Электронный умножитель Советский патент 1980 года по МПК H01J43/04 

Изобретение относится к электронной технике и может бытьиспользовано для создания нелинейного преобразователя напряжений, генератора сложных функций, измерения ускорений повышенной точности и помехоустойчивости с малыми весовыми и габаритными характеристикарли. Известны электро1 ные умножители, принцип действия которых основан на свойствах вторичной эмиссии и постоянстве условий взаимодействия потока первичных электронов с-поверхностью дин ода. В таком исполнении область применения электронных умножителей ограничена техникой усиления слабых токов, регистрации массы единичных зарядов, создания генераторов развертки наносекундного диапазона. В настоящее время важной проблемой является поиск и разработка новых направлений и физических принципов, позволяющих эффективн и надежно решать более широкий круг задач на основе унифицированных приборов с повышенным информационным КПД. В известных электронных умножителях потенциально возможно расширение диапазона их применения на основе использования косинусоидальной функциональной связи между коэффициентом вторичной эмиссии и углом падения потока перви1шых электронов на поверхность динодаП. В частности, для измерения вектора ускореьшй, действующих по двум взаимно перпендикулярным осям, необходимо .и зменить взаимодействия потока первичных электронов с рабочей поверхностью динода и предусмотреть операционньп элемент преобразования сигнала. В сушествующих э гектронных умножителях не предусмотрены конструктивные решения, позволяющие измерять параметры движения различных объектов. Экспериментальным} исследованиями показана возможность преобразования изменений угла падения f заряженных частиц на плоскую мишень в электрический сигнал 2. Эти результаты составляют физическую основу информации о параметрах угловой скорости, т. к. 37 Наиболее близким к изобретению по техническому решению является извесгТШ электронный умножитель, выполненный в виде блока каналов с распределенным сопротивлением рабочей поверхности, объединенных на входе в общий канал, имеющий форму цилиндра, усеченного крнуса или полусферы с торцовой частью в виде конуса, ..причем оси каналов совпадают с направлением потока первичных электронов 3. Устройство работает следующим образом. Направленный на общий вход блока ЗмиЬжителя поток первичных электронов взаимодействует с различными участками торцовой поверхности между каналами, частично попадая непосредственно в каналы умножения. Вторичньк электроны, образующиеся над поверхностями торцово части, ускоряются электрическим полем внутрь каналов и участвуют в дальнейшем процессе умнох ения. При таком исполнении электронного умноисителя условия взаимодействия потока первичных электронов как носителя информации с раз яичными участками торцовой поверхности будут неравноценны в стационарном и особенно в динамическом ре 1шмах, что исключает возможность его использования в качестве преобразова теля ускорений в электрические сигналы. Для устранения указанного. недостатка и расилфепия метрологических возможностей целесообразна разработка электронного умножит ля, обеспечива1ош,его измерение параметров движения различьых объектов при уменьшении весовых и габаритных характеристик систем, инерциальной навигации. Целью изобретения является расширение области применения электро}нюго умножителя для изме рения ускорений по двум взаимно перпендикулярным осям и повышения чувствительноста. Дггя достижения поставленной цели блок злектронпого ум1ожителя выполнен в виде диска с нссквозным центральным отверстием, . По взаимно перпендакулярным диаметрам размещены четыре канала умножения, оси которых составляк1Т прямой угол к потоку перви1шых электронов, а первые диноды ориентированы относительно этого потока под углом 75° и об разуют четырехугольную пирамиду. На фиг. 1а и 16 показан схематично вариант конструктивного исполнения устройства; на фиг. 2 - взаимодействие потоки первичных электронов с гранью д 1нода - преобразователя в исходном состоянии и в фиксированный момент времени при вращении умножителя относительно неподвижного луча электронов в направлении оси х (шш у). Умножитель содержугг корпус 1, анодьх 2 (коллекторы), канальные динодные системы 3 с распределенным сопротивлением, первые диноды 4. В исходном состоянии электронный поток взаимодействует с гранями первых динодов 4 под углом fg- 75°, обеспечивая начальный коэффициент вторичной эмиссии бд при максимальной крутизне рабочего участка функциональной зависимости изменения анодных токов от параметров действующего ускорения . А - Beos4 ,(1) где А и В - константы, определяемые свойствами материала, качеством обработки поверх Ирсти и формой конструкции диодов. Выбиваемый поток вторичных электронов, усиленный динодами 3 с распределенным согфотивлением, создает в цепях анодов 2 токи величиной 3 А К Здб , где Kj - коэффициент усиления канала умножителя; Ир - ток луча электронов. При воздействии силы, вызывающей вращение умножителя относительно неподвижного луча электронов в направлении одной из осей X или у, происходит изменение условий взаимодействия первичных электронов с гранями данЪда, обусловливая новые значения коэффициента вторишой эмиссии. При этом уменьшение угла падения электронного луча на одну из граней динода, вызванное вращением, сопровождается одновременным увеличением этого. тла для противоположной гратш. Данпый процесс фиксируется по изменениям токов в цепях соответствующих анодов. По величине и знаку изменений анодных токов судят о параметрах ;.. действующего ускорения. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерить векторные значения угловой скорости и углового ускорения относительно двух взаимно перпендикулярных осей, что расширяет область его применения и л етрологические возможности при повышении информаnjiOHHoro КПД и чувствительности. Формула изобретения Электронный умножитель, содержащий блок каналов с распределенным сопрогивлением рабочей поверхности, oтлиJчaюн ийcя тем, что, с целью расширения области его применения для измерения ускорений по двум взаимно перпендикулярным осям и повышения чувствительности, в полости блока каналов, выгюлиешюго в виде диска с несквозным центральным отверстие д, по взаи.мно перпендикулярным диаметрам размещены четыре канала умножения, оси которых составляют прямой

угол с направлением потока первичных электронов, а первые диноды ориентированы относительно этого потока под углом 75° и образуют четырехугольную иирамиду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Соболев Н. А. , Меламид А. Е. Фотоэлектронные приборы. М-, Высшая , 1974, с. 79.

2.Труды Ленинградского политехнического института им. М. И. Калинина.- Физическая электроника. Л., Энергия, 1967, с. 15-20.

3.Авторское свидетельство СССР № 402326, кл. Н 01 J 43/04, 1977 (прототип).

а

CffcfnofiHue

SpQUiCHUfl