277942

СОюз Соеетснил Социалистичесних Респтблииельстваависимое от авт, св явлено 22,Ч 11.1968 ( 1257935/26-25) МП 51 т 1/001 п 15(00 присоединением зая иоритет Комитет по делан аобретеиий н отнрытн прн Совете Министров СССРпубликовано 28,Х,19 УДК 533,9,08(08 Дата икования второбретени Д, П. Лукьян Заявитель В ИЛА ЕКТРО кото ое ф ЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРА Изобретение относится с диагностическим устройствам для исследования плазмы с помощью СВЧ-колебаний.Известные СВЧ-устройства для определения концентрации заряженных частиц используют фазовые методы, При этом затрудняется непосредственное применение вычислительной техники для оценки результатов измерений, так как с выхода измеряемого устройства сигнал поступает в аналоговой форме. Кроме того, чувствительность фазовых методов оказывается в ряде случаев недостаточной, а устройства для измерения концентрации заряженных частиц чрезвычайно сложными.С целью повышения чувствительности и быстродействия измерений концентрации заряженных частиц в предлагаемом измерителе генератор выполнен с кольцевым резонатором для возбуждения встречно бегущих электромагнитных волн, волноводный тракт подключен к резонатору с помощью двух встречно направленных ответвителей, а регистрирующее устройство содержит датчик биений встречно бегущих волн.С целью повышения стабильности колебаний, генераторы снабжены двумя платинотронами, между которыми расположен невзаимный фазосдвигающий элемент.На чертеже представлена блок-схема устройства, содержащая платинотроны 1, 2, невзаимное фазосдвигающее уст еритель 4 биений волн, ответвили 7, 8, сосуд 9 для плазмы.В кольцевом генераторе, в состав рого 5 входят платинотроны 1, 2, невзаимн азосдвигающее устройство 8 и цепь обратной связи, охватывающая платин отроны, устанавливается режим генерации двух встречно бегущих волн (левой и правой); частота ге нерации каждой волны определяется электрической длиной петли обратной связи и величиной невзаимиого фазового сдвига Лтр.С помощью направленного ответвителя бчасть мощности одной из бегущих волн, на пример правой, ответвляется и проходит через исследуемую среду с неизвестной концентрацией заряженных частиц. В этой среде волна приобретает дополнительный фазовый сдвиг, пропорциональный концентрации заря женных частиц.Пройдя через исследуемую среду, правобегущая волна вновь поступает в кольцевой генератор и вызывает сдвиг частоты правобегущей волны на величину, пропорциональную 25 концентрации заряженных частиц.Коэффициент преломления для среды сконцентрацией заряженных частиц Лт описывается выражением2-РИп=130 ИяПредмет изобретения 10 Составитель Б. КононовТехред Е, Борисова Редактор Т. Орловская Корректоры: Л, Царьковаи Н Шевченко Заказ 3798/12 Изд.1725 Тираж 473 ПодписноеЦНИИГ 1 И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 где е - заряд частиц,Л - концентрация,т - масса частицы,со - частота сигнала,Если через исследуемую среду, длина которой равна 1, проходит вся мощность правобегущей волны, величина частотного сдвига бу- дет где Е - длина кольца обратной связи,Г - частота зондирующего сигнала.Если принять - =0,2, Г=10 ш ги и ЛРмин= =1 ги, то можно измерить показатели преломления Лп порядка 5 (10 в : 9), что соответствует минимально обнаружимой электронной концентрации У=1,3 10 ф смз,Поскольку изменяется частота одной волны, например правобегущей, то, подав колебания встречных волн на нелинейный элемент, например смеситель, можно выделить сигнал биений разностной частоты, по которой оценивается величина показателя преломления, а по показателю преломления - концентрация заряженных частиц исследуемой среды.Получение информации о концентрации заряженных частиц в частотной форме облегчает введение результатов измерений непосредственно на ЦВМ.Следует отметить, что цепь обратной связидля левой и правой волн почти одинакова, 5 поэтому дестабилизирующие факторы одинаково влияют на частоту левой и правой вол ны и не изменяют разностную частоту. 1. Измеритель концентрации электронов вплазме, содержащий генератор СВЧ-колебаний, волноводный тракт, в котором помещен сосуд для плазмы и регистрирующее устрой ство, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия измерений, генератор выполнен с кольцевым резонатором для возбуждения встречно бегущих электромагнитных волн, волноводный тракт 20 подключен к резонатору с помощью двухвстречно направленных ответвителей, а регистрирующее устройство содержит датчик биений встречно бегущих волн.2. Измеритель концентрации по п. 1, отли чающийся тем, что, с целью повышения стабильности колебаний, в генераторе установлены два платинотрона, между которыми расположен невзаимный фазосдвигающий элемент.