Устройство для измерения линейного распределения плотности потока частиц или излучения

,) 4 44 51) САЯИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛ ЬСТВ ВТОРСКО приборостроъединения А Роузс ника экспеИЯ ЛИЛ ОТНОГНИЯ )ь:х устмерения ределе- излучеическк х ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ .ЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕННЕЙНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПСТИ ПОТОКА ЧАСТИЦ ИЛИ ИЗЛУЧ(57) Использование: в многоканаль)ройствах для детектирования и изпространственно-временного распния плотностей потока частиц илиния, в научных приборах и физ Изобретение относится,; обл:и тех нической физики, в частности, к мнгоквнальным устройствам для детектирования и измерения пространственно-временного распределения плотностей потока частиц или излучения в научных приборах и физических экспериментах, например, в масс-спектрометрии, электронной спектроскопии, эмиссионной рентгеновской и оптической спектроскопии, широкоформатных телевизионных системах и т,д.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, содержащее детектор-преобразователь измеряемого потока в подобное оптическое изображение, объектив, проецирующий оптическ.,е изображение на фотоприемник коэкспериментах, Сущность изобретения; устройство, содержащее детектор-и реобразователь плотностей потока с микроканальнай пластиной и волокно-оптическую пластину с катодолюминофором, объективом, фотоприемники телевизионного преобразователя и вычислительную машину, снабжено плоскими зеркалами, расположенными между детектором-преобразователем и объективом параллельно измерительной оси измеряемого распределения, симметрично и параллельно оптической оси объектив;., а фотоприемник выполнен в виде совокупности фотоприемников автономных телеьизионнцх преобразователей, причем границы начального и конечного элементов смежных фстоприемникоь сов,;щонь в плоскости, перпендикуярной плоскостям зеркал, 2 ил ординатно-чувствительного фотоэлектрического преобразователя и электронную вычислительную машину(ЭВМ), управляющую процессом измерения и обрабатывющую сигналы, Блок-схема устройства-прототипа приведена на фиг,1. Детектор-преобразователь, измеряемого распределения плотности тока )= р(Х, У), содержит микро- канальную пластину(м,к,п.) 1 и катодолюминофор 2, нанесенный на волоконнооптическую пластину 3. Объектив 4 проецирует оптическое изображение с поверхности люминофора на светочувствительную поверхность ФПЗС 5. Масштаб проецирования равен отношению линейных размеров области анализируемого распределения к линейным размерам светочувст 1795526вительной поверхности ФПЗС, Электронные блоки 6 - 11 обеспечивают питание устройства, аналоговую обработку сигналов, аналого-цифровое преобразование и обмен информацией с ЭВМ 12.Однако предельная разрешающая способность этого устройства ограничена числом дискретных светочувствительных элементов координатно-чувствительного преобразователя, Повышение разрешающей способности путем стыковки нескольких преобразователей невозможно в связи с отсутствием разрывов в оптическом изображении измеряемого распределения, которые необходимы для размещения корпусов, обрамляющих фотоприемники координатно-чувствительных преобразователей.Целью изобретения является повышение разрешающей способности устройства путем стыковки фотоприемников нескольких координатно-чувствительных преобразователей.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее детектор-преобразователь измеряемого распределения плотности потока в подобное оптическое иэображение, объектив, проецирующий оптическое иэображение на фотоприемник координатно-чувствительного фотоэлектрического преобразователя и электронную вычислительную машину, управляющую процессом измерения и обрабатывающую сигналы, введены плоские зеркала, расположенные между детектором-преобразователем и объективом, параллельно оси аргументов измеряемого распределения, симметрично относительно оптической оси обьектива и параллельно к ней, создающие в плоскости изображения объектива зеркально обращенные проекции измеряемого распределения, а в зонах фокусировки прямой и зеркально обращенных проекций расположены в шахматном порядке фотоприемники совокупности координатно-чувствительных фотоэлектрических преобразователей, причем начало и конец смежных по отношению к измеряемому распределению фотоприемников лежат в плоскости перпендикулярной плоскости зеркал.Сущность изобретения поясняется фиг,2 (применительно к измерению одномерного распределения).Устройство (фиг,2) содержит детектор- преобразователь плотности измеряемого потока )= у (х) в подобное распределение яркости оптического изображения Е= р(х), включающий в себя микроканальную пла 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стину 1 и катодолюминофср 2, нанесенныина волоконно-оптическую пластину 3. Выходная поверхность пластины 3 расположена в предметной плоскости ХОУ объектива4, Между детектором-преобразователем иобьективом установлены плоские зеркала 5,расположенные параллельно оси аргументов Х измеряемой функции распределенияплотностей потока, симметрично относительно оптической оси объектива и параллельно к ней,Зеркала создают в плоскости ХОУ мнимые распределения яркости Е =р(х) и Е =р (х), тождественные действительномураспределению Е =гр(х), Объектив проецирует прямое и зеркально обращенные изображение с плоскости ХОУ на плоскость Х О Ув виде трех проекций Е = р(х) г. = р(х) ие =/(х) на расстояниях 0=0/М друг отдруга, где О - зазор между зеркалами, М -масштаб проецирования оптического изображения.В зонах фокусировки прямой и зеркально-обращенных проекций на плоскостиХ О У в шахматном порядке размещены фотоприемники 7 координатно-чувствительных фотоэлектрических преобразователей6. Начало и конец смежных фотоприемниковлежат,вплоскостях 1,11,111, О 3, Ч, перпендикулярных плоскостям зеркал.Для размещения корпусов фотоэлектрических преобразователей необходимовыполнение условия: 0Ь /п 1, где Ь - размер корпуса преобразователя в направлении перпендикулярном сканированию:-линейный размер измеряемого распределения; - линейный размер светочувствительной поверхности фотоприемника; и - числопреобразователей.Количество преобразователей выбирают исходя иэ необходимого числа элементовфотоприемника. Масштаб проецированиянаходят из соотношения: М =/п 1.Электронный блок 8 обеспечивает питание узлов детектора-преобразователя необходимым напряжением. Блок 9 осуществляетпреобразованиеуправляющихсигналов ЭВМ10 в постоянные и импульсные напряжениенеобходимые для работы фотоэлектрическихпреобразователей, а так же приведение сигналов, снимаемых с преобразователей, к видуудобному для ввода в ЭВМ,Следует отметить, что эффективностьпроекционной оптической системы (коэффициент передачи фотонов) примерно обратно пропорциональна масштабу проецирования иэображения (3). Поэтому увеличение числа фотоэлектрических преобразователей в предлагаемой конструкции11 795526 Фиг наряду с улучшением разрешающей способности повышает чувствительность и расширяет динамический диапазон устройства. Формула изобретения Устройство для измерения линейного, распределения плотности потока частиц или излучения, содержащее расположенные вдоль оси детектор-преобразователь плотности потока в подобное распределение яркости оптического изображения, координатно-чувствительный фотоэлектрический преобразователь, электрически соединенный с электронно-вычислительной машиной, и проекционный объектив, расположенный на оси между детектором-преобразователем плотности потока в подобное распределение яркости оптического преобразователя и координатно-чувствительным фотоэлектрическим преобразователем, о тличающееся тем,что,сцелью увеличения разрешающей способности и повышения чувствительности, между детектором-преобразователем плотности потока По сравнению с прототипом заявляемоеустройство обладае более высокой разрешающей способностью, чувствительностью и динамическим диапазоном измерений.5 в подобное распределение яркости оптического изображения и объективом дополнительно введены плоские зеркала, расположенные параллельно линии, вдоль которой измеряется плотность потока, и симметрично относительно оси устройства, а в плоскости изображения объектива и местах расположения изображения детектора- преобразователя плотности потока в подобное распределение яркости оптического изображения установлены дополнительные координатно-чувствительные фотоэлектрические преобразователи, так что каждая точка детектор-преобразователя плотности потока в подобное распределение яркости оптического излучения в предметной плоскости объектива имеет хотя бы одно изображение, находящееся на поверхности координатно-чувствительного фотоэлектрического преобразователя,1795526 Составитель А. ГольдиТехред М.Моргентал С.Пекар едакто орре Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 каз 434 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4 б