Устройство для автоматического определениятрасс заряженных частиц b магнитном поле

Союз Советских Социалистических РеслубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 270178 (21) 2583573/18-25 (51) М с присоединением заявки М Н 05 Н 7/00 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЙ ТРАСС ЗАРЯ(ЕННЫХ ЧАСТИЦ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ Изобретение относится к области ускорительной техники, в частности к устройствам определения траекторий з аряженных частиц в магнит ном поле ускорителей и каналов транспортировки пучков.Известны устройства для определения траекторий заряженных частиц в магнитном поле, содержащие даТчики магнитного поля, с которого сигнал поступает в ЭВМ,а последняя, решая уравнения движения по измеренной топографии поля, определяет расчетную траекторию заряженных частицНедостатком подобных устроиств 15 является то, что геометрические размеры датчика не позволяют достигнуть высокой точности измерения, особенно в магнитных полях с большим градиентом Кроме того, существование в датчиках 20 планарного эФФекта, температурной зависимости, нестабильности выходных параметров, а также неинтегральность измерений датчика поля увеличивают погрешность определения расчетной траектории заряженных частиц.Наиболее близким техническим решением является устройство для автоматического определения траекторий заряженных частиц в магнитном поле, со держащее гибкую токопроводящую нить, один конец которой закреплен на под-, вижной опоре, а второй - перекинутчерез блок и на нем укреплен груз, регулируемый Источник постоянного тока, подключенный к нити, систему коорданатно-следящих механизмов положения нити и управляющую ЭВМ Г 1Это устройство позволяет моделировать и непосредственно определять возможные траектории заряженных частиц в неоднородных магнитных полях с достаточно высоким разрешением по импульсам частиц, ограничиваемым практически только погрешностями трения в оси блока и гибкостью нити.Недостатком известного устройства является ограниченность диапазона определения траекторий, а именно: в случае определения трасс в поворотах или спектрометрических магнитах диапазон определения, ограничен в пределах углов поворота частиц от 0 до 7)2 радиан, а в случае определения трасс в магнитных линзах ограничено измерениями до Фокусных расстояний линз. Это обусловливается тем, что при превышении указанных углов и расстояний нарушается устойчивое равновесное положение нитив пространстве при постоянном значении ее натяжения, обеспечиваемомсилой тяжести оттягивающего груза.Целью изобретения является расширение диапазона измерений,Поставленная цель достигается тем,что в известное устройство введеныдвухобмоточный соленоид, управляемыеисточники постоянного и переменноготоков, дискриминатор экстремальныхзначений тока и координатная системаположения груза в соленоиде так,30что выход управляемого источника постоянного тока подключен к первой об"мотке соленоида, а вторая обмоткасоединена с первым выходом источникапеременного тока, второй выход которого соединен с источником питаниянити и со входом дискриминатора, выход которого и выход координатнойсистемы положения груза, а также входы источников подключены к ЭВМ, при Очем груз выполнен из ферромагнитногоматериала и расположен внутри соленоида., На чертеже дана принцийиальная схема устройства.25Устройство содержит гибкую токопроводяющую нить 1, подвижную опору2, блок 3, ферромагнитный груз 4,механизм 5 перемещения подвижной опоры, координтано-следящие механизмы6, 7, 8, 9 положения нити, регули- ЗОруемай источник 10 постоянного токанити, управляемый источник 11 переменного тока, дискриминатор 12 экстремальных значений тока нити, координатная система 13 положения груза, З 5управляемый источник 14 постоянноготока соленоида, управляющая ЭВИ 1 Ь,первая обмотка 16 соленоида, втораяобмотка 17 соленоида.Предложенное устройство работает , 4 Оследующим образомКонец нити 1, закрепленный на опоре 2, перемещается посредством механизма 5 в области задаваемой ЭВМ15, Исследуемое магнитное поле располагается между координатно-следящими мэханизмами 7 и 8. Нить запирается модулированйым током, постояннаясоставляющая которой обеспечиваетсяисточником 10, а переменная - источником 11. При этом подбор амплитудыи частоты переменной составляющей тока осуществляется в зависимости соотвественно от скорости перемещенияопоры 2 и инерционности устройстваи практически составляет: значение 55амплитуды - единицы процентов от значения постоянной составляющей токанити, а частоты- несколько герц. Синхронно с током в нити создается модулированное магнитное поле в соленоиде, обеспечиваемое обмотками 16и 17 и источниками токов 11 и 14. Вмоменты времени, задаваемые дискриминатором 12 и заданным шагом перемещения опоры 2, осуществляется съем и регистрация при помощи ЭВМ координат нити, измеряемых механизмами 6,7 ,8 и 9, а также значений текущих параметров всех узлов устройства. Дискриминатор 12 задает моменты времени, соответствующие моментам прохождения переменной составлякщей тока в нити через экстремальные и, нулевые значения. При этом, если изменения коорданты нити в моменты, соответствующие экстремальным значениям тока, окажутся. несимметричными относительно координаты при нулевом значении тока, то управляющая ЭВМ установит такие значения координаты опоры 2 и токов в нити и соленоиде с учетом положения груза в соленоиде с помощью системы 13, которые обеспечат симметричное изменение значений этих координат, тем самым обеспечивая устойчивое равновесное положение нити в пространстве, и одновременно приведут в соответствие отношение натяжения нити к току в нити с заданным значением импульса частиц, для которого проводятся измерения.формула иэ обретенияУстройство для автоматического определения трасс заряженных частиц в магнитном поле, содержащее гибкую токопроводящую нить, один конец когорой закреплен на подвижной опоре, а второй с грузом перекинут через блок, регулируемый источник питания нити, систему координатно-следящих механизмов положения нити и управляющую ЭВМ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапаэона измерений, в него введены двух-. обмоточный соленоид, управляеьые источники постоянного и переменного токов, дискриминатор экстремальных зна чений тока и координатная система положения груза так, чго выход управляемого источника постоянного тока подключен к первой обмотке соленоида, а вторая обмотка соединена с первым выходом источника переменного тока, второй выход которого соединен с источником питания нити и с входом дискриминатора, выход которого и выход координатной системы положения груза, а также входы всех источником питания соединен с ЭВМ, причем груз выполнен иэ ферромагнитного материала и распо- . ложен внутри соленоида.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Киселев 1 Э.Т. и др. Препринт, ИТЭФ, 19 74 .2, Коэ адаев, М, С Тяпки н А. А.ПТЭ, 1956, Р 1, с. 28.683524 Заказ 4555/16 Тираж 889ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и откр1130 35, Москва, Ж, Раушск исное а СССР ийнаб., д, 4/5 ал ППП "Патентф, г. Уигород, ул. Проектная, 4 Составитель Е. Громов актор .Т. Морозова Техред З,Фанта, Корректор Н. Швыдк