Спектрометр заряженных частиц

ОП ИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(1)М 00 б О осударственный камит Совета Министров ССС па делам изаоретенийи открытий(54) СПЕКТРОМЕ ЯЖЕННЫХ ЧАСТИ нейно), воздейего на генераторВеличина отклоизмерени мическом транстве пропорциооткл.аналогового пре льных распре такими устро лоняюших пла Устройство предназначено длотоков заряженных частиц в к При исследовании радиации в космическом пространстве значительный объем занимают измерения спектральных распределений потоков заряженных частиц малой энергии (электронов, протонов и тяжелых ионов). Обычно для таких измерений применяются спектрометры заряженных частиц, содержашие электростатический анализатор, детектор (например, сцинтилляционный счетчик, ВЭУ или канальный умножитель), широкодиапазонный регистратор (например логарифмический измеритель скорости счета или УПТ). Последовательность смены энергетических зон, в которых измеряются заряженные частицы, определяется генератором импульсов, Импульсы генератора (как правило, малой частоты) посту пают на триггер счетного устройства, который управляет цифро-аналоговым преобразователем. Ток на выходе преобразователя, , изменяемый по определенному закону с изменением состояний триггеров счетного устроиства (например, листвует в качестве задаюотклоняющих напряженийняюших напря.енийнальна току (, цифрпр.образователя,При измерении спектлений заряженных частиствами напряжение на остинах анализато а т р Ц , пропорциооткл.нальное,значению энергии регистрируемыхчастиц Е, последовательно меняется отмин макс,до Ц . Соответственно иоткл. откл,15величина энергии частиц измеряемых потоков меняется от Еми" до Емакс. Типичные величины энергий для таких устройствлежат в диапазоне от 0,03-0, 1 кэв до10-30 кэв. Процесс получения спектрального распределения принципиально последователен во времени. Для измерений заряженных частиц ма лых энергий в космическом пространств25 характерны значительные вариации плотностей потоков, составляющие несколькодесятичных порядков. Это принуждаетиспользовать в качестве регистраторовширокодиапазонные устройства (чаще все, го логарифмические измерители средней. лений потоков частиц, которые определя,ются, после обработки полученной информа ции на земле, оказывается невысокой.Это связано с тем, что энергетическийдиапазон реальных потоков частиц существенно меньше диапазона аппаратуры, и припоследовательном процессе получения спектрального распределения прибор большуючасть времени передает показания собственного фона (например, обусловленные шумо- ;выми и фоновыми импульсами детектора),Отношение времени полезного измеренияко времени ,цикла 3 Д невелико (порядка 0,03-0,5). ТрПредлагаемый спектрометр отличаетсятем, что регистратор соединен с реверсивным счетным устройством цепью из порогового устройства, ключевой схемы и .триггера, соединенного с пороговым устройством, причем ключевая:.схема соединена среверсивным счетным устройством и через схему сравнения - с регистратором.Это позволяет повысить точность и ускорить измерение спектров заряженных частиц,На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг, 2 - графикираспределения напряжений.Спектрометр состоит иэ анализатора 1,детектора 2, широкодиапазонного регистра:тора 3, генератора тактовых импульсов 4,реверсивного счетного устройства 5, линейного цифро-аналогового преобразователя 6, генератора отклоняющих напряжений; 7, схемы сравнения 8, порогового устрой-ства 9, триггера 10 управления реверсомсчетного устройства, ключевой схемы 11.Узлы 17 работают так же, как впрототипе, В устройство дополнительновведены узлы 8-1 1. Пороговое устройство 9 (например триггер Шмитта) выдаетсигнал постоянного тока при превышениинапряжением Ц порогового напрявыхжения Ц . Напряжение ), выпор порбирают равным выходному напряжению присигнале с детектора, превышающем пример"но на один десятичный порядок сигналфона,Если сигнал с детектора при измере-ниях не превышает значения, которомусоответствует выходное напряжение, равное напряжению Ц , т. е, спектральпор5ное распределение не имеет сильно выра-,женных максимумов (айаг, 2 а), устройство работает в . режиме, аналогичном режиму работы прототипа, Узлы 8-11 вэтом случае на работу устройства не10влияют.При наличии в спектре сильно выраженного максимума напряжение Цвыхоказывается больше напряжения Ц16.пор.(фиг. 2 б, энергия Е), и выходной сигналФпорогового устройства 9 открывает ключе:.вую схему 11, через которую сигнал сосхемы сравнения 8 или со счетного устрой 20ства 5 проходит на триггер 10 и изменяет. его состояние.Состояние триггера 10 определяет ре,:жим работы (прямой или обратной) счетного устройства 5. Схема сравнения 8 выда-Я ",ет сигнал при уменьшении выходного напряжения Ц до опорного напряжениявыхИ(фиг, 2 б, энергия Е ). Этот сигналопперебрасывает триггер, и счетное устройстЗО:во переходит в обратный режим счета, врезультате чего меняется направление про хождения энергетических зон (фиг. 2 б, отэнергии Еи до энергии Е ). Напряжениевыбирают из условия Ц )оп пор оп35фонЖфон, где Ц выходное напряжение,выхвыхсоответствующее сигналу собственного фона.Если выходное напряжение )вых,40 больше напряжения Ц вплоть до крайопнего значения энергии диапазона прибора(фиг. 2 в, г энергии Емин или Емакс), сиг 1нал на реверс счетного устройства попада 4 ет .на вход триггера 10 через открытуюключевую схему 11 с самого счетногоустройства 5 при соответствии его состояния максимальной или минимальной энергии ,диапазона прибора.Триггер 10 также сбрасывает пороговое устройство 9 в момент реверса счетного устройства 5 для следующего циклаизмерения, аналогичного описанному.Предмет изобретенияСпектрометр заряженных частиц, содержащий анализатор, детектор, широкодиапаЗО 769 5 Фиг. 7 3зонный регистратор генератор импульсов, реверсивное счетное устройство, линейный цифро-аналоговый преобразователь и гене ратор отклоняющего напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и ускорения измерения спектров заряженных частиц, регистраторсоединен с реверсивным счетным устройством посредством цепи из пороговогоустройства, ключевой схемы и триггера,соединенного .с пороговым устройством,причем ключевая схема соединена с ревер-сивным счетным устройством и черезСхему сравнения - с регистратором.307695 Ьых Улор. ин Ьы ЪпоУ и. Е МЮКС м К Е Ъых макс Фиг Состав Е.Николае даш Тех раж 678 Заказ пнсное НИИПР а Совета Министров СССи открытийкая наб., 4 9 Патент, Москва, Г.59, Бережковска Предпри Ъор, Уоп,миЕ г редактор Б.Фейото Изд, М 6 У сударственного комитет по делам изобретений Москва, 113035, Рауш ректоры: Н.Учакина