Устройство для контроля неравномерности распределения плотности тока импульсного пучка заряженных частиц

О П И С А Н И Е (ц)580794ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскихСоциалистичвскинРеспублик,(61) Дополнительное к автсвид-ву(5)М. Кл. Н 01 3 47/06 Ркударстеанв 5 еинтет СССР по лелем изобретенВ н открытка(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА ИМПУЛЬСНОГО ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ 1Предлагаемое. изобретение относится к контрольно-измерительной технике экспериментальной физики и может быть использовано для измерения и контроля распределения плотности тока импульсного пучка электрофиэических установок.В технике электрофизических исследований применяютсяустройства измерения распределения интенсивности им в пульсного тока пучка для определения профиля и плотности тока пучка, содержащие датчики, подклюЧенные к коммутирующим и измерительным устройствам 1 3.Ближайшим по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения распределения поглощенной дозы и интенсивности импульсного ионизирующего излучения, которое включает в себя датчики, усилители, расширители длительности импульсов, коммутирующие устройства, ключевые транзисторныесхемы, измерительное устройство иблок регистрации Г 2 3. Поскольку расширители импульсов имеют ограничения на величину коэффициента расширения, а измерительное устройство характеризуется определенным временем разрешения, то, как следствие, устройство имеет ограниченное число контролируемых точек в сечении пучка, которое не превышает 20-30. Для сравнительной оценки плотности тока пучка по сечению при ожидаемом равномерном распределении его необходима математическая обработка получаемой в результате работы устройства измерительной информации, так как она выдается в абсолютных величинах. Требуется же карта относительных отклонений в контролируемых точках плотности тока пучка от среднего значения.Цель изобретения - увеличение пространственного разрешения и сокращеношению площадей датчика 2 и датчиков1. По окончании импульса тока йучкасхемой 11 управления открываются ана-,логовые ключи 12, которые подсоединя"ют аноды диодов 6 и катоды диодов 7схем 3 выявления отклонения соответственно к электродам конденсаторов(9, 10) верхней границы среднего значения, и конденсатора 9 нижней границы среднего значения. Если напряжениенакопительного конденсатора 4 ИсфсрОнс(ОсрфдОср), то диоды 6 и 7закрыты и управляющие токи конденсатоРов 9, 10 и 4 не текУт. Если Ом)(Оор+фстр), то в момент срабатывания аналоговых ключей 12 открывается диод 6и начинается перераспределение зарядов конденсаторов 4 и (9, 10), в результате которого напряжение на нихсравнивается. Уравнивающий ток вызывает появление на резисторе 5 импульса перезаряда положительной полярности, При ОО -сВ открывается диод7 и импульс на резйсторе 5 имеет другую полярность. После прохождения уси.лителя 7 импульс перезаряда переворачивает в зависимости от своей полярности либо триггер 13, либо 14 ячейки сдвигового регистра 15, что означает уход плотности тока в контролируемой точке от среднего значения навеличину заданного порогового значения д". Поскольку величина емкостейконденсаторов (9 и 10) значительнопревышает емкость конденсатора 4, топогрешности перезаряда с коммутациейна общую цепь конденсаторов (9 и 10)около среднего значения не превышающих заданных. Зафиксированные в триггерных ячейках регистра 15 состояния контролируемого параметра сдвигаются со скоростью печатания ЗПМ 18 в схему перезаписи 16, при помощи которой схема 17 управления ЗПМ обеспечивает печатание знака положительного отклонения (например, +) при превышении плотности тока его среднего значения, и знака отрицательного отклонения (например, -) при значенйях плотности тока, меньших среднего. При сохранении контролируемой величины в пределах заданного порогового уровня печатается знак нормы (например, 0). Таким образом, по окончании работы сдвигового регистра, на ленте ЗПМ регистрируется карта отклонений распределения плотности тока пучка от среднего значения с 3 580794 ние времени обработки результатов измерения контролируемого параметра,Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве датчики плотности тока пучка соединены с накопительными 5 конденсаторами и встречно включенными диодами схем выявления знака отклонения, причем катоды диодов через аналоговые ключи подсоединены к конденсатору верхней границы среднего зна" О чения который соединен с датчиком среднего значения плотности тока пучка и вторая обкладка которого подклюцена к конденсатору нижней границы среднего значения и через аналоговый 15 ключ - к анодам встречных диодов, а со второй обкладкой накопительного конденсатора соединен резистор, под" ключенный к входу усилителя, выход которого связан с входами триггеров 20 ячеек сдвигового регистра, подсоеди" ненного чеоез схемч пеоеэаписи и схему управления к регистрирующему эна-копечатающему устройству.На чертеже представлена схема опи сываемого устройства.Устройство содержит датчики 1 плотности тока, датчик 2 среднего значения плотности тока, схемы 3 выявления отклонения, включающие в себя накопительный конденсатор 4, резистор 5, диоды 6, 7 и усилитель 8, накопительные конденсаторы нижней границы 9 и верхней. границы 10, схему 11 управления и аналоговые ключи 12, триггерные35ячейки 13 и 14 сдвигового регистра 15, схему перезаписи 16, схему 17 управления энакопечатающей машиной (ЗПМ) 18 и схему 19 измерения абсолютногозначения.Устройство работает следующим образом.Сигналы датчиков 1, представляющих собой генераторы тока, интегрируются на накопительных конденсаторах 445 схем 3 выявления отклонения, так что результирующее напряжение на конден" саторах пропорционально величине токов датчиков 1. От датчика 2 среднего значения на конденсаторе 9 нижней50 границы среднего значения устанавливается напряжение (Ор-Все), на конденсаторе (9 и 10) верхней границы среднего значения (О +сбс), где д" заданная в относительных единицах неравномерность плотности тока пучка55 заряженных частиц. Соотношение величин емкостей конденсаторов (9, 10) и конденсатора 4, пропорционально соот5807необходимой точностью. Схема 19 измерения Фиксирует среднее значение плотности тока пучка по абсолютной величине.Предлагаемое устройство позволяет одновременно (за один импульс ЭФУ) контролировать до 300 точек сечения пучка и с учетом скорости печатания знаков, например, электроуправляемой машиной ЭУМполучать карту откло О нений приблизительно за 1 мин, вместо десятков минут на существующих устройствах из-за необходимости получения контролируемого параметра после предварительной математической об. 1 з работки результатов измерения.,Формула изобретения20Устройство для контроля неравйо"мерности распределения плотности токаимпульсного пучка заряженных частиц,содержащее датчики, накопительныеконденсаторы, усилители, схему управ зления, коммутирующие и измерительныеустройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения прост-.ранственного разрешения и сокращения 9 д Ввремени обработки результатов, датчики плотности тока пучка соединены снакопительными конденсаторами и встречно включенными диодами схем выявления знака отклонения, причем катодыдиодов через аналоговые ключи подсоединены к конденсатору верхней границы среднего значения, который соединен с датчиком среднего значенияплотности тока пучка и вторая обкладка которого подключена к конден"сатору нижней границы среднего значения и через аналоговый ключ - к анодам встречных диодов, а с второй обкладки накопительного конденсаторасоединен резистор, подключенный квходу усилителя, выход которого связан с входами триггеров ячеек сдвигового регистра, подсоединенного черезсхему перезаписи и схему управления,к регистрирующему знакопечатающемуустройству.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Контроль и изучение параметровпучка заряженных частицАтомиздат,1973, с. 111,2. Авторское свидетельство СССР1 Г Й 21096, кл, Н 05 Ь 7/00, 1974.580791 Корректор Г исьман Техред М.На а лиал ИПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, ч Редактор Л. Заказ 10746 Тираж 701 . ВНИИПИ Государствен по делам иэобрет 13035, Москва, В, Подписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/