Способ управления микроканальной пластиной и устройство для его осуществления

Способ управления микроканальной пластиной и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналнстнчесинк

Уеслублнк

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

<111866611 (61) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-???? (22) ???????????????? 070180 (21) 2870401>

Н ° 01 J 43/04

H J 43/24 с присоединением заявки Ио—

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230981 Бюллетень Но 35

Дата опубликования описания 23.09.81 (53) УДКб21. 383..811(088.8) (72) Автор изобретения

И.И.Коротеев

; -.ионосферй отделения

Сибирский институт земного м и распространения радиоволн С

AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ NHKPOKAHAJIbHOA

ПЛАСТИНОИ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в регистраторах корпускулярно-волновых потоков на основе микроканальных пластин при наблюдении пространственно распределенных потоков излучения.

Известен способ и устройство, реа» лизующее обеспечивающее управление микроканальиой пластиной в устройствах регистрации распределенных кор пускулярно-волновых потоков (1 ).

В импульсном режиме работы предпочтение отдается пластинам с малым сопротивлением электродов, поскольку конечное сопротивление электродов приводит к нарушению их эквипотенциальности в момент подачи импульсов напряжения на электроды из-за падения напряжения на продольном сопротивлении электродов при заряде межэлектродной емкости пластины. Значительное сопротивление электродов вдоль поверхности пластины приводит к затягиванию процесса зарядки межэлектродной емкости, неравномерному распределению потенциала отдельных частей пластины и приводит к нару.шению режима работы пластины.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ управления микроканальной пластиной путем создания импульсной разности потенциалов между ее входом и выходом (2).

Однако указанный способ не обеспечивает достаточного быстродейст1О вия при переключении, поскольку не исключает эффекта заряда межэлектродной емкости пластины в момент подачи разности потенциалов на электроды (через продольное сопротивление электродов) и тем самым ограничивает быстродействие включения временем заряда укаэанной емкости.

Наиболее близким устройством для управления микроканальной пластиной

20 для указанного способа являезся устройство,содержащее импульсный источник питания, один из электродов которого подключен к приемному электроду 52)25 Известное устройство также не обеапечивает достаточного быстродейстк вия при переключении.

Цель изобретения — повышение быстродействия в импульсном режиме рабо36 ты.

866611

Цель достигается тем, что в способе управления микроканальной пластиной путем создания импульсной разности потенциалов между ее входом и выходом пластину помещают в однородное электрическое поле перпендикулярно его силовым линиям с ориентацией вектора напряженности от выхода плас тины к ее входу.

Кроме того, цель достигается тем, что в устройстве управления микроканальной пластиной, содержащем приемный электрод и импульсный источник питания, один из электродов которого подключен к приемному электроду, введен сеточный электрод, подключенный ко второму электроду источника 15 питания, а пластина размещена у сеточного электрода с зазором большим размера сеточной ячейки и закреплена по периметру в слое диэлектрика одинаковой с ней толщины и диэлектрической 12О проницаемости, поверхности которого кокрыты электродами, подключенными к электродам пластины.

Кроме того, с целью расширения временного диапазона работы пластины в способе согласно данному изобретению одновременно с размещением пластины в поле подают рабочую разность потенциалов íà ее электроды, а в устройстве сеточный электрод, электроды пластин и приемный электроды шунтированы последовательным резистивным делителем.

Способ осуществляется следующим образом.

Одновременно с подачей рабочей раз- ности потенциалов на электроды помещают пластину в электрическое поле перпендикулярно силовым линиям поля с направлением вектора напряженности от выхода пластины к ее входу. Внешнее Щ поле поляризует диэлектрик, из которого вделана пластина, и тем самым фактически создает разность потенциалов, между электродами пластины, нанесенными на поверхность диэлектрика. В соответствии с условием дъ h (d диаметр пластины 25-50 мм; 4 — толщина 0,5 — 1 мм} непрерывности нормальной компоненты поля и перпендикулярности силовых линий внешнего электри- О ческого поля поверхности пластины, возникающее внутри пластины поле однородно (за исключением краевых областей), силовые линии поля направлены перпендикулярно поверхности электродов с направлением вектора напряженности от выхода пластины к ее входу. Такая ситуация соответствует распределению электрических полей в пластине в установившемся режиме работы. 60

Выбором величины внешнего поля устанавливают рабочую напряженность поди внутри пластины.

Одновременно с поляризацией диэлектрика, из которого изготовлена плас- 65 тина, происходит разделение зарядов на электродах, покрывающих ее поверхность. В силу приведенных выше условий, указанное разделение происходит поперек электродов и не вызывает искажений величины потенциала вдоль поверхности пластины.

Время переключения в данном случае определяется только временем поляризации диэлектрического материала пластины и не зависит от продольного сопротивления электродов, поскольку время разделения зарядов поперек электродов черезвычайно мало из-за пренебрежимо малого поперечного сопротивления электродов (10 мм и менее)., Таким образом размещение пластины во внешнем электрическом поле обеспечивает предельно возможное быстродействие управления, определяемое диэлектрическими свойствами материала пластины.

Подключение электродов пластины к внешнему источнику питания одновременно с размещением пластины во внешнем поле не влияет на процессы, происходящие в пластине под действйем поля, но обеспечивает длительный режим работы после включения. В случае отсутствия подключения пластины к внешнему источнику питания, разность потенциалов, возникающая между электродами пластины в момент создания поля, будет уменьшаться по закону разряда межэлектродной емкостй и пластины С через ее внутреннее сопротивление R. Характерное время разряда укаэанной RC-цепочки имеет значение 10:

10 с и обеспечивает сохранение разности потенциалов на электродах пластины в течение промежутков времени йТ, удовлетворяющих соотношению ЬТ(<

С ЙС.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает работоспособность микроканальной пластины и без подключения электродов к внешнему источнику питания в течение промежутка времени, удовлетворяющего соотношению

6T<

На чертеже показано устройство, реализующее предлагаейнй способ управления микроханальной пластиной. устройство содержит импульсный источник питания 1, приемный электрод 2, резистивные делители 3-5, микроканальную пластину 6, покрытую электродами 7 и 8, диэлектрик 9 с электродами 10 и 11 и сеточный электрод 12 Один из электродов импульсного источника питания 1 подключен к приемному электроду 2 и через резистивные делители 3 — 5 — к сеточному электроду 12, подключенному к второму электроду источника питания

1, и к электродам 7 и 8 микроканальной пластины 6, которая закреплена в слое диэлектрика 9 одинаковой с ней толщины и диэлектрической прони866611 цаемости, поверхности которого покрыты электродами 10 и 11, подключенными к электродам 7 и R микроканальчой пластины 6, размещенной у сеточного электрода 12 с зазором, большим размера сеточной ячейки.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения импульсного источника питания 1, напряжение источника подается на приемный 2 и сеточный 12 электроды, и через резистивные делители 3 — 5 — на электроды

7, 8, 10,.11 микроканальной пластины б и диэлектрика 9. Разность потенциалов между приемным 2 и сеточным

12 электродами создает электрическое 15 поле, в котором оказывается размещенной микроканальная пластина 6. Поле создает рабочую разность потенциалов между электродами 7 и 8.пластины b ..и между электродами 10 и 11 электричес- 20 ки эквивалентного ей слоя диэлектрика 9. Таким образом происходит включение пластины 6 и достигается однородность поля по всей ее поверхности, включая край.

Исследуемое корпускулярно-волновое излучение проходит через сеточный электрод 12, попадает на вход пластины 6, конвертируется в электронный поток, который усиливается в каналах пластины ь и попадает на приемный 30 электрод 2,.создавая, например, картину простраственного распределения регистрируемых потоков.

Размещение сеточного электрода 12 у пластины 6 на расстоянии, большем 3$ размера сеточной ячейки, обеспечивает однородность электрического поля у приемного электрода 7 пластины 6 при высокой геометрической прозрачности сеточного электрода 12. 40

Резистивные делители 3-5 обеспечивают поддержание рабочей разности потенциалов между электродами 7 и 8 пластины 6 в процессе наблюдения, компенсируют отток заряда с пластины

6, создаваемый потоком электронов на приемный электрод 2.

Устройство обеспечивает предельно малое время переключения, определяемое, фактически, временем распространения электромагнитной волны (света) Я вдоль характерного размера устройства.

В частности, при диаметре микроканальной пластины 25 мм размер устройства не превышает 50 мм, характерное время пробега электромагнитной волны 55 вдоль всего размера устройства оказывается равным 2- 10 с, что более, чем в 10 раз меньше временного разрешения известного устройства.

Устройство обеспечивает высокую однородность коэффициента усиления различных частей пластины, без провалов чувствительности в центре.

Устройство позволяет использовать, пластины с предельнд высоким (для обеспечения постоянного режима работы) продольным сопротивлением электродов.

В принципе, в течение в реме ни h Т<с

C

Изобретение может быть использовано для создания регистраторов корпускулярно-волновых потоков, предназначенных для наблюдения объектов в режиме высокого временного разрешения в научных исследованиях. и промышленных работах, а также для -создания систем контроля качества пластин. формула изобретения

1. Способ управления микроканальной пластиной путем создания импульсной разности потенциалов между ее входом и выходом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия в импульсном режиме работы, пластину помещают в однородное электрическое поле перпендикулярно его силовым линиям с ориентацией вектора напряженности от выхода пластины к ее входу.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения временного диапазона работы плас- . тины, одновременно с размещением пластины в поле подают рабочую разность потенциалов на ее электроды.

3. Устройство, управления микроканальной пластиной, содержащее приемный электрод, импульсный источник питания, один из электродов которого подключен к приемному электроду, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в импульсном режиме работы, в него введен сеточный электрод, подключенный ко второму электроду источника питания, а пластина размещена у сеточного элект, рода с зазором, большим размера сетф» ной ячейки и закреплена по периметру в слое диэлектрика одинаковой с ней толщины и диэлектрической проницаемости, поверхности которого покрыты электродами, подключеннымн к электродам пластины.

4. Устройство по п.3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что сеточный электрод, электроды пластин и приемный электрод шунтированы последовательным резистивным делителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 3777201, кл. 312-651, 19 /2.

2. Патент США Ю 3885180, кл.313-103, 19/3 прототип).

866611

Составитель Е.Пчелов

Техред А,А Корректор В.Синицкая

Редактор A Øàíäîð

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 8087/74 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государстенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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