Устройство для измерения координат фокального пятна Советский патент 1974 года по МПК G01T1/00 

I

Изобретение относится к устройствам для измерения параметров электронного пучка, используемого в плавильных и сварочных установках.

До настоящего времени координаты фокального пятна электронного луча определяли путем измерения рентгеновского излучения, возникающего при торможении электронного пучка металлической мишенью. При этом затрачивалось много времени, а полученные результаты не отличались высокой точностью.

С целью повышения точности измерения, предложенное устройство содержит в качестве датчика каждой координаты два детектора рентгеновского излучения, разделенных установленной перпендикулярно к их входным окнам рентгенонепроницаемой перегородкой. Датчики координат соединены с электронной измерительной схемой.

На фиг. 1 схематически изображена электронно-лучевая установка с расположенными на ней рентгеновскими датчиками координат; на фиг. 2 - рентгеновский датчик координаты; на фиг. 3 - схема отклонения фокального пятна; на фиг. 4 - блок-схема измерительного устройства одной координаты.

Из электронной пушки 1 сфокусированный электронный луч 2 направляется в вакуумноплавильную камеру 3 на свариваемые изделия 4 или выплавляемый металл.

На камере 3 установлены рентгеновские датчики координат, каждый из которых содержит два фотоэлектрических умножителя 5. Рентгенонепроницаемая перегородка б делит поток рентгеновского излучения, входящего в рентгеновский датчик координаты. Рентгенонепроницаемый стакан 7 уменьшает воздействие рассеянного рентгеновского излучения. Тормозное излучение, пройдя окно выпуска 8, попадает на рентгеновский сцинтилляционный счетчик, состоящий из неорганических кристаллических сцинтилляторов 9 и фотоумножителей 5.

Величина проекции рептгенонепроницаемой

перегородки 6 на кристаллический сцинтиллятор 9 пропорциональна координате х фокального пятна 10, перемещающегося на плоскости 11.

Измеритель отношения 12 вырабатывает сигнал, пропорциональный отношению выходных напряжений рентгеновского датчика координаты 13. Вычитающее устройство 14 вырабатывает сигнал, пропорциональный разности

входных напряжений. Блок установки 15 задает напряжение, равное выходному напряжению измерителя отношения 12, при равенстве входных сигналов, т. е. напряжение, пропорциональное единице. Масштабный блок состоит из усилителя 16 с переменным коэффициен «.

.

:,--.- ,

TOM усиления, который задается блоком установки масштаба 17.

Рентгеновский датчик координаты устанавливается на вакуумно-плавильной камере 3 таким образом, чтобы плоскость рентгенонепроницаемой перегородки 6 была перпендикулярна оси, по которой производится измерение координаты, и пересекала ее в точке, соответствующей принятому началу отсчета.

При отклонении фокального пятна 10 от нулевого значения рентгенонепроницаемая перегородка 6 проектируется на левый или правый кристаллический сцинтиллятор 9 в зависимости от знака координаты фокального пятна 10, причем размер проекции х перегородки 6 вдоль сцинтиллятора 9 пропорционален величине отклонения пятна от нулевого значения.

Ширина перегородки 6 относительно кристаллических сцинтилляторов выбирается такой, чтобы максимальное отклонение фокального пятна по другой оси не вызвало смещения его проекции настолько, что привело бы к несоответствию измеряемой координаты размеру проекции вдоль сцинтиллятора. Поток рентгеновских квантов, приходящийся на поверхность сцинтилляторов, зависит также от интенсивности источника рентгеновского излучения и его перемещений вдоль другой оси. Для получения сигнала, пропорционального отклонению фокального пятна только вдоль оси, перпендикулярной плоскости рептгеноне446005

проницаемой перегородки 6, выходные напряжения датчика координаты 13 сравниваются в измерителе отношения 12, а вычитающее устройство 14 исключает составляющую, равную единице, соответствующую одинаковому потоку квантов через поверхности кристаллических сцинтилляторов (нулевое отклонение фокального пятна по измеряемой оси). Далее сигнал нормируется масштабным усилителем

0 16, коэффициент которого задается блоком установки масштаба 17.

Итак, на выходе усилителя 16 получают сигнал, величина которого пропорциональна величине отклонения фокального пятна но измеряемой оси, а знак соответствует направлению отклонения.

Измерение координаты по другой оси производится подобным рентгеновским датчиком координаты и сравнивающей схемой.

Предмет изобретения

Устройство для измерения координат фокального пятна электронного луча в электронно-лучевых установках, содержащее датчики координат и электронные схемы регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, датчик каждой координаты содержит два детектора рентгеновского излучения, разделенных установленной перпендикулярно к их входным окнам рентгенонепроницаемой перегородкой.

Vf.1

Фигг