Устройство для измерения потоков заряженных частиц

Устройство для измерения потоков заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (ii) а514е5

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз . Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.12.70 (21) 1604117/26-25 с присоединением заявки (32) Приоритет—

Опубликовано 05.10.74. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 14 О5 75 (51) М. Кл. G 01 т 1/00

Q 01 t 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК

62 1.3 84.2 (О8 8.8 ) (72) Авторы изобретения А. В. Богданов, О. ll. Вайсберг, Б. В. Поленов, Б. И. Хазанов и А. А. Зерцалов (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО Д31Я ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ

ЧАСТИ Ij

Изобретение относится к области измерений потоков заряженных частиц в космическом пространстве.

Известны спектрометры потоков заряженных частиц, состоящие из элекгростатического анализатора, детектора, регистратора, генератора, счетного устройства, цифро-аналогового преобразователя и источника отклоняющих напряжений.

При измерении спектральных распреде- 1О лений заряженных частиц такими устройствами напряжение на отклоняющих пластинах анализатора и пропорциональная ему величина энергии регистрируел ых частиц ступенчато меняются, т. е. спектральное распределение получают последовательно во времени.

При этом точность определения энергии и плотности потока частиц оказывается невысокой, так как из а ограниченного gp числа ступеней и достаточно высокого разрешения анализаторов расстояния между измеряемыми интервалами значительны.

Кроме того, пропускная способность телеметрического канала ограничена, и не-, 25 ! обходимость просмотра устройством широ- i кого энергетического диапазона приводит к потере точности измерешш, увеличению времени снятия спектра, ухудшает разрешение устройства по энергии. В каждый конкретный мол1ент энергетическое распределение потока частиц занимает далеко не весь энергетический диапазон, и устройство определенную часть времени дает нулевые показания.

Цель изобретения — увеличение точности и уменьшение времени измерения спектров заряженных частиц.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве выход регистратора через два пороговых устройства и ключевую схему соединен со входом линейного цифроаналогового преобразователя, выходы пороговых устройств через последовательно соединенные схему совпадений и репейный каскад соединены с источником питания анализирующей системы, выход счетного устройства соединен со входом ключевой схемы и входом схемы совпадений. !

Иа чертеже представлена блок -схема устройства.

Оно содержит анализирующую систему 1, ; детектор 2, широкодиапазонный регистратор 3, генератор 4 тактовых импульсов, счетное устройство 5, линейный цифро-ана,логовый преобразователь 6, источник пита-. ния 7 анализирующей системы, пороговые устройства 8, 9, ключевую схему 10, схе- > му совпадений 11 и релейный каскад 12.

На клемму 13 подается сигнал переключе, ния в режим определения энергетического диапазона; с выхода 14 снимается сигнал на татеметрию.

Анализирующая система 1 содержит Ъ 15 анализаторов. Поток частиц на выходе анализаторов регистрируется общим детектором

2.

Устройство работает в двух режимах: в режиме определения энергетического ди апазона измеряемого спектра и в режиме из мерения спектра.

В начале измерений устройство включают в режим определения энергетического диапазона измеряемого спектра. В этом режиме питание анализаторов осуществляется так, что общая ширина энергетического канала системы анализаторов равна и Е (Ь Е вЂ” ширина энергетического спектра одного анализатора). Большая ши- 30 рина энергетического канала достигается за счет взаимного смещения центров энергетических характеристик анализаторов на . величину ЬЕ, Это осуществляется путем подачи на отклоняющие . пластины напря- 35 жений U>, отличающихся одно от другого на определенную величину (Ц <Ц2<Ц <.„Ц пРи Ug-UI=U -02--- ...=О -Q< = О ), Величина отклоняющих напряжений Uq 4O в устройстве, пропорциональная среднему значению энергии регистрируемых частиц, последовательно меняется от д макс

go (. что соответствует поспей мин довательности измерений от Е до макс

Е мин.

Пороговое напряжение П выби- 5О" поп

pBIoT равным выходному напряжению при сигнале с детектора, в 5-10 раз превышающем сигнал фона.

При увеличении сигнала с детектора напряжение вых больше напряжен 55

1я ц, поро овое устройство 8 меняет пор свое состояние и выходной сигнал с порогового устройства 8 поступает на ключе- вую схему 10 и схему совпадений 11, Одновременно ток,, с цифро-аналогового преобразователя, определяющий номер энергетической зоны, воздействует на ключевую схему 10, и сигнал с порогового, устройства 8 изменяет ее состояние так, что она подготавливается к изменению напряжения питания цифро-аналогового преобразователя, обеспечивающему уменьшение верхней энергетической границы диапазона с Е до максимальной энергии измерямакс емого спектра Е, причем Е с макс ,1 с макс определяется по Ъ -му анализатору.

Действие сигнала порогового устройства

8 на схему совпадений не изменяет ее состояния.

При наличии в спектре ярко выраженного максимума наступает момент, когда выходной сигнал уменьшается до величины опорного напряжения и изменяет состояние порогового устройства 9. Выходной сиг нал с порогового устройства 9 воздействует на ключевую схему 10 и изменяет ее состояние так, что ее выходные сигналы изменяют питание цифра-аналогового преобразователя, и спектральное распределение измеряется только от E до Е

:с макс с мин

Одновременно сигналом порогового устройства 9 счетное устройство 5 сбрасывается в исходное состояние для начала работы устройства в режиме измерений спектра от верхней границы Е с2 макс

Условием появления сигналов на выходе ключевой схемы 10 в этом случае является одновременное действие на этот каскад сигналов с пороговых устройств 8 и 9. Минимальная энергия измеряемого спектра E определяется по первому с мин анализатору.

Кроме того, при наличии сигналов на выходе пороговых устройств 8 и 9 срабатыва« ет схема совпадений 1 1, и с помощью релейного каскада 12 источник питания 7 исключает взаимное смещение напряжений на отклоняющих пластинах (Ll =0 =...= U ), 2 что обеспечивает изменение ширины энергетического интервала с fl. 5 E до Ь Г.

При этом за счет параллельной работы всех анализаторов в энергетическом интервале

Д E чувствительность изменений увеличива;..тся в tl раз.

3S 1465 больвых

30 дом схемы совпадений.

В режиме измерения спектра устройство действует в энергетическом диапазоне реального измеряемого спектра с сохранением внутри границ измерений определенного числа энергетических зон (ступеней), с высоким 5 энергетическим разрешением (Ь E) и высокой чувствительностью, за счет чего существенно повышается точность, уменьшается время из-, мерсдий и появляется возможность исследования более тонкой структуры измеряемых 10 потоков .Если выходное напряжение ше напряжения Q вплоть до минимальпор ной энергетической границы измерений, то 15 сигнал на переключение ключевой схемы 10 и схемы совпадений 1 1 поступает со счетного устройства 5 при достижении им состояния, соответствуюшего минимальной энергии F 20 мин.

При этом энергетический диапазон измерений находится в пределах от Е с макс до

Е мин.

Переключение устройства с режима измерения спектра в режим определения энергетического диапазона производится по команде программного устройства (не показано) действием на пороговые устройства. 8 и 9.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить время измерения в 2-30 раз и сушественно повысить точность измерения пространственных и спектральных распределений, а также временных вари-, аций потоков заряженных частиц в космическом пространстве.

Информацию, получаемую в режиме опр — деления энергетического диапазона, используют для экспрессной оценки характеристик потоков.

Предмет изобретения

Устройство для измерения потоков заряженных частиц, содержащее анализируюшую систему, последовательно .соединенные детектор и регистратор, а также генератор тактовых импульсов, выход которого через счетное устройство и линейный цифро-аналоговый преобразователь соединен со входом источника питания анализирующей системы, отличающееся тем,что, с целью увеличения точности и уменьшения времени измерения спектров заряженных частиц, выход регистратора через два пороговых устройства и ключевую схему соединен со входом линейного цифро-аналогового преобразователя, выходы пороговых устройств через последовательно соединенные схему совпадений и релейный каскад соединены с источником питания анализирующей системы, выход счетного устройства ,соединен со входом ключевой схемы и вхоРедактор И.Орлова

E.Ч елно кова

Составитель

Техред И.Каранаа нов Корректоры: ц.ду1с

Заказ Д,ф/ф Изд. N4A Тираж 678

Подписное

ЦНИИП11 Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская иаб., / 7

Предприятие;<Г1атгнт», Ыоскиа, Г-59, Бережковская наб., 24