Устройство для измерения плотности плазмы

ОПИСАНИЕ ИЗОВРЕТЕНИЯ 21320 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 24.Х 1,1966 ( 1115037/26-25) Кл. 21 д, 18/10 рисоединением заявкиПриор ит МПК Н Комитетзобретеии дела ткрцтий К 533.9.08(088.8) публиковано 12.111.1968. Бюллетеньата опубликования описания 4,Ч 1.1968 при Совете 1 илиистр СССРявитель СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ ЛОТНОСТИ ПЛАЗМЫ ки изображено опи иной пушки 1, испу Изобретение относится к измерительным приборам в области газодинамики и физики плазмы и может быть использовано для измерения полей, плотности в газовых и плазменных средах, быстро меняющихся во времени.Известное устройство для измерения плотности плазмы содержит электронную пушку, рентгеновский коллиматор, сцинтиллятор, фотоумножитель и регистрирующий прибор.Однако это устройство не позволяет осуществлять быстрое измерение полей плотности в плазменных и газовых средах, резко меняющих свои параметры в течение времени, что делает невозможным его,применение для исследования полей плотности в таких средах, как плазма искровых и дуговых разрядов, ударных волн.Предлагаемое устройство отличается ог известного тем, что в нем применен многощелевой коллиматор с параллельными или сходящимися щелями, за которыми установлены люминеоцентный экран и объектив, проектирующий его изображение на фотокатод диссектора. Выход диссектора соединен с осциллографом, используемым в качестве регистрирующего прибора.На чертеже схематичессываемое устройство.Оно состоит из электро скающей пучок 2 электронов в исследуемую плазменную среду 3, многощелевого ренпгеновского коллиматора 4 с параллельными или исходящимися щелями, фольги б, непрозрачной для видимых лучей, и люминесцентного экрана б. За ним расположены объектив 7 и диссектор 8, Развертывающие пластины диссектора соединены с генератором 9 развертки, а выход - через корректирующее 10 устройство 10 - с осциллографом 11. Корректирующее устройство соединено с блоком,поправок 12, сосгоящим из электроннолучевой трубки И, компенсирующей полупрозрачной пластинки 14, объектива 15 и фотоумножите ля 1 б. Одна пара отклоняющих пластин электроннолучевой трубки И соединена с генератором развертки 9, а другая - с электронным коммутатором 17, который подключен к электронной пушке и коллектору 18.Устройство работает следующим образом.Электронная пушка 1 испускает пучок 2 электронов, который, проходя сквозь исследуемую плазменную среду т, вызывает появление тормозного рентгеновского излучения. Интен сивность такого излучения, испускаемогообъемом газа или плазмы, облучаемым быстрыми электронами, пропорциональна плотности плазмы в этом объеме при одинаковом режиме облучения. Распределение интенсив- ЗО ности рентгеновского излучения, иопускаемого областями исследуемой среды 3, расположенными вдоль пучка 2, соответствуют распределепию плотности в этом сечении,Таким образом, количество рентгеновского излучения, проходящего в единицу времени через каждую щель коллиматора, пропорционально местной плогности газа или плазмы в области, расположенной против этой щели. Пройдя сквозь защитную фольгу б, рентгеновское излучение попадает на люминесцентный экран б и вызывает его свечение. Изображение экрана с помощью объектива 7 проектируется на фотокатод диссектора 8, Пилообразное напряжение, подаваемое с генератора 9 на отклоняющие, пластины диссектора, осуществляет сканирование изображения. Ток на выходе диссектора в любой момент развертки пропорционален плотности газа в области, расположенной против соответствующей щели коллиматора. Линейность этой зависимости может быть нарушена погрешностями в изготовлении коллиматора 4, неоднородностью люминесцентного экрана 6 и фотокатода диссектора 8, а также ослаблением пучка электронов плазмой, Для устранения нелинейности, которая может возникнуть по этим причинам, сигнал с диссектора 8 подается на осциллограф 11 через корректирующее устройство И, которое управляется блоком поправок,Последний работает следующим образом, При тарировочном запуске устройства пучок электронов выпускается в среду с постоянной плотностью, перед экраном электроннолучевой трубки 18 устанавливается фотопластинка 14, а модулятор яркости трубки 13 соединяется с выходом диссектора 8. При синхронной развертке диссектора 8 и электроннолучевой трубки 18 одним пилообразным напряжением от генератора 9 почернение фотопластинки 14 в каждой точке вдоль развертки луча оказывается пропорциональным коэффициенту передачи системы в соответствующий момент времени развертки, Экспонирование осуществляется в линейной области денситометрической кривой данной фотопластинки. Проявленная пластинка устанавливается на прежнее место, Электроннолучевая трубка переводится в режим постоянной яркости пятна, Прн этом фотоумножитель 1 б в любой 5 то 15 20 25 Зо 35 40 45 50 момент времени развертки оказывается обратно пропорциональным коэффициенту передачи системы, Этот сигнал поступает на корректирующее устройство 10, где перемножается с сигналом от диссектора, чем и обеспечивается линейность преобразования в любой момент сканирования поля плотности,Поскольку указанные нелинейности различны при различных начальных энергиях пучка и при различном полном ослаблении пучка, описываемое устройство, предусматривает возможность многодорожечной записи корректирующих поправок па одной и той же компенсирующей пластинке путем отклонения луча электроннолучевой трубки с помощью второй пары отклоняющих пластин, соединенных с электронным коммутатором, который управляется ускоряющим напряжением, пушки и током коллектора 18. Предмет изобретения 1. Устройство для измерения плотности плазмы, содержащее электронную пушку, сосуд для плазмы, коллектор, рентгеновский коллиматор, сцинтиллятор и регистрирующий ,прибор, отличаюиееся тем, что, с целью регистрации быстро протекающих, процессов, коллиматор выполнен многощелевым с параллельными или сходящимися щелями, ориентированными на исследуемую часть плазмы, за коллпматором установлены люминесцентный экран и объектив, проектирующий изображение на фотокатод диссектора, который соединен с генератором развертки и осциллографом.2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что. с целью уменьшения ошибки измерений, возникающей из-за нелинейных эффектов и иестабильности тока электронов, между диссектором и осциллографом установлен корректирующий блок, соединенный с блоком поправок, состоящим из электроннолучевой трубки с установленными перед ее экраном комленсирующей пластиной, объективом и фотоумножителем, причем одна пара отклоняющих пластин электроннолучевой трубки подключена к генератору развертки, а другая - к электронному коммутатору, который соединен с электронной пушкой и коллектором.Составитель Б. П. КононовРедактор Н. А, Джарагетти Техред Л. К, Малова Корректоры: И. Л, Кирилловаи А. П, ТатаринцеваЗаказ 1389/20 Тираж 530 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4Типография, пр. Сапунова, д. 2