;?^союзидя
ОПЙСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союа Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 23.Х.1970 (№ 1487578/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 01.111.1973. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 15.V.1973
M. Кл. G 01п 9/24
Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Министров
СССР
УДК 533.9,07(088.8) тч".. ".дr+q
Авторы изобретения
Н. К. Жидков и Л. С. Золин
Объединенный институт ядерных исследований
Заявитель
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ СВЕРХЗВУКОВОЙ
СТРУИ ГАЗА В ВАКУУМЕ
Изобретение относится к способам измерения характеристик газового потока.
Известен способ измерения плотности струи разреженного газа, основанный на измерении интенсивности линий спектра возбуждения молекул газа пучками электронов высокой энергии.
При измерении плотности этим способом используется фотоэлектрический регистратор с оптической системой, сфокусированной на область пересече1ния пучка электронов с газовым потоком. Для измерения плотности профиля используют механическое сканирование, скорость которого мала. Механическое сканирование малоэффективно и практически невозможно без значительного технического усложнения устройства для измерения распределения плотности в нестационарных газовых потоках с импульсным режимом формирования. Так как для получения некоторой усредненной картины распределения плотности путем механического перемещения зонда необходимо многократное повторение циклов формирова ния, требуется стабилизировать условия формирования в течение длительного времени. В тех случаях когда время измерения ограничено (например, при изучении процесса формирования струи при криогенных температурах время эксперимента определяется запасом жидкого гелия), получение надежной и подробной информации при подобных методах зондирования затруднительно.
Предложенный способ основан на ионизации молекул газа под действием пучка элект5 ронов высокой энергии. Измеряемой величиной является величина тока ионов, зависящая от количества газа на пути пучка.
Сущность способа поясняется чертежом.
Локализованный сверхзвуковой газовый по10 ток в вакууме формируется с помощью сопла
Ловаля 1. Электронный луч, сформироваHHbIH в электронной пушке 2, пересекает область газового потока и улавливается цилиндром Фарадея 3. По пути электронный луч ионизует
15 молекулы газа. Положительные ионы 4 газа под действием электрического поля между пластинами 5 и б дрейфуют к собирающему эл е ктр оду — пл а сти не 5.
Плотность газа р (г/см) на пути пучка
20 электронов связана с током ионов 1; и током электронного пучка 1 соотношением: р=А+ —, 1;
1с
25 где А и  — константы, определяемые при калибровке измерительного устройства. Ток 1т электронного луча контролируется гальванометром 7 (при достаточно высокой энергии электронов ослабление потока электронов в
30 газе незначительно и ток l(практически по372478
Составитель Б. Кононов
Редактор Т. Орловская Техред Л. Богданова Корректор Л. Царькова
Заказ 1358/12 Изд. _#_o 306 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 стоянен в процессе измерения, в противном случае для его контроля необходимо использовать более быстродействующий регистратор).
Ток ионов I; регистрируют осциллографом 8.
Для получения распределения плотности по поперечному сечению газовой струи в вакууме и регистрации изменения этого распределения во времени электронный луч периодически отклоняется в плоскости, перпендикулярной оси струи, путем подачи пилообразного напряжения V на отклоняющие пластины 9. Одновременно напряжение V подается па вход У -оризонтальной развертки осциллографа 8, благодаря чему обеспечивается синхронность отклонения луча электронной пушки и луча осциллографа, т. е. однозначное соответствие координаты электронного луча и Х вЂ” координаты на экране осциллографа. Осциллограмма, получаемая в течение одного периода отклонения луча, характеризует распределение плотности газа в струе в течение соответствующего интервала времени, который может быть выбран существенно меньше времени существоваиия струи. В этом случае осциллограмма, зарегистрированная на фотопленке в течение многих периодов отклонения луча, позволяет получить серию кривых распределения плотности, содержащие информацию о пространственной и временной картине истечения сверхзвуковой струи в вакуум в течение цикла формирования струи.
10 Предмет изобретени я
Способ измерения плотности сверхзвуковой струи газа в вакууме путем зондирования струи электронным пучком, отличающийся
15 тем, что, с целью определения распределения плотности газа по сечению струи, электронный пучок сканируют в плоскости сечения струи и синхронно с помощью собирающего электрода регистрируют ионы, которые возникают при
20 ионизации газа электронным пучком, причем сигнал с собирающего электрода подают на двухкоординатный измеритель электрических сигналов, например осциллограф.
