一种谐振腔轴向电场测量装置以及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107589313A(43)申请公布日2018.01.16(21)申请号201710860884.1(22)申请日2017.09.21(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人胡桐宁鲁垚冯光耀杨军袁雅婷(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人廖盈春李智(51)Int.Cl.G01R29/14(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种谐振腔轴向电场测量装置以及测量方法(57)摘要本发明公开了一种谐振腔轴向电场测量装置以及测量方法，该装置包括机械结构部分和测量控制部分，机械结构部分包括主体框架、滑轮、驱动结构、牵引线以及微扰体，测量控制部分包括激励模块、环境监测模块以及分析模块，微扰体位于处于竖直状态的牵引线上，通过滑轮驱动牵引线移动，保证微扰体在被测谐振腔的中心线上移动，通过激励模块向被测谐振腔发射激励信号，并采集微扰体位于不同位置时反馈信号，获得微扰体位于不同位置时谐振腔的谐振频率，根据微扰体位于不同位置时谐振腔的谐振频率和当前环境下谐振腔的谐振频率获得当前位置的谐振腔电场强度。本装置通过保证微扰体运动轨迹与被测谐振腔中心线的同轴度，提高电场强度精确度。CN107589313ACN107589313A权利要求书1/2页1.一种谐振腔轴向电场测量装置，其特征在于，包括：第一滑轮(5)、第二滑轮(6)、第三滑轮(12)、第四滑轮(13)、牵引线、主体框架(1)、微扰体(10)、激励模块、驱动结构(4)、环境监测模块以及分析模块；所述主体框架(1)设有上横梁和下底座，所述上横梁和所述下底座平行设置，所述下底座上表面和所述上横梁下表面均设有导轨，所述驱动结构(4)安装于所述下底座上，所述第一滑轮(5)与驱动结构连接，所述第二滑轮(6)位于下表面上导轨上，所述第三滑轮(12)和所述第四滑轮(13)位于上横梁下表面上的导轨上，且所述第一滑轮(5)、所述第二滑轮(6)、所述第三滑轮(12)和所述第四滑轮(13)位于同一平面；所述第一滑轮(5)、第二滑轮(6)、第三滑轮(12)和第四滑轮(13)通过呈环形的牵引线连接；所述第二滑轮(6)和所述第四滑轮(13)之间竖直放置的牵引线位于待测谐振腔的中心线上，所述微扰体(10)固定于所述第二滑轮(6)和所述第四滑轮(13)之间的牵引线上，用于改变待测谐振腔内谐振频率同时不破坏待测谐振腔内场强分布；所述驱动结构(4)用于驱动第一滑轮(5)转动进而带动所述牵引线移动，使所述微扰体(10)沿着谐振腔中心线移动，保证所述微扰体(10)运动轨迹与待测谐振腔中心线的同轴度；所述激励模块用于产生激励信号并采集所述微扰体位于不同位置的反馈信号，所述激励信号作用于待测谐振腔上使谐振腔谐振；所述环境监测模块用于监测环境信息；所述分析模块，其第一输入端与所述激励模块的输出端连接，其第二输入端与所述环境监测模块的输出端连接，用于根据微扰体位于不同位置的反馈信号和环境信息获得待测谐振腔内轴向场强。2.如权利要求1所述的谐振腔轴向电场测量装置，其特征在于，在所述主体框架(1)的下底座上设有多个螺纹孔，用于调节驱动结构的位置，保证所述第一滑轮(5)、所述第二滑轮(6)、所述第三滑轮(12)和所述第四滑轮(13)位于同一平面。3.如权利要求1或2所述的谐振腔轴向电场测量装置，其特征在于，谐振腔轴向电场测量装置还包括张紧轮(7)，其安装于驱动结构上；呈环形的牵引线套于所述张紧轮上，张紧轮用于提高牵引线与各个滑轮之间的摩擦力。4.如权利要求1至3任一项所述的谐振腔轴向电场测量装置，其特征在于，所述分析模块包括：参数转化单元，其输入端作为分析模块的输出端连接，用于根据标准真空状态下谐振频率和所述环境信息获得当前环境下谐振频率；以及电场数值获取单元，其第一输入端与参数转化单元的输出端连接，其第二输入端作为分析模块的第二输入端，用于根据所述不同位置的反馈信号和所述当前环境下谐振频率获得谐振腔不同位置的轴向场强。5.如权利要求1至4任一项所述的谐振腔轴向电场测量装置，其特征在于，所述微扰体(10)为导电材料。6.一种基于权利要求1所述的谐振腔轴向电场测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S1通过让激励信号作用于待测谐振腔内使谐振腔内发生谐振；S2通过让第一滑轮转动单位角度使微扰体在待测谐振腔内移动单位步长；2CN107589313A权利要求书2/2页S3采集微扰体移动单位步长后激所述激励信号返回的反馈信号，并根据谐振腔标准真空状态下谐振频率和环境信息获得谐振腔当前环境下谐振频率；S4根据所述谐振腔当前环境下谐振频率和所述当前位置的反馈信号获得当前位置轴向场强；S5判断