Способ измерения постоянного тока пучка заряженных частиц

о п с д-ут- тй - в

ИЗОБРЕТЕН ИЯ 1530637

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.08.74 (21) 2052506/25 (51) М. К,.

Н 05 Н 7/00 с присоединением заявки № 2052504/25

Государственный комитет (23) Приоритет—

СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8 (53) УДК 621.3.038, .62 (088.8) (45) Дата опубликования описания 28.02.82 (72) Автор изобретения

И. В. Мозин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ПУЧКА ЗАРЯ)КЕ Н Н ЫХ ЧАСТ И Ц

Изобретение относится к области измерения тока пучка в ускорителях заряженных частиц.

Задача измерения постоянного тока пучка особенно сложна в электростатических генераторах с перезарядкой (тандем-генераторах), где токи обычно не превышают

10 мка.

Для измерения постоянного тока пучка ускоренных частиц можно осуществить импульсную модуляцию тока пучка, а затем измерить создаваемую им напряженность магнитного поля.

Реализация этого метода в тандем-генераторах из-за ограниченных расстояний и вследствие этого высокого уровня помех черезвычайно сложна, поэтому все измерения тока пучка в настоящее время проводятся либо сканированием (1), либо путем его прерывания (2).

Способы измерения с прерыванием пучка и с использованием импульсной модуляции, похожие по своей физической сути, отличаются фактически только степенью и методом прерывания пучка, но имеют существенное различие по своим достоинствам.

При использовании метода с прерыванием пучка не могут быть проведены измерения пучка в какой-либо другой точке, кроме места его прерывания.

Целью изобретения является измерение тока в любом сечении пучка, подавление помех и повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что ток пучка мо5 дулируют низкой частотой с периодически изменяемой фазой, выделяют напряжение, содержащее помеху и полезный сигнал, пропорциональное измеряемой напряженности магнитного поля, в интервалах времени

10 между импульсами тока детектируют напряжение помехи и как сигнал ошибки вводят по каналу обратной связи на вход датчика, выделяют и регистрируют постоянную составляющую измеряемого сигнала. ,15 Функциональная схема устройства для реализации способа приведена на фиг. 1; на фиг. 2 — графики, поясняющие его работу.

Ферромагнитный сердечник датчика 1 охватывает пучок ускоренных частиц 2. Ге20 нератор 3 напряжения низкой частоты прямоугольной формы с периодически изменяемой фазой соединен с модулятором 4 тока пучка и с синхронным детектором 5. К сигнальной обмотке b датчика 1 второй гар»о25 ники через селекторный усилитель 6 подключен синхронный детектор 7. Генератор

8 напряжения возбуждает с помощью обмотки а сердечник датчика 1 и управляет синхронным детектором, выход которого чеЗо рез фильтр 9 нижних частот соединен с ре530617

3 гистрирующим прибором 10 и через синхронный детектор 5, усилитель 11 и интегрирующее устройство 12 — с обмогкой обратной связи с сердечника 1.

Принцип работы устройства для реали- 5 зации способа состоит в следующем.

Измеряемый ток I пучка (фиг. 2а), проходя через модулятор 4, преобразуется в импульсный ток 1 (фиг. 2б). Магнитное поле, создававмое этим током, измеряется датчиком второй гармоники дифференциального типа. Напряжение второй гармоники поля возбуждения, пропорциональное измеряемой напряженности магнитного поля, снимается с сигнальной обмотки b, усиливается 15 селекторным усилителем 6 и детектируется синхронным детектором 7, управляемым от генератора возбуждения датчика 8. На выходе синхронного детектора при разомкнутой цепи обратной связи возникает напряжение U в виде полезного сигнала и помехи (фиг. 2в). Систематическая составляющая помехи обусловлена внешним магнитным полем и аппаратурой, а случайная составляющая вызвана шумами самого датчика. pg

Сигнал помехи в интервалах времени, когда отсутствует полезный сигнал, детектируется синхронным детектором 5 (напряжение Ug — фиг. 2г), управляемым напряжением от генератора 3, усиливается усилите- зо лем 6 и через интегрирующее устройство по цепи обратной связи поступает в обмотку с сердечника датчика. Очевидно при частоте модуляции пучка выше 100 Гц легко обеспечивается частотная характеристика уст- з5 ройства с обратной связью вплоть до нескольких Гц. В результате помеха на выходе синхронного детектора 7 в указанном диапазоне частот будет подавлена. Высокие частоты спектра помехи не пропускаются фильтром 9 нижних частот, а пОстоянная составляющая полезного сигнала регистрируется прибором 10.

Подавление помехи на частоте модуляции осуществляется за счет периодического изменения фазы модулирующего напряжения генератора 3.

Изобретение повышает точность измерений и увеличивает помехозащищенность.

Формула изобретения

Способ измерения постоянного тока пучка заряженных частиц, основанный на импульсной модуляции тока пучка и измерении создаваемой им напряженности магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью измерения тока в любом сечении пучка, подавления помех и повышения точности измерений, ток пучка модулируют низкой частотой с периодически изменяемой фазой, выделяют напряжение, пропорциональное измеряемой напряженности магнитного поля, содержащее помеху и полезный сигнал, в интервалах времени между импульсами тока детектируют напряжение помехи и как сигнал ошибки вводят по каналу обратной связи на вход датчика, выделяют и регистрируют постоянную составляющую измеряемого сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. IEEE Traus an nuclear Seiance june

1965 J. Tacaes Beam Scanner for the Oxford

electroctatic Tandem accelerator, р. 934.

2. Патент США М 2674698, .кл. 250—

49.5, 17.03.1953 (прототип), 530617

2п афпг. 2

Редактор Н. Багирова

Техред А. Камышникова

Корректор О. Тюрина

Заказ 1289

Тираж 855

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома