Стабилизатор высокого напряжения

БРЕТЕНИЯСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ виспмое от авт. свидетельства Ъ Заявлено 14.Х.196 377314/26-25 М, Кл. Н 03 д 9/00 Н 03 с 1/00рисоединеппем заявкиоритет 1 омитет по делам изобретений и открмти при Совем Миниотров СССРОпубликовано 05. УДК 621.396.666:621,3 (088.8) 1972. Боллетепьата опубликования описания 23 Х 1.1972 вторыобретения Екатеринин и В. М. Кельман Институт ядерной физики азахской ССР аявит БИЛИЗА 1 ОР ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕ ный анализатор, состоящий из магнитной призмы с двумерным полем и осеспмметричной магнитной лннзы, и вводится модуляция магнитного поля призмы или ускоряющего на прякен ия.В отличие от анализатора с полукруговойфокусировкой, однородное магнитное поле которого одновременно является как диспергирующим, так и фокусирующпм, г, магнитном 10 призменном анализаторе диспергирующее ифокусирующее поля разделены. Диспергпрование пучка электронов по иапульсу проводится в поле двумерной магнитной призмы, а его фокусировка - в поле осесимметричной магнит ной линзы,Линейная ризменного анализа еделяется углом выхо стоянием Л вдоль тр да пучка 20 электронов ели кол- лектора дисперсия магнитного п тора с одной линзой опр да пучка из призмы и рас аектории от точки выхо из призмы до приемной щ=. 1 д 5 В режиме электронов из ределяется и женности маг щимся на ед0 мерности, иизаторризмен Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в электронных микроскопах, электростатических масс- и бета.спектрометрах, ускорителях и других приборах, где требуется высокая точность стабилизации больших напряжений.Предлагаемый стабилизатор высокого напряжения относится к классу приборов, в которых стабилизация напряжения осуществляется методом контроля с позощьо магнитного анализатора скорости электронов, ускоренных стабилизируемым напряжением. Стабильность выходного напряжения таких стабилизаторов, определяется его линейной дисперсией и аберрациями, а так же стабильностью тока эмиссии электронной пушки,Цель изобретения - повышение долговременной стабильности выходного напряжения стабилизатора путем повышения стабильности магнитного поля анализатора и увеличения его дисперсии; отказ от необходимости термостабилизации деталей магнитного анализатора; повышение чувствительности управляющего устройства стабилизатора благодаря повышению тока электронного пучка, а также устранение влияния флуктуации тока электронного пучка на точность стабилизации выходного напряжения.Это достигается тем, что в стабиле высокого напряжения используется п телескопичности угол выхода призмы, равный углу входа, оптегральным потоком Л напрянитного, поля призмы, приходяницу длины в напряжении двупульсом электроновЛ)"81 ТЕ 1 где Н - Напряженность мдгцитного поля на оси призмы;о - радиус электронной траектории в точке ее пересечения с осью призмы и ие зависит от геометрических размеров призмы,510 15 20 25 :50 35 40 45 50 55 60 6 В режиме телескопичностит,= 60О,= 1,6 Е,з 1 где )Г - ширина полюсиых иакоиечииков в цдпрявлсе 1 ииперпецдику)5 риом НапрВл.иц)0 оси двумериости поля,Таким образом мо 5 кио за счет уменьшения ШИРИНЫ ПОЛ 10 СИЫХ ЕДКОИ ПИКОВ ПОДНЯТЬ Ц 11- пряжсч)Ность мдгцитного поля призмы до значений (350 - 500 э), при которых Возможнд прецезцонная стабилизация магнитного поляпомощью ЯМР-стдби.)пзаторов.В магнитном призмеином ацализдторе не требуется термостабилизация, тдк кдк если все детали ьакуумиой камеры сделаны из одинакового материала, то при измецеции температуры все линейные размеры изменяются пропорциоця,пьцо дру 1 другу, что ие приВодит к изменепи)о угла падении и выходд пучка из магнитцой призмы,Лберрации призмспцого мдгпитцого анализатора в направлении дисперсии в осцовиом определяются аберрациями лиизы и пропорциоиальцы кубу угля расходимости электронного пучка ири выходе его из приемной щели, Влагоддря этому можно использовать более широкие электроццыс пучки и, тем самым, увеличить ток коллектора в О - 00 ряз, повы- СИТЬ ОТЦОИЕНИЕ СИГЦД.Ч - П 1 УМ, СЦИЛДЕМОЕ С э 1 д.1 ОНН 010 сопротиВлеиия, и )увстительцость управляющего устройства.Ввсдсние модуляции ускоршощего цг)пряженил или модуляции магцитиого поля призмы приводит к тому, что электронный пучок совершает колебдця в плоскости дисперсии причем В положении равновесия сечение Гу 1 кя в фокдльиой плоскости совпадает с положецисм приемной цели. Зто позволяет подавать информацию цд упрдвлецощсе устройство в вцдс дмплитудцо-фазовых соотношений и тем самы 1 исклю 1 и Гь 1,лпяццс флукту 1 пти) тока электронного пучка.11 Я 1 ертсжс иокдздцд блок-схехд предлаГде- з 10 ГО стяоилиз 11 торя высокоГО идпр 5 жения.Она включает в себя источник высокого идпряжспия, призмсицый мягиитиый ацализдт 0 р, э т я л 0 е и 0 с с 0 п р 0 т и в л е и ц е, э. е к т р 0 и н у 0 пу 1 ику и упрявл 5 ОПСе устроистВО, д т 11 к же ЯМР-стабилизатор мягцитно)0 ПО)я, адовый дет.ктор и ГсцсрдОр модул)цши магнитного ПО.ПЯ ИЛИ ВЫСОК 010 НДПРЯЖЕНИЯ,4Призменный анализатор состоит из магнитиой призмы 1 с двумерным полем и магнитной осесимметричцой линзы 2. Призма 1 представляет собой Ш-образцый постоянный магнит или электромагнит с плоскопараллельными полюсными еЯкоиеепикаме.В межполюсцом зазоре призмы 1 помещена Вакуумная камера 3, изготовленная в виде трубы пз немдгццтиого материала, К одному концу вакуумцой 1;амеры присоединена электронная пуПка 4, а к другому - коллектор 5.В мссте соедицецця вакуумной камеры 3 с электронной пушкой 4 внутри камеры цахо;.ится ускоря)ощци электрод б, являющийся одновремсчНо входной щелью анализатора. Ускор)1)оц 1 ие эле)трод 6 и катод эпсктронной и И 1 к) 4 соедииеия с источциком В 1.1 сокоГО цапряжецця, который Необходимо застабилизировдть. )СЕкду ускоряющим электродом 6 и призмой 1 ца вакуухшую камеру 3 надета маги)итная осесимметричная линза 2. Приемидя щель 7 коллектора в виде узкой диафрагмы расположена в месте сседцнеция вакуумц)1 камеры 3 с коллектором 5. Коллектор 5 соединен с эталонным сопротивлением 8, па. ряллельио которому включен блок коррекции, состоящий из фазового детектора 9 и управляющего устройства 10, К ускоряющему электроду 6 и фязовому детектору 9 подключен генератор 11 модуля)ции напряжения.В зазоре магнитцой призмы 1 рядом с вауумцой камерой 3 помещен датчик 12 ядерного магнитного резонанса, соединенный с ЯМР.стяби,пизятором 13 магнитного поля,Корректирующие катушки, намотанные нд ссрдсчиик призмы 1, присоединены к усилителю мощности ЯМР-стабилизатора 13,Предлагаемьш стябцлизатор высокого на- Грюксния работает следующим образом.Высокое няпря 1 ксцис с) с выхода источник:1 14 Вь)сокого напрпжсция ОДается ца ускоряоций проСЕкуток катод элекГро 5 НОЙ пуш. ки 4 - ускоряющий электрод 6, Из элекгронного пучка, цсиущеиного пушкой, ускоренного стябплизируемым напряжением до энергии е(/ е - заряд электрона), ускоряющий электрод, являющийся одновременно входной щельо магнитного анализатора, вырезает узкий .пучок электронов, который падает на грань магцитцой призмы 1, Напряженность магнитного поля призмы и угол падения и электронного пучка на грань призмы устанавливаются такими, что выполняется условие телескопичности, поэтому пучок электронов, пройдя магнитиую призму, отк)Он)пстся от своего первоня:дльиого направления на угол, равный 2 и.Магиитцое поле линзы 2 устанавливается таким, что в результате совместного действия линзы и призмы пучок электронов фокусируется цд црцехНо) щели 7 коллектора 5. Для го)о, чтобы скомпенсировать угол поворота пучка в мдгиитной линзе 2, входная щель магнитного анализатора повернута от вертикального положения на угол, равцый по величине и об. ратный по направлению углу поворота изображенил, Электроны, собранные на коллекторе 5, стекаот с него через эталонное сопротивление. Так как магнитное поле призмы 1 поддеркивается с высокой точностью ,посгояпцы с помощью ЯМР-стабилизатора 18), то и.мецение ускоряющего напряжения (Вв со ного напряжения стабилизируемоГО выс ковольтцого источника) приводит к смешенО пу ча 01 носите лье 10 приеъ 1 ной щели)агни)ного анализатора, Колиэлскгронов сооираемыхрол б, у)еьцяется, изменястся напряжение на эталонном сопротивлении 8. Чтобы отлич,д)1.:банни напряженил ца эталонноъ СО- р лиии, сВязанные с изменсниех ускорлюи 1,. .чрл);еия, от колебаний, связанных с флуктуянисй тока электронной пушки 4, ускоряощсе напряжение модулируется с помощью генератора 11. При этом энерпл электроногпопадающих в магнитный анализатор, меняется синхронно с частотой генератора мо. дуляции напряжения, поэтому положение изображения входной щели анализатора сов ршает кочебанпя относительно приемной щели с тои же частотой. Когда напряжение на выходе источника высокого напряжения равно заданному, в положении равновесия середина электронного пучка совпадает с серединой приемной щели 7. При этом ахплитудно-фазоные характеристики переменно о напряженя, снимаемого с эталонного сопротивления 8, совпадают с соответствующими характеристи. ками Генератора 11 модуляции напряжения.Если напряжение на выходе источника 14 высокого напряжения изменяется, то середина электронного пучка в положении равцозесня смещаетсл относите.чьно середины приемно щели 7. В этом слуае амплитудно-фазовые характеристики напряжения, снимаемого с эталонного сопротивления 8, не совпадаОт с соответствуощими характеристиками генератора модуляции напряжения, Фязовьй детек. тор 9 сравнивает амплитудно-частотные характеристики напряжения, снимаемого с эгялонного сопротивления 8, с соответствующими характеристиками генератора модуляции напряжения и вырабатывают сигнал, в соответствии с которым управляющее устройство 10 5 корректирует выходное напряжение источникавысокого напряжения, Ширина приемной ще.ли 7 коллектора 5 должна быть равна ширине изобра),ения, спроектированной на нее входной щели анализатора 6. Амплитуда сиг н алов генсратора модулшии напряженияподбираетсл такой, чтобы вызванное ими смещение изооражения относительно приемной шели 7 было примерно равно /. ее ширины,Модуляция магнитного поля призмы приво дит к таким же эффектам, как и модуляциявысокого напряжения, т, с, в другом варианте предлягаеъОГО стабилизатора ВысОкОГО напряжения генератор модуляции напряжения можно заменить генератором модуляции маг нитного поля, который подключается к корректирующим кятункам, намотанных на сер.дечник призмы 1,Предмет изобетеция251. Стабилизатор высокого напряжения, соДЕР)КЯЩ 1 й ИСТОЧНИК ВЫСОКОГО НЯПРЯЖЕНИЛ, )ГранляЮЩЕЕ устройСТВО И ЯНИНй ЯНЯЛИ- затор скоростей электронов, э.чектроннуо 30 пушку и коллектор электронов, отличающийсл тем, что, с целью повыцгения степени и длительности стабплизании, магнитный анализатор выполнсн по схеме призменного магнитно- ГО бетг-счектро)етра, Вклю 1 аю 1)его В себя 35 осесимметричную линзу и магнитную призмус двумер ьв полем, в цепь питания которой Включен ЯМР-стабилизатор магштцого поля,2. Стабилизатор по п. 1, оглиаюи 1 и 1 сч тем,что в схему стабилизатора введены генератор 40 модуляпии нагрл;ксн,я и фазовый детектор.3 Стабилизатор по п. 1, Отличаю 1 йя тем,что в схех стабилизатора введены генератор модуляции мягн тного ноля приз.ы и фазовый детектор.Заказ 1931/18ЦНИИПИ Комитета Изд. М 799 Тираж 448 Подписное делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР 4 осква, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5ппография, пр. Сапунова,