Устройство для измерения заряда и длительности сгустков заряженных частиц Советский патент 1987 года по МПК H05H7/00 

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к устройствам для измерения заряда и длительности электронных сгустков.

По основному авт.св. № 1056869 известно устройство для измерения заряда и длительности сгустков заряженных частии, содержащее преобразователь, чувствительный к электромагнитному излучению сгустка, реализованный на электрооптическом кристалле и соединенный через элементы ввода-вывода со скрещенными поляризаторами, источник, регистратор и средства транспортировки оптического излучения от источника к входному поляризатору и от выходного поляризатора к регистратору, а преобразователь совместно с элементами ввода-вывода оптического излучения реализован на электрооптическом кристалле в виде тонкопленочного волновода и прикреплен одной плоскостью к внутренней стенке канала транспортировки так, что направление распространения оптического излучения в кристалле параллельно предполагаемой траектории движения сгустков.

Повышение чувствительности первичного преобразователя достигается за счет увеличения оптической длины кристалла, что приводит к снижениюширокополосности. Кроме того, из-за температурной нестабильности электрооптического кристалла необходимо осуществлять периодическую калибровку преобразователя, что в описанном устройстве . практически не реализуема.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения.

Цель достигается тем, что в устройство внутрь электронопровода соосно его продольной оси введено эллиптическое тонкостенное металлическое кольцо, установленное на электрооптическом кристалле и изоляционной пластине, прикрепленных к противоположным стенкам электронопровода так, что в радиальном сечении кольца его наибольшие радиусы соответствуют точнам крепления кольца к кристаллу и пластине, а кольцо выступает в обе стороны за кристалл на расстояние, не меньшее толщины кристалла, причем к пластине через разъем подключен дополнительно введенный источник эталонного напряжения.

На чертеже представлено предложенное устройство.

Тонкостенное металлическое кольцо 1 установлено внутрь электронопровода 2 на электрооптическом кристалле 3 и изоляционной пластине 4. Обращенные к кольцу и к электронопроводу поверхности кристалла и пластины металлизированы. К пластине 4 через разъем 5 подведено эталонное напряжение.Ось кольца совпадает с предполагаемой .траекторией сгустка.

Устройство работает следующим образом.

Сгусток заряженных частиц, двигаясь по оси электронопровода 2, создает на кольце 1 электрическое поле,напряженность которого линейно связана с плотностью заряда по длине сгустка Изменение напряженности электрического поля вызывает соответствующее изменение оптических свойств электрооптического кристалла 3. Оптическое излучение, прошедшее через кристалл,становитдя промодулированным по фазе. . Известными способами фазовая модуляция преобразуется в амплитудную модуляцию. Оптический сигнал, промодулированный по амплитуде, воспринимается фотоприемным устройством, регистрирующим заряд и длительность сгустка.При этом выбор формы кольца в радиальном сечении, например эллиптической,обеспечивает уменьшение емкости, обусловленной введением дополнительных элементов.Выступающая за кристалл фор- ма кольца в медиональномсечении обеспечивает более равномерное распределение электрического поля на входе в кристалл. Выбор оптимальной формы кольца в радиальном и медиональном сечениях приводит к несущественному изменению широкополосности при достаточном повьщ1ении чувствительности.

К металлизированной поверхности изоляционной пластины, обращенной к разъему, приложено эталонное напряжение, например импульсное напряжение, от прецизионного источника. Кристалл, пластина и кольцо образуют емкостный делитель, обеспечивающий гальваническую развязку Источника и преобразователя. Изменяя эталонное напряжение по требуемому закону, можно осуществить калибровку преобразователя непосредственно в рабочем состоянии. Выбор эталонного напряжения таким, что напряжение на кристалле равно четвертьволновому напряжению, обеспечивает смещение рабочей точки кристалла на линейный участок кривой пропускания.

311209104

При диаметре электронопровода 3-10 м,устройства уменьшится в два раза.Введлине кристалла ZnSe 10 ми егодение дополнительного кольца, изолятолщине ми таких же размерахционной пластины и разъема не привоизоляционной пластины введение допол-дит к существенному усложнению констнительного кольца увеличивает чувст- рукции, обеспечивая повышение чувствительность преобразователя в 10 раз.вительности преобразователя и точносПри эллиптической форме кольца с со-ти измерения при упрощении методики отношением минимального и максималь-эксперимента для определения параметного диаметров 1:2 широкополосностьров сгустков заряженных частиц.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАРЯДА И ДЛИТЕЛЬНОСТИ СГУСТКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ по авт.св. № 1056869, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, дополнительно внутрь электронопровода соосно его продольной оси введено эллиптическое тонкостенное металлическое кольцо, установленное на электрооптическом кристалле и изоляционной пластине, прикрепленных к противоположным стенкам электронопровода таким образом, что в радиальном сечении кольца его наибольшие радиусы соответствуют точкам крепления кольца к кристаллу и пластине, а кольцо выступает в обе стороны за кристалл на расстояние, не меньшее толщины кристалла, при этом к пластине через разъем подключен дополнительно введенный источник эталонного напряжения. (Л to о со