Устройство для управления фокусным расстоянием магнитной линзы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.з Н 01 Ю 37/04 с присоединением заявки Й 9 Государственный комитет СССР яо делам изобретений и открытий(53) УДК 621.791, .72(088,8) Дата опубликования описания 300980(71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ФОКУСНЫМ РАССТОЯНИ МАГНИТНОЙ ЛИНЗЫ ФВДо аФП 1 2обязательное наличие функциональногопреобразователя, представляющего собой сложное вычислительное устройство, которое может быть как цифро вым, так и аналоговым. Кроме того,для стабилизации фокусного расстояния магнитной линзы необходимо принимать дополнительные меры по стабилизации внешнего источника ее питания.10 известно также устройство для управления фокусным расстоянием магнитной линзы с помощью датчика, выполненного в виде кольца, являющегосяодновременно витком магнитной фокуси рующей катушки 21 . Однако это устройство обладает тем недостатком, чтовыполняет только стабилизацию фокусного расстояния магнитной линзы, ане управление им. Кроме того, стаби лизация Фокусного расстояния возможна только при изменении напряжения высоковольтного источника.Целью изобретения является повыше"ние стабилизации фокусного расстоя ния.и расширение диапазона управленияИмеПоставленная цель достигается тем,что в устройстве для управления Фокусным расстоянием магнитной линзы 30 датчик выполнен в виде металлического Изобретение относится к электроннолучевой технике и может найти применение в системах программного управления электроннолучевой сваркой изделий.Известно устройство для управления фокусным расстоянием магнитной линзы или электроннолучевой пушки, у которого требуемый закон изменения Фокусного расстояния осуществляется путем изменения тока магнитной линзы Г 1 . Необходимость изменять Фокусное расстояние электроннолучевой пушки в соответствии с профилем шва возникает при сварке материалов переменной толщины или изделий, образующих пространственный шов. В современных электроннолучевых сварочных пушках фокусирование электронного пучка осуществляется магнитной линзой, которая конструктивно выполняется как одно целое с электроннолучевой пушкой, поэтому под фокусным расстоянием электроннолучевой пушки понимается фокусное расстояние магнитной линзыТок магнитной линзы и Фокусное расстояние ее находятся в обратно квадратичной зависимости, поэтому недостатком такого устройства является ФКиевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летияВеликой Октябрьской социалистической революциистержня, расположенного в плоскости,фперпендикулярной оптической оси магнитной линзы, и имеющего возможностьпоступательного перемещения в области распространения электронного пучка, причем в цепь обратной связи датчика включен усилитель постоянноготока,Блок-схема устройства для упРавления фокусным расстоянием магнитнойлинзы представлена на чертеже,Оно содержит электроннолучевую Опушку. 1, магнитную линзу 2, датчик 3,усилитель постоянного тока 4 и привод 5. Поток электронов, сфокусированный с помощью магнитной линзы 2в соответствии с профилем изделия 6, 15касается своими крайними электронами7 переднего среза датчика 3.Устройство работает следующим образом.Для качественной сварки фокусное щорасстояние магнитной линзы 2 необходимо изменять в соответствии с профилем изделия б. Датчик 3 устанавливается с помощью привода 5 вначальное положение, при котором электрон: -ный луч был бы оптимально сфокусирован на поверхности иэделия б, а граничные электроны 7 луча касалисьпереднего среза датчика 3. При включении устройства для управления фокусным расстоянием магнитной линзы 30при выключенной электроннолучевойпушке 1 ток через датчик 3 отсутствует, напряжение на выходе усилителя постоянного тока 4 также равнонулю. При включении электроннолучевой пушки 1 электронный луч за счетотталкиваксаего действия электроноврасфокусируется, т.ерасширится.Расширение электронного луча вызывает появление тока через датчик 3 тембольшего, чем сильнее расфокусировка.Усиленный ток датчика 3 усилителемпостоянного тока 4 создаст напряжение на магнитной линзе 2, котороесфокусирует электронный луч, так какток магнйтнойлинзы и фокусное рассто яние ее находятся в обратно квадратичной зависимости. Электронныйлуч займет положение, при котором граничные электроны 7 электронного лучабудут касаться переднего среза датчика 3, создавая через него ток, необходимый для удержания .электронного луча в этом положении.Управление фокусным расстояниеммагнитной линзы 2 осуществляется 55перемещением датчика 3 с помощьюпривода 5 в поперечном направленииотносительно оптической оси магнитной линзы 2. Диаметр электронного луча в любом сечении линейно зависитот Фокусного расстояния магнитнойлинзы. Если выдвинуть датчик 3 изэлектронного луча на элементарный шаг,ток в цепи датчика 3 станет равнымнулю, Напряжение на выходе усилителя постоянного тока 4 также станет равным нулю, Электронный луч будет расширяться до тех пор, пока его крайние электроны 7 не коснутся переднего среза датчика 3, Возникшее на магнитной ленте 2 напряжение удержит, электронный луч в положении, соответствующем новому положению датчика 3. Если вдвинуть датчик 3 в электрон" ный луч, ток через датчик 3 увеличится, так как увеличилась площадь, бомбардируемая электронами, увеличится и напряжение на магнитной линзе 2, которое сфокусирует электронный луч в положении, Tри котором граничные электроны 7,луча будут касаться переднего среза датчика 3. Однако это будет новое Фокусное расстояние магнитной линзы 2, которое линейно зависит от диаметра электронного луча в плоскости перемещения датчика 3 и изменение которого задается величиной перемещения датчика 3.Следовательно, изменяя по программе положение датчика 3 с помощью привода 5, можно изменять по программе фокусное расстояние магнитной линзы в широких пределах.Достоинством данного устройства для управления фокусным расстоянием магнитной линзы является то, что при каждом фиксированном положении датчика оно обладает стабилизирующими свойствами. Фокусное расстояние магнитной линзы в процессе сварки может изменяться из-за случайных изменений и пульсаций ускоряющего на" пряжения. В устройствах, где управление осуществляется Функциональным изменением .тока магнитной линзы, применениеизвестных устройств для стабилизации Фокусного расстояния магнитной линзы принципиально невозможно. В предложенном устройстве для управления фокусным расстоянием магнитной линзы диаметр электронного луча, а,следовательно, и фокусное расстоянйе магнитной линзы определяется только положением датчика. Изменение фокусного расстояния магнитной линзы по любой причине сразу же обусловит появление стабилизирующего тока в цепи датчика.Формула изобретенияУстройство для управления фокусным расстоянием магнитной линзы, содержащее датчик, измеряющий параметры электронного пучка и электрически соединенный цепью обратной связи с магнитной линзой, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью, повышения стабилизации фокусного расстояния и расширения диапазона управления им, датчик выполнен в виде металлического стержня; расположенного в плоскости,3/49 Тираж 844 ПодписноНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д каз ент", г. Ужгород, ул. Нроектн ППП ф перпендикулярной оптической оси магнитной линзы, и имеющего возможностьпоступательного перемещения в областираспространения электронного пучка,причем в цепь обратной связи датчикавключен усилитель постоянного тока,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Коваль А,Б Облонский А,П.и Салан В.И. Автоматическое регулирование электроннолучевой сварки.Киев, "Техника", 1971, с. 79"80,89-90.52 . Патент США М 3. 150. 284,кл . 315-22, опублик. 1960(прототип) .