Анализатор электронного потока

2 393 ОПИСАНИЕиЗОбРбте ниК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикрите Комитет пзобретений крыти,111,1968, Бюллетень 1 публикован ири Совете Министр СССРата опубликования описания 12 М,19 Автор зобретени. В. Рудие аявите АНАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРОННОГО ПОТОК тронной тех ние формы и ывает весьма оторых физиЦелью такого уяснение карекотором его же определего через люя пучка, перИзобретение относится к элекнике.Экспериментальное исследоваплотности электронного пучка бнеобходимо при разработкс некческих усгановок и приборов.исследования может явиться вьтины распределения пучка в нсечении или направлении, а такние величины тока, проходящебую локальную область сеченипендикулярного его оси. Одним из практических применении предлагаемого метода могут быть исследовательские и наладочные работы, проводимые при разработке мощных клистронов.В соответствии с известным способом исследования на пути исследуемого электронного пучка находится плоский подвижной экран с диафрагмирующим отверстием достаточно малого размера по сравнению с размером исследуемого сечения пучка. Часть пучка, проходящая через это отверстие, определяющее размер локальной области исследуемого сечения, попадает на расположенный за экраном коллектор, а оттуда в виде пропорционального ей электрического сигнала поступает на измерительный или регистрирующий прибор. 2Подвижной экран может быть выполненв виде двух соосно распложенных дисков,один из которых имеет радиальную щель, адругой - ряд отверстий, расположенных поспирали. Путем соответствуюш о согласованного вращения дисков получается спиральная развертка исследуемого сеченияпучка.В техническом отношении этот способ яв 0 ляется несовершенным из-за необходимостииметь в исследуемом пространстве механизмы, приводящие в движение указанные диски, а также из-за трудности осуществленияотвода выделяющегося на них тепла. Кроме5 того, сам процесс исследования по этому способу является очень медленным и требуетпоследующей графической или табличнойобработки.Предлагаемое устройство устраняет эти не 0 достатки и даст возможность исследоватьразличные сечения пучка, расположенные назначительно.: расстоянии вдоль его оси.Измерение осуществляется с помощью зонда-электрода, воспринимающего часть иссле 5 дуемого электронного пучка, который расположен непосредственно в исследуемом пространстве этого пучка и имеет возможностьперемещаться в этом пространстве по любомузаданному направлению, выполняя таким об 0 разом функцию зонда-датчика,В зависимости от,конкретных условий исследования и параметров пучка, зонд-электрод может быть выполнен в виде сферического или цилиндрического ела сплошногоили полого (цилиндра Фарадея), открытогоили защищенного экраном с диафрагмирующим отверстием (фиг, 2),Поступающие с зонд-электрода через экранированный ввод электрические сигналы,пропорциональные величине индицируемойчасти исследуемого пучка, управляют яркостью следящего электронного луча, воспроизводящего на экране осциллографа в определенном масштабе траекторию движениявоспринимающей или диафрагмирующей части зонд-электрода в исследуемом сечениипучка, обеспечивая таким образом возможность визуального наблюдения топографической картины распределения пучка в этом сечении.Процесс исследования состоит в последовательном обходе зондом-датчиком азимутальных сечений исследуемого пучка по круговым орбитам замкнутой плоской ступенчато-круговой спирали.Измерение распределения тока в радиальном направлении того или иного азимутального сечения исследуемого пучка осуществляется путем перемещения в этом направлении зонда-датчика и соответствующей этомуперемещению линейной развертке электронного луча осциллографа.Движение зонда-датчика в исследуемомаространстве по той или иной заданной траектории, в частности по круговым орбитамзамкнутой ступенчато-круговой спирали, осуществляется посредством пространственно-координатного механизма, изображенного начертеже. Механизм выполнен в виде рапирообразного стержня 2 с укрепленным на егоконце коллектором 1; при этом рапирообразный стержень посредством подвижного сферического подшипника 8 укреплен в консольнойчасти выдвижной трубки 4 телескопическогомеханизма, расположенного,по оси Л, совпадающей с направлением исследуемого электронного пучка 5. Исследуемое пространствоограничено стенками коллектора клистрона 6.Верхний конец рапирообразного стержня посредством сферического 7 и цилиндрического8 шарниров и двух соединительных планок 9кинематически связан с ведущим валиком 10,расположенным на координатной оси У и обладающим возможностью вращательного иосевого движения,Такая кинематическая схема обеспечиваетпространственное перемещение конца рапирообразного стержня с укрепленным на немзондом-датчиком в слециальной координатной системе У; р; О, при этом линейное перемещение зонда по координате У осуществляется телескопическим перемещением вдольоси Л опорного сферического подшипника 3,угловое перемещение по координате р - вращением ведущего валика 10, а угловое пере 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 мещение по координате О осевым движением того же валика. В результате осевого движения ведущего валика изменяется угол наклова рапирообраэного стержня 2 относительно оси Л,Кроме перечисленных элементов на кинематической схеме показаны два микрометрических механизма 11 и 12 и цилиндрический штурвал И, служащие для плавного изменения координат зонда-датчика.Герметизация вакуумного ввода рапирообразного стержня осуществлена посредством сильфона 14, герметично закрепленного одним концом на бортике 15 рапирообразного стержня, а другим на фланце цилиндрического стакана 1 б, который служит корйусом всего устройства орбитального зонда и герметично установлен на коллекторе клистрона. Электрическим вводом служит проводник 17, заключенный (с применением керамической и стеклянной изоляции) в экранирующую трубку 18, выполненную в виде цилиндрической спирали, и изолятор 19.Поступающие с орбитального зонда зонд- сигналы, пропорциональные величине тока, индуцируемого через ту или иную локальную область исследуемого сечения пучка, могут быть зарегистрированы или измерены различными способами. В частности, для визуального наблюдения топографии исследуемого пучка зонд-сигналы, поступающие в виде отрицательных импульсов на вход импульсного усилителя, с выхода этого усилителя в виде положительных импульсов подают на управляющий электрод трубки осциллографа, которая до этого была почти полностью заперта, отпирают последнюю, пропуская на ее экран электронный луч в течение времени, соответствующего длительности зонд-сигнала.При этом развертка на экране трубки следящего электронного луча осуществляется путем подачи на ее отклоняющие пластины, сдвинутых на 90, синхронных синусоидальных напряжений, меняющих соответствующим образом масштаб синусоиды на каждый период в моменты перехода орбитального зонда с орбиты на орбиту.При условии соответствующего послесвечения трубки на ее экране будетизображение слабого следа электронного луча, описываю. щего в определенном масштабе траекторию движения орбитального зонда в исследуемом азимутальном сечении электронного пучка, т. е, замкнутой ступенчато-круговой спирали, При этом в определенных участках изображения ступенчато-круговой спирали, соответствующих моментам, подачи на трубку отпирающих ее импульсов, будут появляться яркие метки и, если зонд-сигналы синхронизированы определенным образом с импульсами ускоряющего напряжения клистрона, эти метки расположатся по радиальным направлениям экрана в виде светящихся дорожек, определяющих область существования пучка в исследуемом сечении, 213930Измерения тока, протекающего через ту или иную локальную область исследуемого сечения пучка, можно осуществить, например, путем подачи зонд-сигнала интересующей нас локальной области непосредственно на вход импульсного осциллографа. Для этого зонд-датчик должен быть зафиксирован в определенном положении.Таким же образом можно одновременно измерить токи, протекающие через ряд локальных областей исследуемого сечения пучка, расположенных по любому радиальному направлению этого сечения, если сообщить зонд-датчику возвратно-поступательное движение в том или ином из указанных радиальных направлений,Предмет изобретения1. Анализатор электронного потока с применением электрдда-коллектора и внешнего регистрирующего прибора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения вакуумного объема и исключения необходимости размещения в этом объеме механизма развертки исследуемого электронного потока, электрод- коллектор укреплен на внутреннем конце подвижного органа, выполненного в виде трехавенного шарнирно рычажного механизма, основное звено которого посредством сферической опоры закреплено на подвижной телескопической трубке, а его внешний конец посредством пространственного шарнира, свободного промежуточного звена и плоского шарнира связан с ведущим звеном, установленным в подвижных опорах, закрепленных на той же телескопической трубке так, что это звено имеет возможность осевого и вращательного движения.2. Анализатор по п, 1, отличающийся тем, что он содержит внешний привод, который имеет дифференциальный, редуктор и кулачковый механизм, кинематически связанные между собой и с ведущим звеном шарнирно- рычажного механизма, и внешний регистрирующий .прибор, содержащий электроннолучевую трубку, на экране которой в заданном4 О 45 экранирующую спиральную трубку, помещенную в вакуумном объеме.8. Анализатор по пп, 1 и 5, отличающийся тем, что корпус всего устройства имеет цилиндрическую форму и может телескопически перемещаться в дополнительном корпусе, герметично с ним сопряженном и имеющем фланец для присоединения к нему средств вакуумной откачки,масштабе воспроизводится траектория движения электрода-коллектора в всследуемом поперечном сечении электронного потока,имеющая форму замкнутой ступенчато-круговой спирали, в определенных точках которойотображаются яркие метки, соответствующие месту и плотности регистрируемой частиэлектронного потока.3. Анализатор по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что во внешнем приводе имеется переключающее устройство, позволяющее зафиксировать положение электрода-коллектора влюбом месте исследуемой области электронного потока или сообщить электроду-коллектору возвратно-поступательное движение полюбому радиальному направлению поперечного сечения этого потока,4. Анализатор по п. 1, отличающийся тем,что электрод-коллектор имеет форму тела вра 20 щения, открытого или закрытого экраном сдиафрагмирующим отверстием.5. Анализатор по и. 1, отличающийся тем,что один конец сильфонного вакуумного ввода герметично закреплен на корпусе всего25 устройства, а другой его конец также герметично закреплен на основном звене шарнирнорычажного механизма, между внутренним концом и сферической опорой основного звена.6, Анализатор по пп. 1 и 5, отличающийсятем, что внутренняя поверхность сильфона вакуумного ввода н вневакуумная часть основного звена шарнирно-рычажного механизма связаны с охладителем.7. Анализатор по пп. 1 и 5, отличающийсятем, что электрод-коллектор связан с внешним регистрирующим прибором посредством электрического проводника, заключенного в, Н. Шибае хр те аз 1394 ИИПИ В, Богдано