Устройство для измерения температуры плазмы

 

Изобретение относится к диагностическим устройствам, используемым в термоядерных исследованиях. Целью его является измерение температуры плазмы в реальном масштабе времени. Сущность состоит в том, что в устройство, содержащее N-канальный анализатор исследуемых частиц по энергиям, N датчиков регистрации частиц, N счетчиков электрических импульсов, дополнительно введены операционный усилитель, N цифроаналоговых (ЦАП) и (N-1) функциональных преобразователей, а также источник постоянного напряжения. Выходы датчиков регистрации частиц подключены к входам соответствующих счетчиков, выходы которых соединены с входами ЦАП. Выход последнего разряда первого счетчика подключен к входам сброса остальных счетчиков. Выход первого ЦАП подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с источником постоянного напряжения, а выход - с входами опорного напряжения всех ЦАП, выходы которых, начиная со второго ЦАП, подключены к входам функциональных преобразователей.

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) 4 G 21 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4259572/24-25 (22) 15.05.87 (46) 30.07.89. Бюл. Р 28 (72) Ю.В.Гвоздков и В.А.1:î÷èí. (53) 533.9 (088.8) (56) Кузнецов Э.И., 11еглов Л.А. Г|етоды диагностики высокотемпературной плазмы. 11.: Атомиздат > 1980, с. 2233.

Афросимов В. В. и др. Г|ногоканальный анализатор энергетического и массового спектров атомных частиц.

ЖТФ, 1975, т. XLV, вып. 1, с. 56. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГ1ЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЪ| ПЛАЗГ|Ъ1 (57) Изобретение относится к диагностическим устройствам, используемым в термоядерных исследованиях. Целью его является измерение температуры плазмы в реальном масштабе времени.

Сущность состоит в том, что в устройство, содержащее Г|-канальный анаИзобретение относится к основным диагностическим устройствам, используемым в термоядерных исследованиях, и позволяет определять энергосодержание и время жизни плазмы.

Целью изобретения является измерение температуры плазмы в реальном масштабе времени.

На чертеже схематически изо|.ражено предлагаемое устройство.

На чертеже показаны плазма 1, из которой вылетают частицы с различными энергиями, N-канальный анализатор

2 частиц по энергиям, выделяющий из

„„SU„„) 497638 А 1 лизатор исследуемых частиц по энергиям, N датчиков регистрации частиц, счетчиков электрических импульсов, дополнительно введены операционньп усилитель, N цифроаналоговых (ЦАЛ) и (N-1) функциональных преобразователей, а также источник постоянного напряжения. Выходы датчиков регистрации частиц подключены к входам соответствующих счетчиков, выходы которых соединены с входами ЦАП. Выход последнего разряда первого счетчика подключен к входам сброса остальных счетчиков. Выход первого ЦАП подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с источником постоянного напряжения, а выход — с входами опорного напряжения всех ЦАП. выходы которых, начиная со второго

ЦАП, подключены к входам функциональных преобразователей. общего потока I частиц, поступающих в анализатор, N потоков частиц 1<(E„) (k - =1, 2,..., N) с заданными значениями энергий, N датчиков 3.1, 3.2, 3.N регистрации частиц, выходы которых подключены к счетным входам

N счетчиков 4.1 4.2,..., 4.N импульсов.

Выходы каждого иэ N счетчиков подключаются к входам N соответствующих цифроаналоговых преобразователей 5.1, 5.2,..., 5.N и, кроме того, выход последнего разряда первого счетчика 4.1 подключен к входам сброса остальных

1497638

3 счетчиков 4. 2, 4. 3,..., 4.11. Выход цифро анапа гового преобразователя 5 . 1 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 6, а неинвертируюший вход операционного усилителя

6 подключен к источнику 7 постоянного напряжения U>. Выход операционного усилителя 6 подключен к входам опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей 5.2, 5.3,, 5.N, выходы которых подключены к входам соответствующих функциональных преобразователей 8.2, 8.3,..., 8.N.

Устройство работает следующим об- 15 разом.

Во время плазменного разряда с датчиков регистрации частиц 3.1, 3.2, 3.N анализатора 2 на входы счетчиков 4.1, 4.2,..., 4.N поступают 20 электрические импульсы с частотами следования f>, равными значениям потоков частиц в К-канале анализатора

2 — j „(Е ) (1с = 1, 2,..., N). При этом на выходе первого цифроаналогового преобразователя 5. 1 вырабатывается сигнал постоянного уровня, величина которого определяется значением напряжения U источника 7 на нео инвертирующем входе операционного 30 усилителя 6, а на выхрде этого усилителя 6 образуется сигнал, обратно пропорциональный величине

I f dt = N (c), 1

35 о т.е. числу импульсов, набранному первым счетчиком 4.. 1 за время t На выходах остальных цифроаналоговых преобразователей 5.2, 5.3,...,. 5.М вы" рабатываются сигналы, равные 40

t t

A (E dL./ 1 Е, ас, о

1 = 2, 3,..., 11 (коэффициент А определяется значением напряжения U ), которые подаются на входы функцио- 45 нальных преобразователей 8.2, 8.3, 8.N. На выходах функциональных преобразователей формируются сигналы, пропорциональные температуре исследуемых частиц. При заполнении пер ваго счетчика 4.1 до заданной величи. ны происходит сброс остальных счетчиков 4.2, 4.3, ..., 4.N в исходное состояние и процесс повторяется. для плазмы функция распределения частиц которой мало отличается от максвелловской, сигналы в измерительных каналах аппаратуры удобнее нор— мировать на сигнал в канапе, имеющеь настройку на наименьшее значение энергии, а значит, и сигнал большего уровня ° При этом, используя измерения текущего значения температуры данным устройством, можно строить энергетический спектр исследуемых частиц и по наклону спектра в любой интересующей нас области энергий оценивать температуру.

Предложенное устройство позволяет выводить сигнал, пропорциональный температуре исследуемых частиц, на регистрацию в реальном масштабе времени.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Устройство дня измерения температуры плазмы, содержащее 11-канальный анализатор частиц по энергиям, N дат чиков регистрации частиц, 11 счетчиков электрических импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения температуры плазмы в реальном масштабе времени, в него введены N цифроаналоговых, (N-1) функциональных преобразователей, источник постоянного напряжения и операционный усилитель, при этом выходы датчиков регистрации частиц подключены к входам соответствующих счетчиков, выходы каждого иэ которых подключены к входу соответствующего цифроаналогового преобразователя, выход последнего разряда первого счетчика соединен с входами сброса остальных счетчиков, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, а выход — к входам опорного напряжения всех цифроаналоговых преобразователей, выхо— ды которых, начиная со второго, соединены с входами соответствующих функциональных преобразователей.

1 97638

Составитель А.Ястребов

Редактор Т.Лаэоренко Техред М.яндык Корректор 3.Лончакова

Закай 4448/50 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101