Способ изготовления магнитной периодической фокусирующей системы

 

Изобретение может быть использовано, в частности, при изготовлении магнитной периодической фокусирующей системы, формирующей потоки заряженных частиц в электронных приборах, предназначенных: для работы в широком диапазоне температур. Цель - повышение термостабильности магнитной периодической фокусирующей системы (МПФС) и выхода годных - достигается тем, что повторяющиеся циклы коррекции чередуют с термоостариванием. В качестве значения амплитуд магнитного поля используют значения амплитуд магнитного поля в ячейках после предыдущего термоостаривания. Способ позволяет получить дополнительный эффект, заключающийся в исключении необходимости предварительной настройки МПФС, в сокращении числа циклов настройки, исключении необходимости подбора и замены термоостаренных магнитов, увеличении процента выхода годных магнитов на 5 - 10%.

Способ относится к электротехнике, в частности к способам изготовления магнитных периодических фокусирующих систем (МПФС), формирующих потоки заряженных частиц в электронных приборах, предназначенных для работы в широком диапазоне температур. Способ является усовершенствованием известного способа изготовления МПФС по авт.св. N 1333130. Цель изобретения - повышение термостабильности магнитной периодической фокусирующей системы и выхода годных. Сущность способа состоит в следующем. I. Моделирование МПФС. 1а. Формирование исходной матрицы А^-_o¹. Измеряют напряженность поля в центрах ячеек МПФС Н_ij (i,j = 1,2,...,n), создаваемых пробным магнитом, имеющим амплитуду поля в центре Н_о. Вычисляют коэффициенты (a_ij) = (i,j=1,2,...,n) и формируют в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) ЭВМ матрицу А_о = {a_ij}_o. Транспортируют и обращают с помощью ЭВМ матрицу А_о: A_o__→ A^-_o¹, где A_o^-1 = {a_ij^-1}, где а_ij^-1 - элементы исходной матрицы ij = 1,2,...,n, причем выполняется соотношение (a^-1_ij)_к= (a^-1_ij), (1) где d_i= , d_j= 1б. Основной цикл моделирования. Подставляя элементы исходной матрицы А_о^-1 в соотношение (2), (1) (H_i)_o= aH_j (2) и решая его с помощью ЭВМ, определяют значения амплитуд поля стабилизации каждого магнита (Н_i)_o, i = 1,2,...,n. Устанавливая поочередно магниты вместе со своими полюсными наконечниками в устройство магнитной обработки, стабилизируют магниты до расчетного значения поля, затем собирают МПФС, устанавливая каждый магнит в ячейку из своих полюсных наконечников и другой арматуры (далее собирают МПФС), измеряют амплитуды поля (Н_ai)_o, i = 1,2,...,n в каждой ячейке МПФС и определяют погрешность настройки МПФС по наибольшему значению относительных отклонений поля в ячейках ее от требуемых значений S_o = макс |δ Н_ai|_o, i = 1,2,...,n. 1в. Повторные циклы идентификации. Модифицируют матрицу А_о^-1 по соотношению (1), получают матрицу А^-1 {a_ij^-1}, определяют из соотношения (2) значения амплитуд поля H=aH_j стабилизации каждого магнита. Извлекают магниты из системы вместе со своими полюсными наконечниками, поочередно устанавливают их в устройство магнитной обработки, стабилизируют магниты на расчетных значениях амплитуд поля (Н_i), i = 1,2,...,n, собирают МПФС, измеряют амплитуды поля |Н_ai|, в каждой ячейке МПФС, определяют погрешность настройки МПФС S₁ = макс |δ H_ai|₁, где i = 1,2,...,n. Затем проверяют выполнение критерия |S_o - S₁| < δ_Σ , где δ_Σ - оценка случайной составляющей суммарной относительной погрешности средств измерений поля в ячейках МПФС и в магнитах. Если |S_o - S₁| > δ_Σ , то повторяют цикл идентификации в описанной последовательности, начиная с модификации матрицы по соотношению (i). Если |S_o - S₁| < δ_Σ , то повторение циклов идентификации прекращают. Если критерий |S_k-1 - S_k| < δ_Σ выполнен в цикле с номером К, то полученную в нем матрицу А_k^-1 считают полностью идентифицированной для МПФС данного типа, магнитов, требуемых значений амплитуд поля. Полностью идентифицированную матрицу, обозначаемую А_u^-1, используют в дальнейшем при изготовлении МПФС. Для этого матрицу A_u^-1 выводят из ОЗУ ЭВМ на магнитный диск или перфоленту. На этом моделирование МПФС заканчивают. Перед изготовлением идентичных МПФС вводят в ОЗУ ЭВМ с носителя матрицу A_u^-1 и требуемые значения амплитуд поля H_j в ячейках. II. Изготовление МПФС. 2а. Основной цикл изготовления. Подставляя элементы полностью идентифицированной матрицы A_u^-1 = {a_ij^-1} в соотношение (2) (H_i)_o= Σ aH_j и решая его с помощью ЭВМ, определяют значения амплитуд поля стабилизации магнитов (Н_i)_o, i = 1,2,...,n. Устанавливая поочередно магниты вместе со своими полюсными наконечниками в устройство магнитной обработки, стабилизируют магниты до расчетных значений поля (H_i)_o, собирают системы, измеряют поле (Н_i)_o, i = 1,2,...,n в каждой ячейке МПФС и определяют погрешность настройки МПФС по наибольшему значению относительных отклонений поля в ячейках от требуемых значений S_o= макс|δН_аi|_o, i = 1,2,...,n. 2б. Термоостаривание. Термообрабатывают МПФС при температуре термоостаривания, доводят температуру МПФС до нормальной. 2в. I-й цикл коррекции: измеряют амплитуды поля (Н_ai), в каждой ячейке термоостаренной МПФС, определяют погрешность настройки S₁ = макс |δ H_ai|₁, проверяют выполнение соответствующего критерия в зависимости от цели настройки
|S_o - S₁| < δ_Σ - с целью определения минимума погрешности настройки;
|S₁ | ≅ S_з - с целью определения заданной погрешности настройки (S_з). Если критерий не выполняется, то модифицируют матрицу A_u^-1 исходя из соотношения (1) и используют коэффициенты d_i, d_j, где в качестве значений напряженности амплитуд поля в ячейках i и j соответственно, подставляют значения (Н_a)_ij, полученные в этих ячейках после первого термоостаривания системы. Получают матрицу А_i^-1. Рассчитываются первые упрежденные значения полей стабилизации каждого магнита по соотношению (2) (H_i)₁, i = 1,2,...,n устанавливают каждый магнит со своими полюсными наконечниками в устройство магнитной обработки, стабилизируют магниты на первых упрежденных значениях амплитуд поля (H_i)₁; собирают систему, устанавливая каждый магнит в ячейку из своих полюсных наконечников, экранов и т. д. Затем проводят повторное термоостаривание МПФС, как в п. 2б, и второй цикл коррекции, как в п.1в, причем в последнем проверяют выполнение критерия |S₁ - S₂| < δ_Σ (с целью S_мин) или | S₂| ≅ S (с целью S_з). Если критерий не выполняется, то продолжают указанный цикл и его чередование с термостариванием МПФС до тех пор, пока в зависимости от цели настройки (S_мин или S_з) в одном из циклов в процессе контроля не будет выполнен соответствующий критерий |S_k| ≅ S_з или |S_k-1 - S_k|< δ_Σ . На этом цикле К чередование прекращают. П р и м е р. Экспериментальное исследование способа осуществлялось с управлением от ЭВМ (Электроника-60 М). Исследование проведено на испытательном посту, на котором производится стабилизация магнитов на расчетном уровне поля, измерение амплитуд поля в ячейках МПФС, а также моделирование системы. Термоостаривание МПФС из современных высококоэрцитивных материалов производилось при 200^оС в специальной термокамере в течение 2 ч с выдержкой при нормальной температуре 1 ч. В исследованиях использована серийная МПФС с числом ячеек n = 27. Заданные значения амплитуд поля в ячейках: В_а1 = 115 мТл; В_а2 = -210 мТл; В_а3 = 160 мТл; В_а4 - В_а26 = ± 210 мТл и В_а27 = 140 мЛт. Проверена возможность настройки термоостаренных МПФС способом повторения чередующихся операций термоостаривания, цикла идентификации матрицы-модели управления, термоостаривания. Предельное значение амплитудного разброса настроенных термоостаренных МПФС не превышало ±1% от заданных значений, продолжительность цикла коррекции - около 35 мин, общее число повторных чередующихся операций не превышало 3-4 шт. По сравнению с традиционными способами, используемыми в производстве, предлагаемый способ позволяет получить дополнительный эффект, заключающийся в исключении необходимости предварительной настройки МПФС, в сокращении числа циклов настройки (на 1-2 цикла), исключении необходимости подбора и замены термоостаренных магнитов, увеличении процента выхода годных магнитов на 5-10%.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТНОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ФОКУСИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ по авт. св. N 1333130, отличающийся тем, что, с целью повышения термостабильности магнитной периодической фокусирующей системы и выхода годных, повторяющиеся циклы коррекции чередуют с термоостариванием, причем в качестве значения амплитуд магнитного поля H_ai и H_aj для расчета коэффициентов d_i и d_j используют значения амплитуд магнитного поля в ячейках после предыдущего термоостаривания.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---