Источник высоковольтных импульсов

 

1. ИСТОЧНИК ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первичный накопитель энергии в виде конденсаторной батареи, формирователь высоковольтного импульса в виде индуктивного накопителя и коммутатор в виде взрываемой проволочки, о т л и ча рщийся тем, что, с целью рас1аирения его функциональных возмохсностей путем обеспечения работы на мощный импульсный потребитель энергии , он снабжен формирователем второго высоковольтнопо импульса, выполненным в виде последовательно соединенной с коммутатором цепочки паращлельно включенных взрываег 1ых проводников и разрядного промежутка, например поджигающего промежутка трехэлектродной рентгеновской трубки. 2. Источник по п.1, отличающий с я тем, что коммутатор формирователя второго высоковольтного импульса выполнен в виде части взрываемой проволочки, включенной g параллельно разрядному, например под-) (Л жигающему, промежутку.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ц5р Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; ..!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3311349/18-21 (22) 03 ° 07.81 (46) 30.12.83. Бюл. Р 48 (72) Э.И.Золотарев и И.Л.Силкина (53) 621.373.431(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 414759, кл. Н 03 К 3/53, 1974.

2. Месяц Г.A. Генерирование мощных наносекундных импульсов.-"Советское радио", 1974, с. 141-151. (54)(57) 1. ИСТОЧНИК BHCOKOBOJlbTHblX

ИМПУЛЬСОВ, содержащий первичный накопитель энергии в виде конденсаторной батареи, формирователь высоковольтного импульса в виде индуктивного накопителя и коммутатор в виде взрываемой проволочки, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения работы на мощный импульсный потребитель энергии, он снабжен формирователем второго высоковольтнопо импульса, выполненным в виде последовательно соединенной с коммутатором цепочки парадлельно включенных взрываемых провод- ников и разрядного промежутка, например поджигающего промежутка трехэлектродной рентгеновской трубки.

2. Источник по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что коммутатор формирователя второго высоковольтно- го импульса выполнен в виде части взрываемой проволочки, включенной ф параллельно разрядному, например под жигающему, промежутку.

1022625

Изобретение относится к импульсной твхникв, в частности к генераторам с использованием элементов,аккумулирующих энергию и раэряжаемых че- рез нагрузку с помощью переключающих устройств, и предназначено для питания импульсных рентгеновских трехэлектродных трубок.

Известен источник высоковольтных импульсов, содержащий рентгеновскую трубку с заземленным катодом и анодом, на который подаются высоковольтные импульсы от импульсного трансформатора. Первичная цепь трансформатора содержит накопительную емкость,. зарядный выпрямитель и коммутатор, 15

Генератор поджигающих импульсов вырабатывает поджигающий импульс, подаваемый на поджигающий электрод труб.ки через регулируемую линию задержки. Запуск коммутатора осущестнляет- 2О ся импульсом, поступающим непосредственно от генератора поджигающих импульсов (1) .

К недостаткам устройства следует отнести его сЛожность, обусловлен- 25 ную необходимостью подачи поджигакщего иглпульса через регулируемую линию задержки, необходимостью исполь- зования высоковольтного генератора поджига, и недостаточную мощность 30 рентгеновского излучения.

Наиболее близкигл техническим решением к изобретению является источник высоконольтных импульсов, содержащий первичный накопитель энергии в виде конденсаторной батареи, формирователь высоковольтного импульса в ниде индуктивного накопителя и коммутатор в ниде вэрынаемой проволочки Ц .

Недостатком этого технического,решения являются низкие функциональные возможности, что объясняется тем, что такой источник может генериро" вать только один высоковольтный импульс и не может быть использован для питания трехэлектродной нагрузки, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей источника, в частности обеспечение возможности питания мощной трехэлектродной импульсной рентгеновской трубки.

Постанленная цель достигается там,5э что источник высоковольтных импульсов, содержащий первичный накопитель энергии в виде конденсаторной батареи, формирователь высоковольтного импульса н виде индуктивного вако- бО пителя и коммутатор в виде вэрываемой проволочки, снабжен формирователем второго высоковольтного импульса, выполненным в виде последовательно соединенной с коммутатором цепочки параллельно включенных взрынаемых проводников и разрядного промежутка, например поджигающего промежутка трехэлектродной рентгеновской трубки, коммутатор формирователя второго высоковольтного иглпульса ныполнен в виде части нэрываемой проволочки, включенной параллельно разрядному, например поджигающему, промежутку.

Изобретение дает воэможность получать два мощных и> пульса, разделенных во времени (для анодного питания и поджигающего промежутка) .

На фиг.1 приведена схема источника высоковольтных импульсов) на фиг.2 — диаграммы тока и напряжения.

Источник высоковольтных импульсов содержит высоковольтный выпрямитель

1, батарею 2 накопительных конденсаторов, накопительную индуктивность

3, коммутирующий разрядник 4, взрываемую проволочку 5, проводник 6, обладающий свойствами взрываемого и служащии формирователем поджигающего импульса, разделительный разрядник 7, рентгеновскую трубку 8, имеющую поджигающий электрод 9, катод 10 и игольчатый анод 11.

Высоковольтный выпрямитель 1 через батарею 2 накопительных конденсаторов, накопительную индуктивность

3 и разделительный разрядник 7 соединен с игольчатым анодом 11 рентгеновской трубки 8. Выход индуктивности 3 через взрываемую проволочку

5 и проводник б соединен с выходом коммутирующего разрядника 4, соединенного с катодом 10. Вход коммутирующего разрядника 4 соединен с выходом высоковольтного выпрямителя 1, h выход взрываемой проволочки 5 соединен с поджигающим электродом 9.

Работу устройства можно пояснить с помощью диаграмм тока и напряжения, представленных на фиг.2, где t — общий ток во взрываемой проволочке, 0 — напряжение на вэрываемой проволочке, ток в рентгеновской трубке, 0„О„ — напряжение на поджигаюПОД щем промежутке.

После зарядки конденсаторной батареи 2 от выпрямителя 1 подается импульс поджига на коммутирующий разрядник 4. Конденсаторная батарея .

? разряжается на индуктивность 3 через нэрынаемую проволочку 5. 4>ормирование анодного напряжения осуществляется выбором параметров вэрываемой проволочки 5 (сечение, длина, число параллельно присоединяемых проводников).

Оптимально выбранные параметры

1 обеспечивают максимум напряжения н момент, соответствующий максимуму

1022625 тока в цепи при замене проволочек толстылп проводниками (пунктир на фиг,2а).

Фор;.|ирование поджигающего импульса:происходит. следующим образом.

Напряжение с подвижного контакта подается на поджигающий электрод 9, расположенный в вакуумном объеме трубки 8 в непосредственной близости катода 10. Скорость роста напряжения на взрываемой проволочке 5 неодинакова в процессе взрыва: вначале напряжение изменяется медленно, а в момент максимугла очень быстро (фиг. 2 Я .

Напряжение на поджигающем электроде

9 в начальной стадии процесса воспро-35 изводит форму напряжения на проволочке 5. Когда напряжение на поджигающем электроде 9 достигает пробивной величины (фиг.2 ), происходит срез напряжения после формирования искрово- 2П

ro разряда между катодом 10 и поджигающим электродом 9. -Путем изменения места положения подвижного контакта регулируется доля напряжения, прикладываемая к поджигаемому промежут- 25 ку, и тем самым изменяется крутизна нарастания этого напряжения и соответственно изменяется момент формирования пробоя в поджигающем промежутке. На фиг.2 сплошной линией показано напряжение на поджигающем

30 электроде 9. Момент появления искры в поджигающем промежутке — 1 а

И время опережения поджига показано стрелкой между моментом 1 и мог> ментом максимума напряжения на проволочке (<.„„ на фиг.2ф Изменение момента под;.<ига показано на фиг.2 L штриховыми линиями для двух положений подвижного контакта: выше (И) и ниже (1ц) первоначально рассмотренно- 4О го положения 1, что соответствует трем режимам.

Формирование разрядного тока в трубке происходит после пробоя (на фиг.2 5) разделительного разрядника 45

7. На фиг.26 этот момент обозначен буквой t,p . Форма разрядного тока в трубке (фиг ° 2 Ьг такова, что максимум напряжения совпадает по времени с максимумом тока. Этим обеспечивается максимум интенсивности рентгеновского излучения. Характерно также, что моглент появления поджига в ка/4 тоде, г>) опережает пробой разделительног< разрядника (р) и начало роста тока в трубке. Штриховыми линиями «а фиг.2г> и фиг.25 показаны соответственно изменения напряжения в цепи и тока в трубке при изменении условий поджига за счет регулировки момента опережения. При раннем поджиге плазма вспомогательной искры в разрядном промежутке заполняет большую часть пространства. Поэтому сопротивление промежутка снижается, ток трубки растет, но при этом уменьшается перепад общего тока (" - . лг, < „л <1, где < „— ток в взрываеглои проволочке, л,р — ток трубки) и снижается генерируемый импульс напряжения. Интенсивность излучения будет ниже оптимальной. Прп малом опережении поджига (;>ежим 1Ц) плазма вспомогательной и"кры пе успевает распространяться в разрядно л промежутке трубки, и величина его разрядного сопротивления остается большой °

В этом режиме напряжение будет большим, а ток трубки малый (относительно оптимального режима I) . Соответстве«но интенсивность тоже будет низкой (как и в режиме П) . По отношению к известным уста«овкам с рабочими напряжениягли порядка 100400 кВ получено увеличение в 2,5 раза расстояния между анодом трубки, облучаеглыгл образцом и регистрирующей системой. Возможность регистрации дифракционной картины на большем расстоянии подтверждает увеличение более чем на порядок интенсивности полезной части характеристического излучения трубки. Причем такая схема питания трехэлектродной трубки обладает большой надежностью и проста в реализации.

Составитель В.Казакова

Редактор Н.Коляда Техред A Бабийец Корректор A,ôåðåíö

Эаказ 10594/8 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ао делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4