電子束焊縫二次電子成像系統設計研究常宏斌，薛興（桂林電子科技大學機電工程學院，廣西桂林541004）上設計了二次電子成像系統。其原理是通過同步掃描系統使焊機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的二次電子，此二次電子信號通過前置放大和視頻放大，zui后在顯像管得到焊縫圖像。并且該系統在。

　　晉A積分電路A場振蕩！

　　行apchH行振蕩行輸出hM壓電路同步掃描系統對行、場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小。一般行掃描的非線性失真小于12%.由于人眼對垂直方向失真比較敏感，場掃描電路的非線性失真應小于8%.光柵的非線性失真取決于行、場掃描的電路設計。光柵的幾何失真一般要求小于1.5% ~3%它主要由偏轉線圈的繞制模具和繞制工藝決定。

　　行、場掃描電路同步性能要好，同步穩定、可靠，并且對干擾信號的抑制能力強。場掃描電路和隔行掃描性能好，不產生并行現象，清晰度高。行掃描電路的同步引入范圍和保持范圍要適當，一方面要保證溫度變化和電源電壓波動時，同步良好；另一方面又要保證抗干擾能力優良，不產生圖像頂部扭曲。

　　振蕩頻率穩定，受環境溫度、電源電壓變化的影響小。

　　電路效率高，損耗小。行、場掃描電路的效率主要由行、場掃描電路的輸出級決定。

　　33檢測及放大系統設計15檢測放大系統的作用是把入射電子和物質相互作用所產生各種信息進行接收和放大，并轉換為視頻信號（模擬電壓或數字量）。它的性能優劣對二次電子成像圖像質量起重要作用。

　　在二次電子檢測中，可以用2種不同的放大器來放大從試樣發射出來的二次電子流信號。第1種放大器利用信號電流流過高值電阻時產生一電壓降，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程，即試樣上發出的每個二次電子平均產生g個新電子，而g大于1.這類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-感應電導倍增器。由于第1種成本較低，且能滿足要求，因此首先來考慮使用第1種放大器。

　　3.3.1前置放大系統前置放大器的作用是把入射電子與試樣表面物質相互作用所產生各種成像信息變換成電壓信號。要求本身具有低的電噪音水平，能對各種信息自由選擇和區分開。能夠把所接收到的信息放大到足夠大的信號水平，而且接收和放大時間足夠短。此處采用LT1192和LT1252差分高速運放芯片。其原理如所示。

　　3.3.2視頻放大系統視頻放大系統的作用是把前置放大電路出來的信號（1~1.2VH，）經過主放大器放大（達到50~80V，）作為圖像信號調制顯像管的柵極。可以根據圖像調節亮度，改變視頻放大信號大小及放大器直流電平，實現二次電子像襯度調節。

　　為了滿足電壓增益高和信號失真小的要求，視放輸出級常采用共發射級放大器。理想的視放輸出幀頻特征應是在0~5.5MHz范圍內與橫軸平行的一條直線，但在技術上無法實現，目前電路中只能用補償的辦法，使某一段頻率的增益適當提升，如所示。實際電路中采用了射極負反饋補償的方法，即在視放管的發射極串接電阻，以產生電流負反饋，降低了增益，但擴展了頻帶寬度，信號的調頻端和低頻端都得到了擴展。為了調節電對比度，我們在末級視放管的發射極加入了可調電位器，這樣所形成的負反饋是只對交流成分的，所以通過調節電位器可改變交流負反饋的大小，從而調節對比度。其視頻輸出電路如所示。

　　3.4行、場消隱信號的加入在行、場掃描的正程期間產生圖像，在掃描的逆程期間無視頻信號，回掃亮線就會干擾圖像。為了避免回掃線的出現，設計中用行、場逆程脈沖作為消隱信號加到視放輸出級，如果顯像管的陰極加有大于一定數值的正電壓，電子束就被截止。當行、場逆程脈沖到來時，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結束語二次電子成像系統結構簡單，采用電路模塊設計，避免了要求精密的光學儀器零部件，是*解決一直困擾電子束焊縫觀察與對中的一個非常有效的手段。采用電子束焊縫二次電子成像可以解決當前觀察系統的缺陷，提高焊縫觀察與對中的質量，進一步可通過對焊縫信息的提取來實現焊縫的自動追蹤。能適應當前及今后電子束焊接發展的趨勢。在二次電子成像系統的設計上，本課題組查閱研究了國內外大量的資料，目前在實驗階段已經取得預期的效果。但仍有諸多的工作要做，下一階段主要是提高成像的質量，穩定度和可靠度以及模擬信號的數字化轉換，從而實現電腦對焊縫信息的直接采集。北京富瑞恒創科技有限公司。