔽光排氣筒內，而由于蔽光排氣環設有至少兩個，從而能夠對進入的光進行多層反射遮蔽，有效避免了可見光對閃爍體的干擾，極大提高了閃爍體成像的對比度和清晰度。
7、通過多級蔽光排氣環的布置，實現多級反射遮蔽，阻擋了強雜散光的進入，多級蔽光排氣環形成多級腔體，這樣通過多級腔體的布置，延緩了充氣氣體的進入，加速了留存氣體的排出。
8、進一步，相鄰兩個蔽光排氣環上的排氣孔相互交錯設置。
9、有益效果：本方案中相鄰蔽光排氣環上的排氣孔交錯設置，這樣能夠使每一蔽光排氣環均能夠對進入的光源進行反射，相比于相鄰蔽光排氣環上的排氣孔正對設置時，光源會直接從正對的排氣孔進入，這種方式蔽光排氣環對光源的反射效果較差，從而對可見光和雜散光的遮蔽效果較差，而本方案這樣的設計能夠避免進入的光源直接通過相鄰蔽光排氣環上正對的排氣孔進入，本方案交錯設置的排氣孔能夠使相鄰蔽光排氣環之間對光源進行逐級反射，從而實現多級遮蔽的效果，能夠有效避免可見光對閃爍體的干擾。
10、進一步，所述蔽光排氣環設有三個，三個蔽光排氣環分別為一級蔽光排氣環、二級蔽光排氣環和三級蔽光排氣環，所述一級蔽光排氣環、二級蔽光排氣環和三級蔽光排氣環從外到內依次間隔連接在蔽光排氣筒內。
11、有益效果：本方案中三個蔽光排氣環的設置能夠實現三層遮蔽可見光和雜散光，其遮蔽效果更好。
12、進一步，所述排氣口位于靠近所述鈹窗針孔成像結構的蔽光排氣環與所述鈹窗針孔成像結構之間的位置。
13、有益效果：如此設置能夠使光源依次經過多級蔽光排氣環進行反射遮蔽，減少或避免光源閃爍體高真空筒內的情況。
14、進一步，從所述排氣口向外排氣的路徑上，位于所述蔽光排氣筒最內側的蔽光排氣環與所述蔽光排氣筒靠近所述鈹窗針孔成像結構的一端之間的腔體容積和相鄰蔽光排氣環之間所形成的腔體容積依次減小。
15、有益效果：本方案中由于多個蔽光排氣環之間以及蔽光排氣環與蔽光排氣筒端部之間的腔體容積不一致，且蔽光排氣環與所述蔽光排氣筒靠近所述鈹窗針孔成像結構的一端之間的腔體容積和相鄰蔽光排氣環之間所形成的腔體容積依次減小，這樣使得各個腔體之間的壓力不一樣，形成壓力差，這樣通過聚變裝置充氣而進入到閃爍體高真空筒內的氣體，能夠在后期抽氣系統抽氣的時候，利于各個腔體的壓差變化，使閃爍體高真空筒內的氣體從排氣口依次經過多個蔽光排氣環上的排氣孔快速排出。
16、進一步，所述排氣口與所述蔽光排氣環上的排氣孔的軸線相互垂直設置。
17、有益效果：如此設置能夠改變光源的傳播路徑，排氣口與排氣孔垂直設置，能夠再次對光源起到反射作用，遮蔽效果更加，能夠進一步減小或避免光源進入閃爍體高真空筒內而對閃爍體造成干擾。
18、進一步，所述鈹窗針孔成像結構包括針孔壓板、支撐板和鈹窗，所述支撐板的一端開設凹槽，所述鈹窗嵌入到所述凹槽內，所述針孔壓板與所述支撐板上開設有聯通的針孔，所述針孔壓板與所述支撐板相互連接，所述鈹窗位于所述針孔壓板和所述支撐板之間。
19、有益效果：本方案中針孔壓板與支撐板相互連接后能夠將鈹窗進行限位，而鈹窗嵌入支撐板的凹槽內，該凹槽能夠對鈹窗的安裝起到定位的作用。
20、進一步，所述針孔呈喇叭形。
21、有益效果：由于采用喇叭形針孔，擴大了入射光的角度，增大了入射光的通量。
22、進一步，所述針孔壓板與所述支撐板之間具有間隙。
23、有益效果：本方案中針孔壓板的與支撐板之間具有間隙，這樣在裝置抽氣時，為內嵌于凹槽內的鈹窗提供了一個緩沖空間，能夠緩沖高真空腔體內外壓差形成的破壞力，增強了對鈹窗的保護。
24、進一步，所述閃爍體高真空筒上連接有鈹窗連接法蘭、裝置密封法蘭和閃爍體密封法蘭，所述鈹窗連接法蘭與所述鈹窗真空成像結構和蔽光排氣多級結構的端部相連接；所述裝置密封法蘭與磁約束裝置窗口法蘭相連接；所述閃爍體與所述閃爍體密封法蘭相連接。
25、有益效果：本方案中鈹窗連接法本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，包括閃爍體高真空筒、蔽光排氣多級結構和鈹窗針孔成像結構；
2.根據權利要求1所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，相鄰兩個蔽光排氣環上的排氣孔相互交錯設置。
3.根據權利要求2所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，所述蔽光排氣環設有三個，三個蔽光排氣環分別為一級蔽光排氣環、二級蔽光排氣環和三級蔽光排氣環，所述一級蔽光排氣環、二級蔽光排氣環和三級蔽光排氣環從外到內依次間隔連接在蔽光排氣筒內。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，所述排氣口位于靠近所述鈹窗針孔成像結構的蔽光排氣環與所述鈹窗針孔成像結構之間的位置。
5.根據權利要求4所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，從所述排氣口向外排氣的路徑上，位于所述蔽光排氣筒最內側的蔽光排氣環與所述蔽光排氣筒靠近所述鈹窗針孔成像結構的一端之間的腔體容積和相鄰蔽光排氣環之間所形成的腔體容積依次減小。
6.根據權利要求1-3任一項所述的一種高真空蔽光閃爍
7.根據權利要求1-3任一項所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，所述鈹窗針孔成像結構包括針孔壓板、支撐板和鈹窗，所述支撐板的一端開設凹槽，所述鈹窗嵌入到所述凹槽內，所述針孔壓板與所述支撐板上開設有聯通的針孔，所述針孔壓板與所述支撐板相互連接，所述鈹窗位于所述針孔壓板和所述支撐板之間。
8.根據權利要求7所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，所述針孔呈喇叭形。
9.根據權利要求7所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，所述針孔壓板與所述支撐板之間具有間隙。
10.根據權利要求1-3任一項所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，所述閃爍體高真空筒上連接有鈹窗連接法蘭、裝置密封法蘭和閃爍體密封法蘭，所述鈹窗連接法蘭與所述鈹窗真空成像結構和蔽光排氣多級結構的端部相連接；所述閃爍體與所述閃爍體密封法蘭相連接。
...【技術特征摘要】
1.一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，包括閃爍體高真空筒、蔽光排氣多級結構和鈹窗針孔成像結構；
2.根據權利要求1所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，相鄰兩個蔽光排氣環上的排氣孔相互交錯設置。
3.根據權利要求2所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，所述蔽光排氣環設有三個，三個蔽光排氣環分別為一級蔽光排氣環、二級蔽光排氣環和三級蔽光排氣環，所述一級蔽光排氣環、二級蔽光排氣環和三級蔽光排氣環從外到內依次間隔連接在蔽光排氣筒內。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，所述排氣口位于靠近所述鈹窗針孔成像結構的蔽光排氣環與所述鈹窗針孔成像結構之間的位置。
5.根據權利要求4所述的一種高真空蔽光閃爍體成像密封結構，其特征在于，從所述排氣口向外排氣的路徑上，位于所述蔽光排氣筒最內側的蔽光排氣環與所述蔽光排氣筒靠近所述鈹窗針孔成像結構的一端之間的腔體容積和相鄰蔽光排氣環之間所形成的腔體容積依次減小。
6....
【專利技術屬性】
技術研發人員：周航宇，董云波，李瑞鋆，侯玉梅，
申請(專利權)人：核工業西南物理研究院，
類型：發明
國別省市：
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