Спектрометр заряженных частиц Советский патент 1983 года по МПК G01T1/36 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, к измерению ядерных излучений и рентгенов ских лучей и может быть использовано в космических исследованиях для измерения энергетических распределе ний заряженных частиц малых энергий Известны спектрометры заряженных частиц малой энергии ff и .23 , содер жащие электростатическую отклоняющую систему с цилиндрическими или сферическими пластинами, детектирую щий- элемент - вторичный электронный умножитель, усилитель-формирователь счетчик импульсов и источник питания отклоняющей системы. В таких спектрометрах для определения энер1гетического спектра m градациями (изменяют отклоняющее напряжение измеряя каждый раз число частиц Ф, энергией Е kUoTK, т.е. проводя m измерений чисел импульсов N, соответствующих каждому значению энергии. Затем по этим числам N строят гистограмму распределения частиц по энергии, определяют значение Е для и само значение Ф аксНедостаток таких спектрометров необходимость передачи большого объема данных - гп / сигналов. Однако при проведении таких экспериментов на удаленных космических аппаратах, например автоматических межпланетных станциях, объем данных передаваемых по телеметрическому каналу связи, ограничен, что принуждает сокращать число измерений, уменьшить градаций т(т,е. ухудшать точность определения Е для ФГАСЯКС) и др. Известен спектрометр 3 заряженных частиц малой энергии, содержащи электростатический анализатор с детек.тором отобранных частиц, соедине ный через усилитель-формирователь с счетчиком импульсов, генератор синхроригналов, соединенный со счетчиком синхросигналов, который соедине с источником питания пластин электр статического анализатора с цифровым преобразователем Существенный недостаток такого спектрометра - его сложность. При стремлении получить более точное значение энергии Е, соответствующее максимуму распределения, увеличивают число измерительных каналов m , поэтому значительно возраста ет объем оборудования в спектрометре. Кроме того, результаты измерений становятся доступными для считы вания только после окончания всех m измерений и обработки полученных данных. Целью изобретения является упрощ ние устройства и получение информации в ходе измерения.. Указанная цель Достигается тем, что в спектрометр введены устройство сравнения, первый и второй ключевые каскады, первый и второй регистры, входы которых через соответствующие ключевые каскады соединены первого - , с выходами счетчика импульсов, второго - с выходами счетчика синхросигналов, а генератор синхросигналов соединен с устройством сравнения, выход которого соединен с входами управления ключевых каскадов, а входы - с соответствующими выходами счетчика импульсов и первого регистра. На чертеже представлена схема описываемого спектрометра. Спектрометр заряженных частиц малой энергии содержит электростатический анализатор с детектором частиц, прошедших через анализатор, детектор отобранных частиц 1 , усилитель-формирователь 2, счетчик импульсов 3, ключевые каскады 4, регистр 5, устройст:во сравнения б, генератор синхросигналов 7, счетчик синхросигналов 8, источник питания пластин электростатического анализатора с цифро-аналоговым преобразователем 9, ключевые каскады 10 и регистр 11. При появлении очередного синхросигнала/ вырабатываемого генератором 7, меняется состояние счетчика 8 и изменяется напряжение U,.вырабатываемое источником питания 9 и поступающее на отклоняющие пластины электростатического анализатора 1. Из потока заряженных частиц, поступающих на вход электростатического анализатора, проходят только те частицы, которые обладают энергией, близкой к Е . Импульсы, возникающие на выходе детектора, после у.силения каскадом 2, регистрируются счетчиком импульсов 3. После окончания очередного измерения под действием синхросигнала с генератора 7 срабатывает каскад сравнения б, который сравнивает число импульсов Nj.q, зарегистрированное счетчиком 3, с числом Nper, хранившимся в регистре 5. Если N, на выходе каскада сравнения появляется сигнал, под действием которого через ключевые каскады 4 число Ng переносится со счетчика 3 на регистр 5, а число синхроимпульса со счетчика 8 через ключевые каскады 10 переносится на регистр 11. Таким образом, на ходе измерения по мере повышения энергии отбора Е как только будет зарегистрировано число импульсов ) больше, чем в любом из предьщущих замеров , оно будет занесено в регистр 5, а в регистр 11 будет занесен код ступени энергии, при котором это максимальное значение было зарегист 3 72 рировано. После всех tri измерений в регистрах &уцут занесены соответст венно данные о максимальном числе М(;ч за этот цикл и энергии Ед, при котором максимум наблюдался. В данном устройстве по сравнению с известным отсутствуют (т-1) счетчинов импульсов, коммутатор, соединяющий усилитель-формирователь со счетчиками, и коммутатор, соединяющий устройство сравнения с выходами счетчиков, хотя и добавлены два регистра с ключевыми каскадами. Следовательно, данное устройство 14 существенно проще известного, поз воляет выполнить те же измерения и определить характеристики спектрального распределения: значения Ф„ад„с и R , соответствующее Например,ДЛЯ спектрометра с Лп 64, устройство содержит объем оборудования в измерительном блоке примерно вдвое меньшей, чем прототип, и имеет массу приблизительно на 2-3 кг меньшую. Кроме того, информацию об этих значениях получают не после завершения всего измерения и проведения обработки, а в ходе измерения (при достижении значения )

СПЕКТРОМЕТР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ малой энергии,содержащий электростатический анализатор с детектором отобранных частиц, соединенный через усилитель-формирователь со счётчиком импульсов, генератор синхросигналов, соединенный со счетчиком синхросиг-налов, который соединен с источником питания пластин электростатического анализатора с цифровым преобразователем, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и получения информации в ходе измерения, в него введены уст~ ройство сравнения, первый и второй ключевые каскады, первый и второй- регистры, входы которых через соответствующие ключевые каскады соединены первого - с выходами счетчика ^импульсов, второго - с выходами счет-§ чика синхросигналов, а генератор "^ синхросигналов соединен с устройством сравнения, выход которого соединен с входами управления ключевых каскадов, а входы - с соответству59- щими выходами счетчика импульсов и первого регистра.= / •^IvDоо со