Детектор микрометеороидов Советский патент 1993 года по МПК B64G1/68 

и

;,

-2

J

-

В

т

Ё

00

о

GO GO СП О

Фиг.1

Изобретение относится к области космических исследований, связанных с изучением метеорного вещества, а точнее к устройствам, устанавливаемым на космических аппаратах, и может быть использовано для получения данных о пространственном распределении и физико-динамических параметрах микрометеороидов.

Целью изобретения является повышение чувствительности, помехозащищенности и прозрачности детектора за счет обеспечения возможности регистрации низкоскоростных микрометеороидов.

Целью изобретения является повышение чувствительности, помехозащищенности и прозрачности детектора за счет обеспечения возможности регистрации низкоскоростных микрометеороидов, отсутствия ложных сигналов и обеспечения бесконтактной регистрации частиц в прямом и обратном направлениях.

На фиг.1 изображен детектор (датчик) в разрезе; на фиг.2 представлена электрическая схема детектора микрометеороидов; на фиг.З изображена форма выходного сигнала на выходе усилителя.

Детектор микрометеороидов содержит катушку 1, выполненную из материала с низкими удельными сопротивлением и магнитной восприимчивостью, например, из меди и ее сплавов. Катушка 1 имеет две одинаковые проточки по внешней стороне для обмоток 2. 3. Обмотки 2, 3 имеют одинаковое количество витков и наматываются трансформаторным проводом ПЛШО -- 0,07 до заполнения. Количество и качество витков влияет на чувствительность датчика. Так количество определяется конструкцией прибора и имеет прямую зависимость с чувствительностью. Качеством намотки определяется суммарная межвитковэя емкость, влияющая на уровень шума детектора, С целью полной экранировки, катушка 1 и кольцо 4 имеют надежное электрическое соединение и заземлены. Электрически обмотки 2, (L1,L2) соединены встречно, что обеспечивает исключение влияний внешних электромагнитных полей, охватывающих систему в целом, и устойчивость от самовозбуждения контура, образованного индуктивностью обмоток и их межвитковой емкостью.

Детектор микрометеороидов работает следующим образом. При пролете частицы через внутренний диаметр детектора d1 (фиг.1) в обмотках 2, 3 возникает электромагнитная индукция, величина которой пропорциональна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную D1. Величина магнитного потока

движущего микрометеороида определяется суммой двух, составляющих; магнитного поля, созданного движущимся зарядом (предполагается, что микрочастицы имеют заряд,

отличный от нуля, приобретенный в следствии взаимодействия с солнечным ветром) и магнитного поля, созданного наличием собственного магнитного момента. При приближении частицы к детектору, в момент

времени to (фиг.З) в ближайшей обмотке возникает ЭДС, возрастающая с движением метеороида к ее плоскости. Максимум при этом соответствует времени п. После прохождения частицей плоскости обмотки магнитный пото к начинает уменьшаться, что приводит к возникновению экстратока самоиндукции. В соответствии с законом Ленца экстраток препятствует убыванию тока в катушке, т.е. направлен в ту же сторону, что

иубывающийток. Процессы, проходящие во второй обмотке аналогичны, с той лишь разницей, что направление токов ЭДС самоиндукции и экстратока в ней, противоположны направлениям токов первой обмотки. Таким

образом в момент времени ta во второй обмотке возникает ЭДС, возрастающая до момента времени ta, и далее уменьшается по мере удаления микрометеороида от плоскости обмотки.

. При скоростях метеороидов, а они находятся в пределах 0-72 км/сек, время прохождения частицей расстояние между плоскостями обмоток будет соответственно

определяться по формуле : Т -, где tr - расстояние между плоскостями обмоток, а V - скорость частицы. Зная Т и h, можно определить V - скорость микрометеороида.

Полярность выходного сигнала, как показали эксперименты, зависит от магнитной ориентации микрометеороида, который может быть представлен в виде диполя.

Изменение геометрической формы детектора микрометеороидов не влияет на его

работоспособность, что позволяет на базе предлагаемого устройства создать системы с высокой полезной площадью. Формула изобретения 1. Детектор микрометеороидов, содержащий экраны, регистрирующий элемент, расположенный между экранами, и усилитель, вход которого соединен с выходом регистрирующего элемента, отличающий- с я тем, что, с целью повышения чувствительности. помехозащищенности и прозрачности детектора за счет обеспечения возможности регистрации ниэкоскорост- ных микрометеороидов, отсутствия ложных сигналов и обеспечения бесконтактной регистрации частиц в прямом и обратном направлениях, в нем экраны выполнены в виде катушки с проточками и кольца, установленного с внешней стороны катушки и соединенного с ней электрически, а регистрирующий элемент выполнен в виде двух обмоток с одинаковым количеством витков, расположенных в проточках катушки,

чем вход первой и выход второй обмоток заземлены, а выход первой и вход второй обмоток соединены с входом усилителя.

2. Детектор по п. 1,отличающийся тем, что катушка и кольцо выполнены из материала с низкими удельными сопротивлением и магнитной восприимчивостью.