Hình 1 - Sơ đồ đo dòng của chùm tia khi sử dụng chén Faraday

4.2. Chén Faraday và các đầu nối điện

Hình 2 và Bảng 1 giới thiệu các kích thước cho thiết kế các chén Faraday bằng đồng đối với các công suất khác nhau của chùm tia tới 30kW, các kích thước này có thể được làm thích hợp với các yêu cầu trong thực tế. Đối với các công suất của chùm tia trên 15kW, chén Faraday cần được làm mát bằng nước.

Bảng 1 - Chén Faraday (tiếp theo)

Giá trị tính bằng milimét

Điện áp gia tăng lớn nhất, kV

Công suất lớn nhất của chùm tia, kW

d₁

D

...

...

...

L

n x d₂

60

15

6

100

90

220

10 x 6

...

...

...

30

10

170

270

445

10 x 10

150

6

6

...

...

...

100

200

10 x 6

150

30

10

100

300

500

...

...

...

CHÚ THÍCH 1 - Kích thước d₁ nên giữ đủ nhỏ để thích hợp với chùm tia điện tử được điều chỉnh tiêu cự bao gồm cả chùm tia có diềm, trong khi vẫn phòng ngừa được sự rò rỉ điện tử.

Chú dẫn

1. Ta điện tử

2. Đồng

3. Lớp cách điện bằng gốm

Hình 2 - Bộ chén Faraday

CHÚ THÍCH 2: Các lỗ xung quanh chén Faraday cho phép thoát nhanh hơi kim loại trong khi tránh sự rò rỉ điện tử.

Chén Faraday phải được cách điện với bàn gia công bằng lớp cách điện gốm.

...

...

...

5. Quy trình đo

5.1. Yêu cầu chung

Các phép đo phải được thực hiện với máy hàn được chỉnh đặt theo qui định trong 6.2 của TCVN 8920-1:2012 (ISO 14744-1:2008).

5.2. Tổn thất của dòng

Dòng của chùm tia đi vào chén Faraday phải được đo và so sánh với dòng phát ra (nghĩa là dòng định mức của chùm tia). Các sai lệch quá lớn chỉ ra sự định vị không chính xác của chùm tia điện tử so với đường kính của lỗ chén Faraday d₁ hoặc sai số điều chỉnh trong nguồn chùm tia cần được điều chỉnh. Đối với tất cả các quá trình vận hành khi sử dụng chén Faraday, chùm tia điện tử phải được hội tụ ở tâm của lỗ chén (xem Hình 2). Các thông số của chùm tia và vị trí của chén Faraday phải được điều chỉnh để đạt được điện áp kiểm tra lớn nhất trước khi thử.

5.3. Đo độ gợn sóng

Phải dùng một máy hiện sóng để xác định phạm vi lớn nhất (giá trị đỉnh tới đỉnh) của giá trị tức thời U'_b của điện áp kiểm tra U_b.

Sai lệch theo phần trăm được tính toán như sau:

x 100

...

...

...

5.4. Đo độ ổn định

Điện áp trung bình phải được ghi liên tục trong thời gian vận hành đã cho khi sử dụng dụng cụ loại trừ được độ gợn sóng.

Độ sai lệch theo phần trăm phải được tính toán như sau:

x 100 hoặc x 100

Chọn giá trị nào lớn hơn, trong đó U_bmax, U_bmin là các giá trị trung bình lớn nhất và nhỏ nhất quan sát được và U_b là giá trị ban đầu.

5.5. Đo độ lặp lại

Dòng tia phải bật lên và phải đo điện áp kiểm tra trung bình khi dùng dụng cụ đo độ gợn sóng giới hạn.

Dòng qui định của tia phải được tắt và bật vài lần và ghi lại các điện áp kiểm tra trung bình tương ứng.

Độ lặp lại phải được tính toán như sau:

...

...

...

Chọn giá trị nào lớn hơn, trong đó U_bmax và U­_bmin là các giá trị trung bình lớn nhất và nhỏ nhất quan sát được và U­_b là giá trị ban đầu.

Hình 3 - Chỉ thị trên màn hình cho việc đo độ gợn sóng của dòng tia

6. Các vấn đề trong việc đo

Vấn đề thường hay gặp nhất, đặc biệt là khi đo các dòng chùm tia cao là độ dao động cao của tần số của chùm tia trên được biểu hiện trên màn hình, độ dao động này gắn liền với diện tích nung nóng quá lớn ở đáy của chén Faraday. Vấn đề này được khắc phục một cách tốt nhất bằng cách duy trì thời gian đo ngắn và đo các khoảng thời gian làm mát dài hoặc nếu có thể, sử dụng chén Faraday được làm mát bằng nước.

7. Đánh giá

Các giá trị đo được của độ gợn sóng, độ ổn định và độ lặp lại phải được đánh giá bằng so sánh chúng với các sai lệch giới hạn qui định trong TCVN 8920-1:2011 (ISO 14744-1:2008).

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8920-3:2012 (ISO 14744-3 : 2000) về Hàn - Kiểm tra nghiệm thu các máy hàn chùm tia điện tử - Phần 3: Đo các đặc tính dòng tia