Источник ионов Советский патент 1988 года по МПК H01J3/04 

11

Изобретение относится к истопникам ионов, применяемых на ускорите7 лях.

Цель изобретения - повьппение стабильности тока выхода ионов за счет стабилизации давле1шя газа в разрядной камере,

На чертеже изображен предлагаемый ионный источник, общий вид.

Источник ионов состоит из разрядной камеры 1 с эмиссионным отверстием 2, электромагнитного клапана 3 напуска газа, связанного с системой 4 управления напуска газа, электромагнитного клапана 5, перекрывающего отверстие эмиссии, связанного с системой 6 управления расходом газа,

7 давления и вакуумного объ

датчикя ема 8.

Источ шк ионов работает следующим образом.

Под действием электромагнитных cim, создаваемых магнитной катушкой клапана 3, его поршень смещения отг крывает на время протекаштя токД по катушке газовую магистраль,.а затем пружиной возвращается в исходное состояние. Импульсы токи в катушке фор

Система 6 управления расходом газа под действием сигнала с датчика 7 давления изменяет длительность и частоту следования электрических импульсов, управляющих работой электромагнитного клапана 5 таким образом, чтобы скомпенсировать возникающие отклонения давления в камере источника,

При заданных режимах работы системы 4 управления напуском газа и системы 6 управления расходом газа клапан 3 открьтается с определенной частотой на определенное время, обеспечивая напуск газа в разрядную камеру 1 источника строго нормированными порциями, а клапан 5 при этом открывается на соответствующее время с соответствующей частотой, определяя расход газа через отверстие 2 эмис сии в объем ускорителя,

Если давление в камере 1 источника увеличивается, то с датчика 7 давления электрический сигнал, пропорциональный этому изменению, поступает на входы систем 4 и 6 управления одновременно. Система 4 управления напуском газа немедленно умень

Изобретение относится к ускорительной технике. Цель - повышение стабильности тока выхода ионов из источника за счет стабилизации давления газа в разрядной камере. Это достигается созданием в разрядной камере источника регулируемого, постоянного и высокостабильного уровня газового давления вне зависимости от сорта применяемого газа за счет регулировки как напуска, так и расхода газа при помощи импульсных электромагнитных клапанов, установленных на входе и выходе разрядной камеры, При этом режим работы этих клапанов задается двумя системами управления, связанными с датчиком давления, расположенным в разрядной камере. Кроме того, система управления расходом-газа синхронизирована с модулятором дуги. 1 ил. с (Л

мируются системой 4 управления напус-дд шает длительность и частоту следова35

ком газа, связанной с датчиком 7 давления, находящимся в разрядной камере 1, Изменением электрического режима . этой системы устанавливают и изменяют уровень рабочего давлений в камере 1 источника. Под действием сигналов с датчика 7 давления система 4 управления напуском газа автоматически изменяет длительность и частоту следования электрических имЛульсов, управ- .Q ляюищх работой клапана 3 напуска газа таким образом, чтобы скомпенсировать отклонения давления в разрядной камере от установленного значения.

Электромагнитный клапан 5, регулирующий расход газа из камеры 1 ионного источника, установлен вблизи отверстия 2 эмиссии, В исходном состоянии шток клапана 5 перекрывает отверстие 2 эмиссии, открывая его только под действием сигналов, поступающих с системы 6 управления расходом газа, которая имеет два входа. Один вход связан с датчиком 7 давления. Другой вход соединен с модулятором дуги, синхронизуя момент открывания отверстия эмиссии с импульсом разряда дуги вне зависимости от сигналов с датчика 7 давления.

45

50

55

ния своих выходньк импульсов, в результате клапан 3 напуска газа открывается реже и на более короткое время тем самым уменьшая подачу газа в камеру 1. Одновременно система 6 управления расходом газа увеличивает длительность и частоту следования импульсов на своем выходе, В результате электромагнитный клапан 5 открывает отверстие 2 эмиссии чаще и на более длительное время, что обеспечивает более быструю утечку газа из разрядной камеры 1 в вакуумный объем 8 ускорителя.

Таким образом, одновременное уменьшение напуска газа в камеру 1 и увеличение расхода газа через от- ведстие 2 эмиссии быстро компенсируют возникшее увеличение давления в разрядной камере, и вся система вновь устанавливается в относительное равновесие,

Если давление в камере 1 источника уменьшается, то с помощью систем 4 и 6 управления напуск газа в камеру возрастает, а расход газа уменьшается, в результате давление в раз5

.Q

5

0

5

ния своих выходньк импульсов, в результате клапан 3 напуска газа открывается реже и на более короткое время тем самым уменьшая подачу газа в камеру 1. Одновременно система 6 управления расходом газа увеличивает длительность и частоту следования импульсов на своем выходе, В результате электромагнитный клапан 5 открывает отверстие 2 эмиссии чаще и на более длительное время, что обеспечивает более быструю утечку газа из разрядной камеры 1 в вакуумный объем 8 ускорителя.

Таким образом, одновременное уменьшение напуска газа в камеру 1 и увеличение расхода газа через от- ведстие 2 эмиссии быстро компенсируют возникшее увеличение давления в разрядной камере, и вся система вновь устанавливается в относительное равновесие,

Если давление в камере 1 источника уменьшается, то с помощью систем 4 и 6 управления напуск газа в камеру возрастает, а расход газа уменьшается, в результате давление в раз3139427

рядной камере 1 повьппается до заданного уровня.

Регулировка как напуска, так и расхода газа в камере ионного источника с. помощью электромагнитных клапанов и соответствующих систем управления, связанных с датчиком давления в разрядной камере, позволяет с помощью несложного дистанционного управления, вне зависимости от сорта применяемого газа, оперативно изме- нять уровень рабочего давления в разрядной камере. При этом обеспечивается стабильность зтого давления с точностью, превышающей 0,1% от заданного уровня, вне зависимости от рода причин, вьгзывакнцих колебания газового давления, что приводит к повышению стабильности тока выхода и ионов из источника.

Газ

1

Формула изобретения

Источник ионов, содержащир разрядную камеру с эмиссионным отверстием, систему напуска газа, модулятор дуги и подвижную заслонку, перекрывающую эмиссионное отверстие и синхронизо- ванггую с модулятором дуги, о т л и- чающийся тем, что, с целью .

повышения стабильности тока выхода ионов из источника за счет стабили- давления газа в разрядной камере, в источник дополнительно введены датчик давления и системы управления

напуском и расходом газа, причем система напуска газа и подвихсная заслонка выполнены в виде импульсных электромагнитных клапанов, связанных с соответствующими системами управления, входы которых соединены с датчиком давления, расположенным в разрядной камере.