Устройство для измерения плотности плазмы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

2I3205

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.Х1.1966 (№ 1115037/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Кл. 21g, 18/10

МПК Н 05g

Комитет по делам иеобретеиий и открытий при Сонете Илиистрое

СССР

Опубликовано 12.ill.1968. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 4.Ч1.1968

УДК 533.9.08(088.8) Автор изобретения

А. М. Трохан

Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПЛАЗМЫ

Изобретение относится к измерительным приборам в области газодинамики и физики ллазмы и может быть использовано для измерения полей,плотности:в газовых и плазменных средах, быстро меняющихся во времени.

Известное устройство для измерения плотности плазмы содержит электронную пушку, рентгеновский коллиматор, сцинтиллятор, фотоумножитель и регистрирующий прибор.

Однако это устройство не позволяет осуществлять быстрое измерение полей плотности в плазменных и газовых средах, резко меняющих свои параметры в течение времени, что делает невозможным его,применение для исследования полей плотности в таких средах, как плазма искровых и дуговых разрядов, ударных волн. Предлагаемое устройство отличается or известного тем, что в нем применен многощелевой коллиматор с параллельными или сходящимися щелями, за которыми установлены люминеоцентный экран и объектив, проектирующий его изображение на фотокатод диссектора. Выход диссектора соединен с осциллографом, используемым в качестве регистрирующего прибора.

iHa чертеже схематически изображено описываемое устройство.

Оно состоит из электронной пушки 1, испускающей пучок 2 электронов в исследуемую плазменную среду 3, многощелевого рент геновского коллиматора 4 с параллельными или исходящимися щелями, фольги 5, непрозрачной для видимых лучей, и люминесцентного экрана 6. За ним расположены объектив

7 и диссектор 8, Развертывающие .пластины диссектора соединены с генератором 9 развертки, а выход — через корректирующее устройство 10 — с осциллографом 11. Корректирующее устройство соединено с:блоком,поправок 12, состоящим из электроннолучевой трубки 13, компенсирующей полупрозрачной пластинки 14, объектива 15 и фотоумножителя 15. Одна пара отклоняющих пластин электроннолучевой трубки 13 соединена,с генератором развертки 9, а другая — с электронным коммутатором 17, который подключен к электронной пушке и коллектору 18.

Устройство работает следующим образом.

Электронная пушка 1 испускает пучок 2 электронов, который, проходя сквозь исследуемую плазменную среду 3, вызывает появление тормозного рентгеновского излучения. Интенсивность такого излучения, испускаемого объемом газа или плазмы, облучаемым быстрыми электронами, пропорциональна плотности плазмы в этом объеме при одинаковом режиме облучения. Распределение интенсив30 ности рентгеновского излучения, испускаемо213205 го областями исследуемой среды 8, расположенными вдоль пучка 2, соответствуют распределепию плотности в этом сечении.

Таким .образом, количество рентгеновского излучения, проходящего в единицу времени через каждую щель коллиматора, пропорционально местной плогности газа или плазмы в области, расположенной против этой щели.

Пройдя сквозь защитную фольгу 5, рентгеновское излучение попадает на люминесцент ный экран б и вызывает его свечение. Изображение экрана с помощью объектива / проектируется на фотокатод диссектора 8. Пилообразное напряжение, подаваемое с генератора 9 на отклоняющие, пластины диссектора, осуществляет сканирование изображения. Ток на выходе диссектора в любой момент развертки пропорционален плотности газа в о бласти, расположенной против соответствующей щели коллиматора. Линейность этой зависимости может быть нарушена погрешностями в изготовлении коллиматора 4, неоднородностью люминесцентного экрана 6 и фотокатода диссектора 8, а также ослаблением пучка электронов плазмой, Для устранения нелинейности, которая может возникнуть по этим причинам, сигнал с диссектора

8 подается на осциллограф 11 через корректирующее устройство 10, которое управляется блоком поправок.

Последний работает следующим образом.

При тарировочном запуске устройства пучок электронов выпускается в среду с постоянной плотностью, перед экраном электроннолучевой трубки 18 устанавливается фотопластинка 14, а модулятор яркости трубки 18 соединяется с выходом диссектора 8. При синхронной развертке диссектора 8 и электроннолучевой трубки 18 одним пилообразным напряжением от генератора 9 почернение фотопластинки 14 в каждой точке вдоль развертки луча оказывается пропорциональным коэффициенту передачи системы в соответствующий момент времени развертки. Экспонирование осуществляется в линейной области денситометрической кривой данной фотопластинки.

Проявленная пластинка устанавливается па прежнее место. Электроннолучевая трубка переводится в режим постоянной яркости пятна. Прн этом фотоумножитель 1б в любой

50 момент времени развертки оказывается обратно пропорциональным коэффициенту передачи системы. Этот сигнал поступает на корректирующее устройство 10, где перемножается с сигналом от диссектора, чем и обеспечивается линейность преобразования в любой момент сканирования поля плотности.

Поскольку указанные нелинейности различны при различных начальных энергиях пучка и при различном полном ослаблении пучка, описываемое устройство, предусматривает возможность многодорожечной записи корректирующих поправок па одной и той же компенсирующей пластинке путем отклонения луча электроннолучевой трубки с помощью второй пары отклоняющих пластин, соединенных с электронным коммутатором, который управляется ускоряющим напряжением, пушки и током коллектора 18.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения плотности плазмы, содержащее электронную пушку, сосуд для плазмы, коллектор, рентгеновский коллиматор, сцинтиллятор и регистрирующий ,прибор, отличаюи ееся тем, что, с целью регистрации быстро протекающих, процессов, коллиматор выполнен многощелевым с параллельными или сходящимися щелями, ориентированными на исследуемую часть плазмы, за коллпматором установлены люминесцентный экран и объектив, проектирующий изображение на фотокатод диссектора, который соединен с генератором развертки и осциллографом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что. с целью уменьшения ошибки измерений, возникающей из-за нелинейных эффектов и иестабильности тока электронов, между диссектором и осциллографом установлен коррек >-рующий блок, соединенный с блоком поправок, состоящим из электроннолучевой трубки с установленными перед ее экраном комленсирующей пластиной, объективом и фотоумножителем, причем одна пара отклоняющих пластин электроннолучевой трубки подключена к генератору развертки, а другая — к электронному коммутатору, который соединен с электронной пушкой и коллектором.

Составитель Б. П. Кононов

Редактор Н. А. Джарагетти Техред Л. К. Малова Корректоры: И. Л. Кириллова и А. П. Татаринцева

Заказ 1389/20 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2