Устройство для измерения параметров пучка заряженных частиц Советский патент 1987 года по МПК H05H7/00 

мотками 7р размещенные на диаметрально противоположных сторонах и на наковых расстояниях относительно центра вакуумной камеры 8 с проходя- щим в ней пучком 9 заряженных частиц. Устройство также содержит феррозон1

Изобретение относится к ускорительной -технике, а именно к устройствам измерения положения и тока пучка заряженных частиц,.и может найти применение в электрофизических установках, работающих с пучками постоянного тока.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

На фиг,1 и 2 приведена структурная схема устройства; на фиг,3 - схема управления; на фиг.4 - временные диаграммы работы устройства; на фиг,5 чертеж дополнительного магнитного экрана.

Устройство содержит феррозонды 1 с обмотками возбуждения 2 сигнальной 3, дополнительной обратной связи 4 и обратной связи 5, помещенные в дополнительные магнитные экраны 6 с равномерно расположенными на них об мотками. 7 и размещенные на диаметрально противоположных сторонах и на одинаковых расстояниях относительно центр а вakyyмнoй камеры 8 с проходящим в ней пучком 9 заряженных частиц, общий электромагнитный экран 10 генератор 11 возбуждения, схему управления 12, усилители . 13, синхронные детекторы 14, аналоговые ключи 15, усилители 16, интегрирующие элементы 17, схемы вычитания 18, деления 19, сложения 20, индикатор 21 тока, индикатор 22 положения, резисторы 23 обратной связи.

Схема 12 управления, приведенная на фиг,3, состоит из усилителя 24 мощности и генератора 25 модулирующих импульсов.

Устройство работает следующи-м образом.

Феррозонды 1 помещаются в дополнительные магнитные экраны 6 (фиг.5) с помощью которых модулируется магды 1 с обмотками 2 возбуждения, сигнальный 3, дополнительной обратной связи 4 и обратной связи 5, общий электромагнитный экран 10, генератор П возбуждения, схему 12 управления, 5 ил.

нитное поле пучка 9, и в общий электромагнитный экран 10 для защиты феррозондов от внешних магнитных полей.

Индукция в управляемых магнитных экранах 6 периодически с частотой определяемой схемой 12 управления, достигает насьш1ения, т,е, происходит модуляция его магнитной проницаемос- ти

На обмотки 2 возбуждения феррозондов 1 поступает с генератора 11 возбуждения ток с частотой f. При наличии магнитного поля пучка с сигнальных обмоток 3 феррозондов 1 снимается напряжение с частотой 2f, пропорциональное величине магнитного поля пучка. Go схемы 12 управления на обмотку 7 дополнительного магнитного

экрана 6 поступают прямоугольные импульсы тока с периодически изменянщей- ся фазой I (фиг.4а). При отсутствии тока через обмотки 7 дополнительных магнитнь1х экранов 6 магнитное поле

пучка 9 не достигает феррозондов 1 и с сигнальнь:х обмоток 3 поступает напряжение шума (помехи). При наличии тока через обмотку 7 дополнительный магнитный экран 6 теряет свою магнитную проницаемость и магнитное поле пучка 9 достигает феррозондов 1, с сигнальных обмоток 3- которых снимают сумму сигналов, пропорциональных

току пучка и шуму. I

На выходе синхронных детекторов 14 (фиг,4б) при разомкнутой дополнительной обратной связи (обмотки 4 отключены) возникает напряжение в виде полезного сигнала и шума (помехи) .

Сигналы помехи в интервалах времени, когда экранируется поле пучка дополнительным экраном 6 (нет тока в обмотках 7), выделяются аналоговыми ключами 15 (см. Uj. фиг.4в), управ

31334405

яемыми от схемы 12 управления, усили- ны

ния дам со пуч с и во во ми чт но ма ру в буж вые эле обр фер свя де ло обр 25 свя клю сх рой чен нит ход вхо чер юхю рат

ваются усилителями 16 и через интегрирующие элементы 17 поступают на обмотки дополнительной обратной связи 4 .

При замкнутой дополнительной обратной связи на выходе синхронного детектора получают напряжение U (фиг.4), в котором помеха подавлена, так как глубина дополнительной обратной связи по помехе может быть более 100%, а обратная связь по полезному сигналу (через резисторы 23 обратной связи и обмотки обратной связи 5) может быть на два, три порядка меньше. Избирательный усилитель должен иметь такую ширину полосы пропускания, чтобы сигналы с феррозондов, промодулированные с частотой схемы управления, могли проходить через него без искажений. При выборе частоты схемы управления на 2-3 порядка ниже, чем частота генератора возбуждения, получение нужной полосы пропускания избирательного усилителя не представляет трудностей.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения параметров пучка заряженных частиц, содержащее первичные преобразователи, выполненные в виде феррозондов, расположенных симметрично относительно оси канала транспортировки пучка, заключенные в общий электромагнитный экран и снабженные сигнальными обмотками, -обмотками обратной связи и обмотками возбуждения, при этом сигг нальные обмотки соединены с входами избирательных усилителей, выходы которых соединены с входами синхронных детекторов, выходы последних соедине

0

5

0

с входами схем сложения и вычитания, выходы которых соединены с входами схемы деления, выход которой соединен с индикатором положения пучка, выход схемы сложения соединен с индикатором тока пучка, обмотки возбуждения соединены с генератором возбуждения и синхронными детекторами, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены дополнительные магнитные экраны, располагаемые вокруг каждого феррозонда, выполненные в виде сердечников с обмотками воз буждения, схема управления, аналоговые ключи усилители, интегрирующие элементы, обмотки дополнительной обратной связи, располагаемые на феррозондах, и резисторы обратной связи, при этом выходы синхронных детекторов соединены с входами аналоговых ключей и через резисторы обратной связи с обмотками обратной 5 связи, управляющие входы аналоговых ключей соединены с одним из выходов схемы управления, другой выход которой соединен с последовательно включенными обмотками возбуждения дополнительных магнитных экранов, а выходы аналоговых ключей соединены с входами усилителей, выходы которых через и«тегрйрующие элементы под- юхючены к обмоткам дополнительной обратной связи.

2 о Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что схема управления выполнена в виде генератора модулирующих импульсов и усилителя мощности, при этом выход генератора модулирующих импульсов соединен с входом усилителя мощности и с управляющими входами аналоговых ключей, а выход усилителя мощности подключен к обмоткам возбуждения дополнительньпс магнитных экранов.

0

В

0

5

а

фиг. 3

6

ж 3

Pi/a. Обмотка 7

Управляет и па - jHurrtHoiiJr экран 6

фц8.5

Редактор Н.Слободяник

Составитель Е.Громов Техр ед л. 0л ийнык

Заказ 3983/58Тираж 801Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор МоШароши

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в электрофизических установках, работающих с пучками постоянного тока. Целью изобретения является повьшение чyвcтвитeJJьнocти устройства. Для этого в устройство введены дополнительные магнитные экрань 6 с равномерно расположенными на них об N а $ (Л