Способ измерения скорости движения заряженных частиц
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.02.75 (21) 2102984/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковано30.06.76.Бюллетень No 24 (45) Дата опубликования описания 12.11.76
Союз Советских
Социалистимеских
Республик (»)519877 (51) jV(Кл.е
Н 05Н 7/00
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изааретений и открытий (53) УДК621.384.663 (088.8 ) (72) Авторы изобретения
Л. Г, Ломизе, Б. А. Рубцов и А. В. Шмидт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ
ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИБ
Изобретение относится к технической физике и может найти применение в ускорителях заряженных частиц.
Известен способ определения скорости движения заряженных частиц, основанный на преобразовании гармоники тока пучка в пропорциональные ей два радиосигнала, формируемые до и после пролета частицами пространства дрейфа известной протяженности 8 следования сгустков. Измеряется 10 разность фаз между электромагнитными колебаниям и, в озбуждаемы ми в этих ре зонаторах. По этой разности фаз судят о скорости движения частиц, индицируя ее на осциллографе или стрелочным прибором после пи- 15 кового детектирования, выходного импульсного сигнала фазового детектора, или используя аналого-цифровые преобразователи.
Основным недостатком этого способа является необходимость с достаточно высокой 20 точностью производить абсолютные или относительные измерения разности фаз между двумя высокочастотными сигналами в метровом или дециметровом диапазонах волн.
Для этого требуется балансный фазовый де- 25 тектор и калибровочный генератор со специальной схемой импульсной синхронизации.
Указанная выше необходимая радиотехническая аппаратура является сложной и громоздкой, что ограничивает область применения данного способа. К линейным ускорителям с регулируемой энергией частиц известный способ вообще не применим, так как при регулировании энергии ускоряющие поля в последних резонаторах выключаются, сгуст» ки частиц в них разгруппировываются, и датчики, расположенные на выходе ускорителя, практически не возбуждаются.
Белью изобретения является упрощение способа.
Бель достигается тем, что один из двух радиосигналов подвергают регулируемой фазов ой заде ржке P и после этого складывают с другим сигналом, который, подвергнув такой же задержке, складывают с первым сигналом, затем измеряют амплитуду одного из двух суммарных сигналов и устанавливают регулируемую величину задержки таким образом, чтобы измеряемый суммарный сигнал был минимален, и по вели519877 чине установленной задержки Ч судяг о скорости движения частиц V по формуле
altf c
V=
k Ц> где с - скорость света в вакууме, — длина волны, соогвегствующая используемой гармонике гока пучка.
Разность фаз высокочасгогных сигналов с резонаторов определяется соогношекием
2К «, )9
«II = — y (i)
pi л где — расстояние между резонагорами, 4 — длина волны рабочей гармоники, )3 — отношение скорости частиц к скорости света в вакууме, Схема соединения резонагоров и их эквиваленгная схема приведены на фиг. 1.
В отличие ог прогогипа сигнал с одного резонатора с известным фазовым сдвигом З)
9онаправляют в другой резонатор и складывают с сигналом, возбуждаемым в другом резонагоре.
Таким образом, поле в каждом резокагоре является суммой двух компонекг и зави- ),« сиг от разносги фаз ь «Р между эгими сигналами, один из когорых возбуждаегся непосредственно в данном резокагоре, à вгoрой поступает с другого резонагора.
Если «го установить гак, чтобы «дЮ=18О", дО то поле в резонаторе будет минимально.
По величине дополнигельного фазового сдвига можно судигь о скоросги сгусгка частиц. 35
Вь,ходные сигналы дагчиков U< и U г определяются соогношекием
« о —" «) >I, 4О где Uo — сигнал с датчика при огсугсгвии связи между ними. Зта зависимосгь показана ка фиг. 2 кри(=i(= jk Å 45 где Я-эквивалентноесопротивлениедагчика на резонансной частоте, I(-коэффициент трансформации, Е 0 -Boëíoâoå сопротивление фидера. Синфазносгь упомянутых компонент ссЯ) огветсгвуег максимуму кривой, а противофазносгь — минимуму. Регулируя величину фазы Чо с помощью фазовращагеля, усгаковлекного в фидере, связи, и фиксируя значение, соогвегствующее минимуму кривой (-1 на фиг. 2, находим величину фазового сдвига— Ч = Z. K n 4 V, О) о где 㫠— целое число. Так KGK заранее извесгно ориенгировочкое значение скорости частиц, го расстояние между резонагорами «и диапазон регулирования фазы Чо можно выбрагь гак, чгобы г« =-1, Соогкошения (1) и (3) позволяют калибровагь орган регулирования V«, непосредственно в единицах скорости. При калибровке фазовращагеля выбор начальной гочки может производиться либо пугелс предварительных измерений электрических длин фидеров, соединяющих фазовращагель с датчиками, либо непосредсгвенно по пучку. В последнем случае расстояние между датчиками кужко выбрагь равным или крагпым М/ /Z, где ) о — расчегкая огносигелькая скорость частиц. Регулиру-я фазоврашагель, разыскиваюг минимумы выходных сигналов двух дагчиков, положения когорых будут смещены друг огносигельно друга на величину, зависящую oT гого, насколько Р огличаегся ог о Заге. .I r«регулируюг go гех пор, пока мики м > мы cII". ка.IDB с дагчиков ке совпадуг между собой, Зто произойдет при 6 = Ь о Зго положепие фазоврасдагеля следуег прикнгь за опоРкУю гочкУ (когда P = P o Ir фидер: вляе гcH попуволпоьым) . l:pII этом фа зоврапс а гель калиб руе гся в абсочогкых значениях J> ogIII раз и в повгорпой калиороьке ке пуждаегся, = сли фазоврашагель нельзя расположигь g«Irчиков IIQ расс гоян III кра гном, /2 г с а IIgB загрудкигелько регулировагь величину Г : го для калибровки можно воспользоватьcrI известной элек .рической длиной фидеров и соотношениями {1) и (3). Мегcg определения средней скоросги пугем установки фазовра IIQ Tcëÿ Iig минимум выходного сигкап1 удобен для использования Iie -.ÎËÜÊÎ В ИЗЛСЕРИтсЛЬКЬ«Х ПЕЛЯХ КО И В 7 сисгемах автоматического регулирования скорости частиц с целью стабилизации. pro предсгавляег ингерес в ускоригелях с очень узким II сгабилькым спектром., б р е г к и я Способ измерения скоросги движения заряженных часгиц, основанный ка преобразовании гармоники гока пучка в пропорциональные ей два радиосигнале, формируемые до и после продета частицами простраксгва дрейфа известкой прогяжепкоcrи с., о г— л и ч а ю ш и и с я гем, чго, с целью упрощения способа, один из двух радиосигналов подвергаюг регулируемой фазовой задержке и после этого складывают с « друг им сигналом, который, подвергнув гакой же задержке, складывают с первым сигналом, 519877 тем измеряют амплитуду одного из двух суммарных сигналов и устанавливают регулируемую величину задержки таким образом, чтобы измеряемый суммарный сигнал был минимален, и по величине установленной за держки Ч судят о скорости движения часZTC8c тип Ч по формуле Ч= где с — скорость света в вакууме, Л вЂ” длина волны, соответствующая используемой гармонике тока пучка. 519877 2,5 2,0 5000 100 0 гпо PrJe. 2 Составитель В. Фесенко Редактор Н, Коляда Техред И. Ковач Корректор Б. Югас филиал ППП "Патенг", г. Ужгород, ул. Проектная, 4Заказ 5042/559 Тираж 1029 Подписное ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Минисгров СССР по делам изобретений и огкрыгий 113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5
