專利名稱：磁控管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石茲控管。
背景技術(shù)：
真空管到達(dá)其壽命的終止。除了磁控管和其他交叉束射管以外，所有 的真空管主要通過蒸發(fā)而損失其活性陰極材料。蒸發(fā)完全取決于陰極 工作時的溫度，而不取決于運行水平，因此，如果已知陰極溫度，則 大多數(shù)使用者可足夠準(zhǔn)確地預(yù)測該設(shè)備的壽命。由于陰極材料主要由 于濺射而損失，故難以預(yù)測磁控管和類似管的壽命。濺射意味著陰極材料由于離子轟擊而損失。通過電子與氣體原子 的碰撞，就在磁控管中以及在其他真空管中形成離子，該氣體原子從真空密封外殼(vacuum envelope)和陰極材料中蒸發(fā)。陰離子將被吸引 至真空設(shè)備的陽極部分，而陽離子將朝向陰極加速并且造成材料的損 失。由于陰極居中地位于將可能產(chǎn)生離子的區(qū)域中，故相比于其他真 空設(shè)備，磁控管由于濺射而遭受更多的陰極損壞，這意味著對電離原 子的更多電子的電流密度高于束射管中的電流密度，該陰極比相當(dāng)?shù)?束射管中的陰極要更大，并且真空體積遠(yuǎn)小于相當(dāng)?shù)氖涔苤械恼婵?體積，故殘余氣體密度將更高。濺射速率取決于設(shè)備處理的質(zhì)量，這是由于可通過以更高溫度 以及更長久地進(jìn)行處理來降低殘佘氣體水平；額定功率(更大的陰極電 流意味著可引起電離的更多電子)；真空密封外殼的溫度(由于升高其 溫度將增加氣體水平)；輸入和輸出條件；和故障事件(諸如起弧，其 可引起局部過熱，從而產(chǎn)生氣體)。經(jīng)常以不同的按照小時的功率輸出，來使用磁控管(例如，當(dāng)用于 醫(yī)療的線性加速器時，不同的治療類型需要顯著不同的功率水平，表面癌癥(surface cancer)需要低功率，X射線治療需要高功率)，并且在 使用中這與運行溫度中的變化相結(jié)合，處理中的任何變化使壽命為可 變的和不可預(yù)測的。磁控管在雷達(dá)、醫(yī)療的線性加速器和一些工業(yè)處理中用作微波 源。在所有這些情況中，使用者需要執(zhí)行保護(hù)性的維護(hù)，以減小計劃 以外的停工時間。為了降低儀器故障的風(fēng)險，使用者希望對具有有限 壽命的物件剛好在其失效前進(jìn)行更換。為此，盡管存在不同的操作條 件和管的歷史，但是，該壽命需要是可預(yù)測的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種磁控管，其包括隔離表面，該隔離表面暴露于陰 極，以便在操作時接收從陰極損失的材料。收集在該表面上的材料將與陰極的累積損失相關(guān)，例如成比例， 并且使得估計磁控管的壽命終止成為可能。


現(xiàn)在將參考附圖作為實施例地詳細(xì)描述執(zhí)行本發(fā)明的方法，在附 圖中圖1是通過根據(jù)本發(fā)明的第一磁控管的示意性軸向截面圖，其中 空腔由葉片限定；圖2是通過根據(jù)本發(fā)明的第二磁控管的陽極的示意性軸向截面 圖，其中空腔為孔-和-槽型；和圖3是圖2所示的磁控管的一部分的放大視圖。
具體實施方式
在整個所有附圖中，為相同的部分提供相同的附圖標(biāo)記。 參考圖1，磁控管包括陰極1和陽極2，該陽極2包括葉片3。磁控管的內(nèi)部被排空，陰極維持在高的負(fù)電勢。磁極件(pole piece)(未顯 示)提供沿軸向方向的^f茲場。根據(jù)本發(fā)明，陶瓷盤4安裝在一個陽極空腔5的后部處，該陶瓷 盤面向陰極l,并且處于觀察陰極1時的視線中。該盤安裝在合金的 套管6中，該套管6釬焊(brazed)在形成于陽極壁中的開口的內(nèi)部上。 引導(dǎo)件(lead)7延伸通過陶瓷盤。該盤的周邊^(qū)皮金屬化，并且釬焊在套 管的內(nèi)部上。因此維持陽極中的真空的完整性。在使用磁控管時，陰極材料將從陰極賊射，并且沿直線行進(jìn)至陽 極、磁極件、葉片，并且由于其暴露于陰極而行進(jìn)至陶覺盤4。位于 陶瓷盤上的陰極材料將形成傳導(dǎo)膜。該濺射材料將為諸如鎳或鉬的陰 極基金屬和諸如鋇和鍶的活性金屬和/或其氧化物的混合物。濺射材料 將在該表面上形成導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜的電阻將與濺射材料的厚度成反 比。借助于陶資盤中心的引導(dǎo)件，來測量該膜的電阻，從而測量引導(dǎo) 件和套管6(或磁控管外部上的任意點)之間的電阻。所沉積的膜的電阻 可用于連續(xù)地監(jiān)控濺射材料的量，從而始終知曉剩余的壽命。將電阻 測量值與對應(yīng)于磁控管壽命終止的通過實驗得到的參考值進(jìn)行比較。已知到陰極壽命終止時所損失的材料量測試多個磁控管，比較 監(jiān)控的電阻值與同樣為壽命指示器的二極管發(fā)射的損失，并且記錄在 壽命終止時的電阻值。還可以在任何時候測量電阻值，并且在此時刻 打開磁控管并測量陰極的材料損失，以便形成參考值。顧客然后可計 劃進(jìn)行更換。因為陶瓷盤4定位在空腔的后部附近，故其將不暴露于電場。中 心導(dǎo)體和中心導(dǎo)體位于其中的陽極中的孔洞作為同軸線，從而將引導(dǎo) 件從任何的RF拾取(pick up)屏蔽開。其他優(yōu)點在于，制造者可在初始測試中測量濺射速率，從而提供 處理故障的早期警告，并且能夠知道引起過多濺射以及將縮短壽命的 任何儀器故障。使用者可確定操作條件如何影響磁控管的壽命。在管 進(jìn)行操作、待機或作為備品備件擱置起來時，可連續(xù)地監(jiān)控?fù)p耗和損耗速率。雖然本發(fā)明將更加難以(盡管有可能)結(jié)合在以更高頻率，諸如大于5GHz的頻率操作的磁控管中(由于磁控管的小尺寸)，但是， 本發(fā)明可適用于磁控管的所有頻率、功率水平和用途。在以上的實施例中，該盤的直徑可為3mm。陶資材料可為氧化鋁。 陶瓷盤可涂有鉬/錳涂料，并且然后在高溫(例如1600。C)下燒制，使得 該涂料結(jié)合在該陶瓷上，以形成可利用高溫焊料來焊接的表面。套管 的材料可為Kovar(柯伐合金)或相似的合金，其具有與陶瓷盤相同的熱 膨脹，因此可容易地連接在該盤上。通過將金屬化的層燒結(jié)在孔周圍 的盤表面上，可將引導(dǎo)件7密封在該盤上。然后，利用金/4艮/銅/鎳焊 料，可將引導(dǎo)件釬焊在金屬化層上。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，各種變型當(dāng)然是可能的。因此， 可使用除陶瓷以外的隔離材料的類型。隔離材料可放置在陰極的視線 內(nèi)的任何位置處，以收集濺射材料。如果該隔離體為透明的并且可通 過該隔離體觀察到該陰極(該陰極通常將在750。C和IOO(TC之間操作， 故其將發(fā)紅)，則光傳輸?shù)臏p少也可用作濺射材料膜的測量。然而，該 方法具有如下缺點，即陰極的溫度以及因此陰極的亮度不僅取決于輸 入條件，而且取決于圍繞它的陽極的反射率，陽極的反射率將隨著濺 射材料的沉積而變化。陰極的反射率也將通過濺射材料來改變。參考圖2和3，第二磁控管具有孔和槽的類型。其中一個空腔被 鉆通，以容納安裝在套管6中的陶瓷盤4。具有與陽極相同的膨脹系 數(shù)的另一套管8釬焊在陽極上并且釬焊在套管6上，陶瓷盤4又釬烊 在套管6上，以便形成真空密封的連接。陶瓷盤的構(gòu)造、布置和操作 與第一實施例相同。
權(quán)利要求
1.一種磁控管，所述磁控管包括隔離表面，所述隔離表面暴露于陰極，以便在操作時接收從所述陰極損失的材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控管，其特征在于，所述隔離表面位 于陽極空腔的后部處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控管，其特征在于，所述磁控管包括 用來測量沉積在所述隔離表面上的膜的電阻的機構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁控管，其特征在于，所述電阻測量機 構(gòu)包括延伸通過所述隔離表面的導(dǎo)體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的磁控管，其特征在于， 所述隔離表面由陶瓷材料的區(qū)域所限定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁控管，其特征在于，所述陶瓷材料為 氧化鋁。
全文摘要
一種磁控管，具有陰極(1)和陽極(2)，該陽極(2)具有葉片(3)，該磁控管具有位于其中的隔離表面(4)，其面向陰極并且由于陰極處的濺射從陰極接收材料。導(dǎo)體(7)使得這樣沉積的膜的電阻能夠被測量，從而提供對該膜厚度和磁控管使用壽命的指示。
文檔編號H01J25/00GK101276723SQ20081008644
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者M·B·C·布雷迪 申請人:E2V技術(shù)(英國)有限公司