Способ управления микроканальной пластиной и устройство для его осуществления

Союз Сфветскик Соцналнстнчесинк УеслублнкОП КСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ. Н 0143/24 с присоединением заявки Ио -Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытий(72) Автор изобретения И.И.Коротеев ионосферй отделения,Сибирский институт земного и распространения радиоволн АН СССР(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИИКРОКАНАЛЬНОЙ ПЛАСТИНОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобрете ной технике в регистрат вых потоков пластин при венно распре ния. тся к импульсспользоваться скулярно-волномикроканальных и пространстпотоков излучеие откоси можетрах корпуна основнаблюденделенных ду 23.Извеспечиваетвия приЦельродействТЫ о также не обебыстродейстк твое устройст достаточного переключении. изобретения - ия в импульсн повышение бысм режиме рабо Известен способ и устройство, реализующее обеспечивающее управлениемикроканальиой пластиной в устройствах регистрации распределенных корпускулярно-волновых потоков (1 ),В импульсном режиме работы предпочтение отдается пластинам с малымсопротивлением электродов, поскольку конечное сопротивление электродовприводит к нарушению их эквипотенциальности в момент подачи импульсовнапряжения на электроды из-за падения напряжения на продольном сопротивлении электродов при заряде межэлектродной емкости пластины. Значительное сопротивление электродоввдоль поверхности пластины приводитк затягиванию процесса зарядки межэлектродной емкости, неравномерномураспределению потенциала отдельныхчастей пластины и приводит к нару.шению режима работы пластины,2Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ управления микро- канальной пластиной путем создания импульсной разности потенциалов между ее входом и выходом 2.Однако указанный способ не обеспечивает достаточного быстродействия при переключении, поскольку не исключает эффекта заряда межэлектродной емкости пластины в момент подачи разности потенциалов на электро" ды (,через продольное сопротивлерие электродов) и тем самым ограничивает быстродействие включения временем заряда укаэанной емкости.Наиболее близким устройством для управления микроканальной пластиной для указанного способа являезся устройство,содержащее импульсный источник питания, один из электродов которого подключен к приемному электро 866611Цель достигается тем, что в способе управления микроканальной пластиной путем создания импульсной разности потенциалов между ее входом ивыходом пластину помещают в однородное электрическое поле перпендикулярно его силовым линиям с ориентациейвектора напряженности от выхода пластины к ее входу.Кроме того, цель достигается тем,что в устройстве управления микроканальной пластиной, содержащем приемный электрод и импульсный источникпитания, один из электродов которого подключен к приемному электроду,введен сеточный электрод, подключенный ко второму электроду источника 15питания, а пластина размещена у сеточного электрода с зазором большим размера сеточной ячейки и закреплена попериметру в слое диэлектрика одинаковой с ней толщины и диэлектрической 12 Опроницаемости, поверхности которогококрыты электродами, подключенными к электродам пластины.Кроме того, с целью расширения временного диапазона работы пластины вспособе согласно данному изобретениюодновременно с размещением пластиныв поле подают рабочую разность потенциалов на ее электроды, а в устройстве сеточный электрод, электроды пластин и приемный электроды шунтированы последовательным резистивным делителем.Способ осуществляется следующим образом.Одновременно с подачей рабочей разности потенциалов на электроды помещают пластину в электрическое поле перпендикулярно силовым линиям поля снаправлением вектора напряженности отвыхода пластины к ее входу, Внешнее Щ поле поляризует диэлектрик, из которого вделана пластина, и тем самым Фактически создает разность потенциалов, между электродами пластины, нанесенными на поверхность диэлектрика. В соответствии с условием дъ 1 ь (д диаметр пластины 25-50 мм; % - толщина 0,5 - 1 мм) непрерывности нормальной компоненты поля и перпендикулярности силовых линий внешнего электри-ческого поля поверхности пластины, возникающее внутри пластины поле однородно (за исключением краевых областей), силовые линии поля направлены перпендикулярно поверхности электродов с направлением вектора напряженности от выхода пластины к ее входу. Такая ситуация соответствует распределению электрических полей в пластине в установившемся режиме работы. 60Выбором величины внешнего поля устанавливают рабочую напряженность поди внутри пластины.Одновременно с поляризацией диэлект. рика, из которого изготовлена пластина, происходит разделение зарядовна электродах, покрывающих ее поверхность. В силу приведенных выше условий, указанное разделение происходитпоперек электродов и не вызывает искажений величины потенциала вдоль поверхности пластины.Время переключения в данном случаеопределяется только временем поляризации диэлектрического материала пластины и не зависит от продольного сопротивления электродов, поскольку время разделения зарядов поперек электродов чрезвычайно мало из-за пренебрежимо малого поперечного сопротивления электродов (10 мм и менее).,Таким образом размещение пластиныво внешнем электрическом поле обеспечивает предельно возможное быстродействие управления, определяемоедиэлектрическими свойствами материала пластины.Подключение электродов пластинык внешнему источнику питания одновременно с размещением пластины во внешнем поле не влияет на процессы,происходящие в пластине под действйем поля, но обеспечивает длительныйрежим работы после включения. В случае отсутствия подключения пластинык внешнему источнику питания, разностьпотенциалов, возникающая между электродами пластины в момент созданияполя, будет уменьшаться по закону разряда межэлектродной емкостй и пластины С через ее внутреннее сопротивление К, Характерное время разряда укаэанной ВС-цепочки имеет значение 10:610 с и обеспечивает сохранение разности потенциалов на электродах пластины в течение промежутков времениЬТ, удовлетворяющих соотношению ЬТ(СЙС,Таким образом, предлагаемый способобеспечивает работоспособность микроканальной пластины и без подключения электродов к внешнему источникупитания в течение промежутка времени, удовлетворяющего соотношениюЬТЙС .На чертеже показано устройство,реализующее предлагаейнй способ управления микроханальной пластиной.устройство содержит импульсныйисточник питания 1, приемный электрод 2, резистивные делители 3-5,микроканальную пластину 6, покрытуюэлектродами 7 и 8, диэлектрик 9 сэлектродами 10 и 11 и сеточный электрод 12 Один из электродов импульсного источника питания 1 подключенк приемному электроду 2 и через резистивные делители 3 - 5 - к сеточному электроду 12, подключенному квторому электроду источника питания1, и к электродам 7 и 8 микроканальной пластины 6, которая закрепленав слое диэлектрика 9 одинаковой сней толщины и диэлектрической проницаемости, поверхности которого покрыты электродами 10 и 11, подключенными к электродам 7 и Ч микроканальчой пластины 6, размещенной у сеточ"ного электрода 12 с зазором, большим размера сеточной ячейки.Устройство работает следующим образом.В момент включения импульсногоисточника питания 1, напряжение источника подается на приемный 2 и сеточный 12 электроды, и через резистивные делители 3 - 5 - на электроды7, 8, 10,.11 микроканальной пластины б и диэлектрика 9. Разность потенциалов между приемным 2 и сеточным12 электродами создает электрическое 15поле, в котором оказывается размещенной микроканальная пластина 6. Полесоздает рабочую разность потенциаловмежду электродами 7 и 8,пластины Ь .имежду электродами 10 и 11 электрически эквивалентного ей слоя диэлектрика 9, Таким образом происходит включение пластины 6 и достигается однородность поля по всей ее поверхности,включая край.Исследуемое корпускулярно-волновоеизлучение проходит через сеточныйэлектрод 12, попадает на вход пластины 6, конвертируется в электронныйпоток, который усиливается в каналахпластины ь и попадает на приемный 30электрод 2,.создавая, например, картину простраственного распределения регистрируемых потоков.Размещение сеточного электрода 12у пластины 6 на расстоянии, большем 35размера сеточной ячейки, обеспечивает однородность электрического поляу приемного электрода 7 пластины 6 привысокой геометрической прозрачностисеточного электрода 12. 40Резистивные делители 3-5 обеспечивают поддержание рабочей разности потенциалов между электродами 7 и 8пластины 6 в процессе наблюдения,компенсируют отток заряда с пластины6, создаваемый потоком электронов на ф 5приемный электрод 2,Устройство обеспечивает предельномалое время переключения, определяемое, фактически, временем распространения электромагнитной волны (света) Явдоль характерного размера устройства.В частности, при диаметре микроканальной пластины 25 мм размер устройстване превышает 50 мм, характерное время пробега электромагнитной волны 55вдоль всего размера устройства оказывается равным 210 с, что более,чем в 10 раз меньше временного разрешения известного устройства.Устройство обеспечивает высокуюоднородность коэффициента усиленияразличных частей пластины, без провалов чувствительности в центре.Устройство позволяет использовать,пластины с предельнд высоким ( для обеспечения постоянного режимаработы) продольным сопротивлением электродов.В принципе, в течение времени ЬТс С ЙС пластины, устройство обеспечивает работоспособность пластин, вообще не имеющих электрОдов.Изобретение может быть использовано для создания регистраторов корпускулярно-волновых потоков, предназначенных для наблюдения объектов в режиме высокого временного разрешения в научных исследованиях. и промышленных работах, а также для .создания систем контроля качества пластин.формула изобретения1. Способ управления микроканальной пластиной путем создания импульсной разности потенциалов между ее входом и выходом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия в импульсном режиме работы, пластину помещают в однородное электрическое поле перпендикулярно его силовым линиям с ориентацией вектора напряженности от выхода пластины к ее входу,2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения временного диапазона работы плас- .тины, одновременно с размещением пластины в поле подают рабочую разность потенциалов на ее электроды,3, Устройство, управления микроканальной пластиной, содержащее приемный электрод, импульсный источник питания, один из электродов которогоподключен к приемному электроду, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в импульсном режиме работы, в него введен сеточный электрод, подключенный ко второму электроду источника питания, апластина размещена у сеточного элект,рода с зазором, большим размера сетфной ячейки и закреплена по периметрув слое диэлектрика одинаковой с нейтолщины и диэлектрической проницаемости, поверхности которого покрытыэлектродами, подключеннымн к электродам пластины.4. Устройство по п.З, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что сеточныйэлектрод, электроды пластин и приемный электрод шунтированы последовательным резистивным делителем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Ф 3777201,кл. 312-651, 19/2.2. Патент Сйй Ю 3885180,кл.313-103, 1973 1 прототип).866611 Составитель Е.ПчеловТехред А.Ач Корректор В.СиницкаяРедактор А.Шандор Заказ 8087/74 Тираж 787 Подписное ВНИИПИ Государстенного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д,4/5 Филиал ППП фПатент", г.ужгород, ул.Проектная,4