Способ измерения скорости движения заряженных частиц

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(45) Дата опубликования описания 12,11,76 ааударственныи номитеСовета Министров СССРпо делам изааретенийи открытий(71) Заявител 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИБи калибр схемой и ль Указанная выш кая аппаратура кой, что огран диотехничесй и громозд ляется слож ивает область прК линейным ускэнергией частиц и ения данного способа с регулируемой способ вообще н регулировании э последних резон ки частиц в них датчики, располо теля, практическБелью изобре способа. телям стный им, так как скоряющие п ыключаются, пировываютс е примергии сгуст я, искориразгруп женные ыход и не возбужд тения являет я.рощение Бель достирадиосигналовзовой задержкевают с другимнув такой же з вым сигналом, одного из двух танавливают ре ки таким образ марный сигнал(61) Дополнительное к авт. св Изобретение относится к техническойзике и может найти применение в ускор лях заряженных частиц,Известен способ определения скорости движения заряженных частиц, основанный на преобразовании гармоники тока пучка в пропорциональные ей два радиосигнала, формируемые до и после пролета частицами пространства дрейфа известной протяженности 1 следования сгустков, Измеряется разность фаз между электромагнитными колебаниями, возбуждаемыми в этих резонаторах, По этой разности фаз судят о скорости движения частиц, индицируя ее на осциллографе или стрелочным прибором после пикового детектирования, выходного импульсного сигнала фазового детектора, или используя аналого-цифровые преобразователи.Основным недостатком этого способа является необходимость с достаточно высокой 2 точностью производить абсолютные или относительные измерения разности фаз между двумя высокочастотными сигналами в метровом или дециметровом диапазонах волн.Для этого требуется балансный фазовый де овочныи генератор со специмпульсной синхронизации,необходимая ра г тся тем, что один из двух подвергают регулируемой фаЧ и после этого склады- сигналом, который, подвергадержке, складывают с перзатем измеряют амплитуду суммарных сигналов и усгулируемую величину задержом, чтобы измеряемый сумбыл минимален, и по вели 519877чине установленной задержки Ч судяго скорости движения частицпо формуле2 ЯЗСс щ ---Х ргде с - скорость света в вакууме,- длина волны, соогвегствующая используемой гармонике гока пучка.Разность фаз высокочасгогных сигналов с резонаторов определяется соогношением2,3 ОЮ= - 11))Ъ Лгде- расстояние между резонагорами,4 - длина волны рабочей гармоники,)Ь - отношение скорости частиц к скорости света в вакууме,Схема соединения резонагоров и их эквиваленгная схема приведены на фиг. 1.В отличие ог прогогипа сигнал с одногорезонатора с известным фазовым сдвигом ЗссОнаправляют в другой резонатор и складывают с сигналом, возбуждаемым в другомрезонагоре.Таким образом, поле в каждом резонагоре является суммой двух компоненг и зави- ясиг от разносги фаз гъР между эгимисигналами, один из когорых возбуждаегсянепосредственно в данном резонагоре, а вгорой поступает с другого резонатора.Если Ч, установить гак, чтобы АЮ=18 С", 30то поле в резонаторе будет минимадьно.По величине допэлнигедьного фазовогосдвига можно судигь э скоросги сгусгкачастиц, 35Вь;ходные сигналы дагчикэв о 1 и Бопределяются соогношением--- ) 51 т 22)4 Огде э - сигнал с датчика при огсугсгвиисвязи между ними,Зта зависимосгь показана на фиг, 2 кривой/45где Е- эквивалентное сопротивление датчикана резонансной частоте, 1( -коэффициенттрансформации, Е э -волновое сопротивлениефидер а.Синфазносгь упэмянугых компонент сс 5 Оогветсгвуег максимуму кривэй, а противоФазносгь - минимуму.Регулируя величину фазы о с помощью фазовращагеля, усгановленного в фидере,связи, и фиксируя значение, соогвегствующее минимуму кривой=1 на фиг. 2,находим величину фазового сдвига -где г - целое число. Так как заранее извесгно эриенгирэвочное значение скорости частиц, го расстояниемежду резонагорами и диапазон регулирования фазы Юо можно выбрагь гак,чгобы г =-1, Соогнэшения (1) и (3) позволяют калибрэвагь орган регулирования ЧОнепосредственно в единицах скорости.При калибровке фазовращагеля выбор начальной гочки может производиться либо пугем предварительных измерений электрических длин фидеров, сэединяющих фазовращагельс датчиками, либо непосредсгвенно по пучку,В последнем случае расстояние междудатчиками нужно выбрагь равным или крагпымМ/2, где )э - РасчегнаЯ огносигельная скорость частиц,Регулируя фазовращагель, разыскиваюгминимумы выходных сигналов двух дагчиков,положения когорых будут смещены друг огносигедьно друга на величину, зависящуюог того, насколько 1 огличаегся огоЗаге., 3 регулируюг дэ гех пор, покаминимумы сигналов с дагчикэв не сэвпадугмежду собой, Зтэ 1 гэссзэйде. при 6 = Ьо3 го Ногэженсе фазэГзраа геля следуег припягь за опорную гэчку скогда 1 = ) и фидерв сяе., с с;эдувэ и;льым)рс эгэм фазэврапягель кадиб руе гся в абсэчогных значениях э одси раз и в повгорпой калибровке ссе пуждае гся,: ди Фазоврсппагедь нельзя распэлэжигьэ г дсгчикэв па рс сс гэяепсир кра гном ),. /2пли загруднигедьнэ регулирэвагь величинуго ддя калибровки можно воспользоваться известной элек 1 рическэй длиной фидерови соотношениями 1) и 3).М е гэд эпредеде сия средней скор ос ги пугем усГяиэвки Фазэвраща геля па минимумвьходного сигнала удобен для использованияпе только в измеригедьньсх педях цэ и в7сисгемах автоматического регулирования скорости частиц с целью стабилизации,,-.тэ предсгавдяег ингерес в ускоригеляхс очень узким ц сгабидьным спектром.,Ф э р м у л а и 3 э э р е Г е н и яСпособ измерения скорости движения заряженньх часгиц, основанный на преобразовани гармоники гока пучка в пропорциональные ей два радиосигнале, Формируемые до и после продета частицами прэстрансгва дрейфа известкой прэгяжепнэсги , э г - л и ч а ю щ и й с я гем, чго, с целью упрощения способа, один из двух радиосигналов подвергаюг регулируемой фазовой задержке 1 и после эгогэ складывают с друг им сигссадэм, кэгорый, подвергнув гакой же задержке, складывают с первым сигналэм,тем измеряют амплитуду одного из двух суммарных сигналов и устанавливают регулируемую величину задержки таким образом, чтобы измеряемый суммарный сигнал был минимален, и по величине установленной за держки 9 судят о скорости движения час 7 Естиц Ч по формуле Ч=где с - скорость света в вакууме,Л - длина волны, соответствующая используемой гармонике тока пучка,519877 1 ОЬ г,о ЯО И г Составитель В, ФесенкоКоляда Техред И. Ковач Корректор Б. Юг ктор аказ 5042/559 11 НИИПИ ГосТираж 1029 Подписное ударственного комитета Совета Минисгр по делам изобретений и огкрыгий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ов ССС иал ППП фПатенг", г, Ужгород, ул. Проектная,