Космический магнитный спектрометр Советский патент 1990 года по МПК H01J49/30 

Изобре ение относится к экспериментальной физике, а точнее к экспериментальным методам физики космических лучей.

Цель изобретения - уменьшение массы магнитного спектрометра при одновременном сохранении величины магнитной индукции в рабочем зазоре.

На фиг.1 представлен предлагаемый спектрометр; на фиг.2 - то же, проек.ция.

Годоскопическая система 1 служит для регистрации частиц, влетевших в магнитную систему, отклонившихся в поле ее рабочего зазора 2, образованного между полюсными наконечниками 3 и 4, имеюш 1ми форму треугольных

призм (магниты) 5-8 в форме параллелепипедов, причем к граням полюсного наконечника 3 присоединены без зазора магниты 5 и 6 южными полюсами а к граням полюсного наконечника 4 присоединены без зазора магниты 7 и 8 северными полюсами, при этом магнитопроводы 9 и 10 замыкают северные полюса магнитов 5 и 6 с южными полюсами магнитов 7 и 8 соответственно. Полюсные наконечники 3 и 4 выполнены из материала с наивысшей индукцией насьш1ения. Размеры магнитов и полюсных наконечников связаны соотношениями

1 К -h; d К . 1„, где 1 - боковая сторона; основание треугольного сеч ния наконечника; h - величина рабочего зазора; d - толщина магнитов; К - коэффициенты определяемые материалом магнита; при этом масса магнитного спектрометра имеет минимальное значение. Устройство работает следующим образом. Заряженная частица влетает в рабочий зазор 2, ее траектория искрив ляется, и угол отклонения измеряет,ся годоскопической системой 1. Магнитная индукция В в рабочем зазоре 2 определяется магнитным потоком Ф через магнитопроводы 9 и 10, магнит 5-8 и полюсные наконечники 3 и 4, Магнитный поток Ф создается за счет намагниченности I постоянных магнит 5-8. Толщина магнитопроводов 9 и 10 выбирается из условия пропускания полного магнитного потока, созданного постоянными магнитами 5-8 с потерями магнитного напряжения не более 3-5% от магнитного напряжения на высоте h рабочего зазора. Размер магнитов 5-8 в принятых ограничения конструкции выбираются из условия наиболее знергетического выгодного режима работы, что одновременно обе печивает минимум массо-габаритных показателей магнитной системь в целом. Для высококоэрцетивных сплавов типа КС-37 оптимальные размеры магнитов, отнесенные к размерам рабоче зоны имеют значения При этом среднее значение индукции в рабочей зоне составляет Вр, 0,4 Тл. Таким образом, максимальное значение индукции в рабочей зон которое можно получить при -эффектив ном использовании магнитных материа лов для сплава КС-37 составляет В f. ,5 Bj, где В - остаточная индук ция материала постоянн ых магнитов. Применение литых постоянных магНитов из сплавов ЮНДК 35Т5БА требуе увеличения высоты магнитов примерно в 3 раза, т.е. d 3 1, . При одинаковой массе магнитной системы использование сплава ЮНДК 35Т5БА дает меньшую индукцию в рабочем зазоре в 1,7-2 раза, чем для сплава КС-37. В результате расчетов было получено, что значительный зффект достигается для сплавов с объемной плотностью энергии магнитного поля не менее 30 кДж/м . Был рассчитан и изготовлен магнитный спектрометр, масса которого составила 5 кг, причем масса магнитной системы, изготовленной на основе сплава КСП-37А,. составила 3 кг. При этом в качестве материала магнитопровода использовалось чистое железо типа АРМКО, а соотношения между размерами магнитов, полюсных наконечников и величиной рабочего зазора следующие: мм, h 25 мм; d 20 мм, , 30 мм. Масса магнитной системы, собранной по известному образцу составляет 8 кг. Таким образом, получен двухкратный выигрьш по массе. Снижение массы космического спектрометра дает экономический эффект, связанный со стоимостью вывода на орбиту единицы массы полезной нагрузки. Уменьшение массы спектрометра дает экономиюстоимости проведения работ на борту ИСЗ. Формула изобретения 1. Космический магнитный спектрометр, содержащий годоскопнческую систему регистрации и магнитную систему отклонения заряженных частиц состоящую из двух постоянньк магнитов в форме параллелепипедов, противоположные полюса которых замкнуты магнитопроводом, а между двумя другими расположен рабочий зазор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы спектрометра при сохранении величины магнитной индукции в рабочем зазоре, он дополнительно содержит второй магнитопровод, два магнита .в форме параллелепипедов и два полюсных наконечника в виде равнобедренных треугольных призм, при этом рабочий зазор расположен между гранями полюсных наконечников, на боковых гранях которых без зазора расположены постоянные магниты попарно замкнутые магнитопроводом и 51596401 присоединенные к граням каждой приз- где мы одноименными полнх:ами, при этом магниты изготовлены из материала с объемной плотностью энергии магнит- , ного поля не менее 30 кДж/м объемной плотностью энергии магнитного поля. 2. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что размеры полюсных наконечников связаны соотно- Q шениями и dj

иг. 1 К и 3 ли тве спла равн 1 - боковая сторона треугольной призмы, м; 1 - осиорание треугольного сечения наконечника, м; , h - величина рабочего зазора, d - толщина магнитов; К - коэффициенты, определяемые материалом магнитов. . Спектрометр по пп.1 и 2, о т ч ающийс я тем, что в качесматериала магнитов использован в КС-37, а коэффициенты К и К ы 2 и 2/3 соответственно.

Изобретение относится к экспериментальной физике, в частности к экспериментальным методам физики космических лучей. Цель изобретения - уменьшение массы спектрометра при сохранении величины магнитной индукции в рабочем зазоре. Космический магнитный спектрометр состоит из годоскопической системы регистрации и магнитной системы отклонения заряженных частиц, содержащей два магнитопровода, четыре магнита в виде параллелепипедов и два полюсных наконечника в виде равнобедренных треугольных призм, при этом рабочий зазор расположен между гранями полюсных наконечников, на боковых гранях которых без зазора расположены постоянные магниты, попарно замкнутые магнитопроводом и присоединенные к граням каждой призмы одноименными полюсами. Магниты изготовлены из материала с объемной плотностью энергии магнитного поля не менее 30 кДж/м 3. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.