Устройство для стабилизации тепловой мощности при электроннолучевом нагреве катода электронного прибора

 

\"

: 3

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Сфцкалксткческкн

Республик

< 1752263 (61) gl,îïîëíèòåëüíîå к авт. свид-ву(22) Заявлено 04,07.78 (2l ) 2640063/18-24 (51 ) М. Кл.

5 05Ý 23/19 с присоединением заявки М

Гееударстввнный комитет (23) Приоритет

Ао делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень ¹ 28

Дата опублмкованкя описания 02.08.80 (53) УДК 621 555..6(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. М. Маилов, М. М. Карпенко и А. В. Гуричев (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОЙ МОКНОСТИ

ПРИ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОМ НАГРЕВЕ КАТОДА ЭЛЕКТРОННОГО

ПРИБОРА

Изобретение относится к автоматическому регулированию тепловых процессов и может быть использовано, в частности, для стабилизации тепловой мощности, подводимой излучением к катоду электронно-. го прнбора, например термоэмисснонного преобразователя (ТЭП), lIpH косвенном электронагреве.

При теплофизнческнх н энергетических исследованиях электронных приборов важ ;но знать электрические характеристики, снятые при постоянной тепловой мощности, подводимой к катоду, Этот режим ис попьзуют при определении тепловых потерь (излучения, теплопроводности межэлектродного зазора, электронного охлаж дения и т. д.).

Известны устройства электронагрева катода электронного прибора, например катода ТЭП, электронной бомбардировкой, в которых постоянство подводнмой a asтоду тепловой мощности обеспжнвается

2 путем стабилизации электрической мощности нагревателя (1) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для стабилизации тепловой мощности, содержащее датчик электрической мощности нагревателя и последовательно соединенные задатчнк, элемент сравнения, усилитель и исполнительный элемент (2) .

Стабплнзацпя электрической мощности ю нагревателя обеспечивает автоматическую компенсацию влияния всех возмущающих факторов, действующих только в цепи электропнтания (колебания напряжения пита15 в пня. изменение сопротивления нагревателя), Однако не вся тепловая мощность, выделяемая нагревателем, идет на нагрев катода « только часть ее (Q ><.) передается излучением на катод, а дру гая часть (9по ) нензбежно попадает на элементы конструкции. Поэтому указанные составляющие (Ц„, и @ от ) по отдельности остаются неконтролируемыми.

7522 нагревателя в " этого случая

Энер гет ически и бала нс стационарном режиме для равен Я

14ЬЛ пот где P — электрическая мощность, подводимая к нагревателю. Стабилизация P обеспечивает постоянство только суммарной тепловой мощности ups + Qnor . TaK как кроме действую10 щих В цепи нагревателя имеются и другие возмущающие факторы (электронное охлаждение эмиттера, изменение термического сопротивления охлаждающего контура анода и т. д.), нарушающие температурный режим катода, происходит измене15 ние соотношения между составляющими

8 и Яп . В результате нарушается режим постоянства тепловой мощности, подводимой непосредственно к катоду.

13ель предлагаемого изобретения — повышение точности устройства стабилизации тепловой мощности, подводимой к катоду электронного прибора (ТЭП), при нагреве излучением с электронагревателя.

Поставленная цель достигается тем, Ф что устройство содержит сумматор, генератор разнополярных импульсов, разделительные элементы и цепочки из последовательно соединенных датчиков тока и

30 функциональных преобразователей, выходы которых подключены ко входам сумматора, выходом связанного с одним из входов элемента сравнения, причем датчики тока через соответствующие разделительные

35 элементы и генератор раэнополярных импульсов подключены к промежутку нагреватель-катод электронного прибора.

При этом величины амплитуд импульсов напряжения обеих полярностей, генерируемых генератором раэнополярных импульсов ° и прикладываемых к промежутку нагреватель-катод, устанавливаются такими, что» бы в диапазоне рабочих температур катода значения токов эмиссии с нагревателя на катод и с катода на нагреватель соответствовали токам насыщения. Тогда значения этих токов будут пропорциональны соответственно температуре нагревателя Тч и катода T . длительность и скважность указанИ 50 ных импульсов выбирается из условия, чтобы не допустить дополнительного подогрева катода и нагревателя потоком электронов.

С введением перечисленных выше элементов регулирование выполняется не только по отклонению электрической мощности нагревателя, но и по отклонению. тепловой мощности, подводимой к катоду, так как выходной сигнал сумматора, введенный в

63 4 основной контур регулирования как дополнительный сигнал обратной связи, пропорционален мощности.

Справедливость такого утверждения подтверждается выражением где К вЂ” коэффициент, определяемый эффективной степенью черноты системы нагреватель-катод, постоянной Стефена-Больцмана и площадью нагревателя.

Сохранение в устройстве контура регулирования по отклонению электрической мощности {oñíîâíîão сигнала обратной связи) обеспечивает локализацию возмущений, действующих в цепи электропитания нагревателя, и, таким образом, повышает качество регулирования всей системы.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, включающего генератор 1 разнополярных импульсов, разделительные электроды (диоды) 2 и 3, датчики 4 и 5 тока, функциональные преобразователи 6 и 7, сумматор 8, задатчик

9 и датчик 10 электрической мощности, элемент 1 1 сравнения, усилитель 12 и исполнительный элемент 13, нагреватель

14 и катод 15 электронного прибора.

Устройство работает следующим образом.

В начале нагрева, когда температуры

Т и Т относительно низкие, сигнал на выходе сумматора 8 отсутствует и в системе регулирования действует только основной сигнал обратной связи, пропорциональный электрической мощности нагревателя, который поступает на первый вход элемента 11 сравнения с выхода датчика 10 и сравнивается с сигналом задатчика 9, разностный сигнал усиливается усилителем 12 и поступает на исполнительный элемент 13. Когда температуры нагревателя и катода достигают значений, достаточных для начала электронной эмиссии с их поверхностей, с помощью генератора 1 разнополярных импульсов создаются токи эмиссии с нагревателя 14 на катод 15 и с катода на на греватель, которые после диодов

2 и 3 измеряются с помощью датчиков

4 и 5. Выходные сигналы первого и второго датчика, пропорциональные соответственно Т и Т, поступают соответственно на первый и второй функциональные преобразователи 6 и 7. Электрические сигналы с последних, пропорциональ.

5 75 ные Тн и Т, суммируются суммато4 4 ром 8, с выхода которого сигнал, пропорциональный тепловой мощности излучения с нагревателя как дополнительный сигнал обратной связи, поступает на второй вход элемента 11 сравнения. Здесь основной (с выхода датчика 10) и до-. полнительный (с выхода сумматора 8) сигналы обратной связи сравниваются с сигналом задачика 9., разностный сигнал усиливается усилителем 12 и поступает на исполнительный элемент 13.

Таким образом, в предлагаемом устройстве отрабатываются все виды возмущений, действующие как в цепи питания нагревателя, так -и непосредственно на подводимую к катоду тепловую мощность, вследствие чего повышается точность поддержания последней. При этом не нарушается целостность конструкции исследуемого объекта (электронного прибора), отсутствуют контактные датчики контроля температур, так как контроль последних производится по токам эмиссии.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации тепповой мощности при электроннолучевом нагреве

2263 6 катода электронного прибора, содержащее включенный в цепь нагревателя датчик и задатчик электрической мощности, выходы которых подключены ко входам элемента

5 сравнения, к выходу которого подключен усилитель, выходом связанный с управляющим входом включенного в цепь нагревателя исполнительного элемента, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

1О повышения точности устройства, оно содержит сумматор, генератор разнополярных импульсов, разделительные элементы и цепочки из последовательно соединенных датчиков тока и функциональных преобра 5 зователей, выходы которых подключены ко входам сумматора, выходом связанного с одним из входов элемента сравнения, причем датчики тока через соответствующие разделительные элементы и reg0 нератор разнополярных импульсов подключены к промежутку нагреватель-катод электронного прибора, Источники информации, 2s принятые во внимание при экспертизе

1. ПТЭ, 1975, 34 6, с. 162.

2. ПТЭ, 1974, М 4, с. 30 (прототип).

4741/5 исное

Филиал, ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4