×
27.11.2014
216.013.0b03

Результат интеллектуальной деятельности: УСКОРИТЕЛЬ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Ускоритель высокоскоростных твердых частиц содержит инжектор, индукционные датчики, усилители, линейный ускоритель, источник фиксированного высокого напряжения, цилиндрические электроды, селектор скоростей, селектор удельных зарядов, камеру высокого давления, блок формирования девиации частоты, высокочастотный конвертор, повышающий импульсный трансформатор и мишень. Технический результат - повышение скоростей частиц и надежности работы ускорителя. 1 ил.
Основные результаты: Ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий инжектор, индукционные датчики, усилители, линейный ускоритель, источник фиксированного высокого напряжения, цилиндрические электроды, селектор скоростей, селектор удельных зарядов, мишень, и отличающийся тем, что дополнительно установлена диэлектрическая камера высокого давления, наполненная гексафторидом серы, в которой соосно ей установлены цилиндрические электроды, введены блок формирования девиации частоты, высокочастотный конвертор, повышающий импульсный трансформатор, входы блока формирования девиации частоты соединены с выходами селектора скоростей и селектора удельных зарядов, выход блока формирования девиации частоты подключен к управляющему входу высокочастотного конвертора, в плечи которого включена первичная обмотка повышающего импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к цилиндрическим электродам.

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц.

Известен ускоритель высокоскоростных твердых частиц, основанный на ускоряющей системе Слоуна-Лоуренса, состоящий из инжектора, линейного ускорителя, генератора Ван-де-Граафа, цилиндрических электродов, каждый последующий из которых имеет больший по сравнению с предыдущим продольный размер, генератора высоковольтного синусоидального напряжения постоянной частоты и мишени (D.B. Becker, J.F. Friichtenicht. Measurement and interpretation of the luminous efficiencies of iron and copper simulated micrometeors. / Nuclear science, 1965, №6).

Наиболее близким является линейный ускоритель для моделирования микрометеоритов, состоящий из инжектора, индукционных датчиков, усилителей, линейного ускорителя, источника фиксированного высокого напряжения, цилиндрических электродов, селектора скоростей, селектора удельных зарядов, генератора изменяемых во времени частоты и длительности импульсов в пачке, блока сопряжения, электронно-вычислительной машины, усилителя пачки импульсов переменной длительности, каскадного генератора и мишени (Патент RU №2205525, МПК Н05Н 5/00, бюл. №15, опубл. 27.05.2003)

Однако он обладает рядом недостатков:

- Сложная и не надежная схема электродинамической части ускорителя.

- Невозможность повысить напряжение ускоряющей секции электродинамического ускорителя, из-за конструктивных особенностей и ограничений, наложенных на ключевые элементы усилителя пачки импульсов.

- Недостаточная конечная скорость пылевых частиц.

Поставлена задача разработать ускоритель, свободный от указанных недостатков, при сохранении широкого диапазона ускоряемых частиц.

Поставленная задача решается тем, что в ускорителе, содержащем инжектор, индукционные датчики, усилители, линейный ускоритель, источник фиксированного высокого напряжения, цилиндрические электроды, селектор скоростей, селектор удельных зарядов, мишень, согласно изобретению добавлена камера высокого давления, наполненная гексафторидом серы, в пространстве которой установлены цилиндрические электроды, а вакуумный ускорительный тракт, по которому с ускорением движутся частицы, отделен диэлектрической стенкой камеры, введены блок формирования девиации частоты, высокочастотный конвертор, повышающий импульсный трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выходом высокочастотного конвертора, управляющий вход которого подключен к блоку формирования девиации частоты, вторичная обмотка повышающего импульсного трансформатора соединена с цилиндрическими электродами.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид ускорителя совместно с обслуживающей аппаратурой.

Устройство содержит инжектор 1, индукционные датчики 2, усилители 3, линейный ускоритель 4, источник фиксированного высокого напряжения 5, цилиндрические электроды 6, селектор скоростей 7, селектор удельных зарядов 8, блок формирования девиации частоты 9, блок сопряжения 10, электронно-вычислительную машину 11, высокочастотный конвертор 12, повышающий импульсный трансформатор 13, мишень 14, камеру высокого давления 15. Каждый из индукционных датчиков 2 соединен с входом соответствующего усилителя 3, выход первого усилителя 3 соединен с первым входом селектора удельных зарядов 8, выход второго усилителя 3 соединен с входом селектора скоростей 7 и вторым входом селектора удельных зарядов 8, выход селектора скоростей 7 и выход селектора удельных зарядов 8 соединены с входами блока формирования девиации частоты 9, выход блока девиации частоты 9 соединен с управляющим входом высокочастотного конвертора 12, выходы которого соединены с первичной обмоткой повышающего импульсного трансформатора 13, вторичная обмотка повышающего импульсного трансформатора соединена с цилиндрическими электродами 6, расположенными в камере высокого давления 15, выход третьего усилителя 3 соединен с входом блока сопряжения 10, который соединен с электронно-вычислительной машиной 11 и блоком формирования девиации частоты 9.

Устройство работает следующим образом. Инжектор 1 генерирует заряженные частицы в заданном диапазоне масс с частотой порядка 1 Гц. Заряженная частица последовательно проходит первый индукционный датчик 2, линейный ускоритель 4, второй индукционный датчик 2, цилиндрические электроды 6, расположенные в камере высокого давления, третий индукционный датчик 2 и попадает на мишень 14. Первая пара индукционных датчиков 2 и линейный ускоритель 4 предназначены для определения параметров частицы (удельного заряда Q/m и начальной скорости V0). Пролетая внутри индукционного датчика, частица наводит на него потенциал обратного заряду частице знаку. Так как датчик изготовлен из металла, то его поверхность эквипотенциальна, а значит, не имеет значения, с какой части снимать напряжение. По поступающим с индукционных датчиков сигналам, селектор скоростей 7 и селектор удельных зарядов 8 формируют на своих выходах цифровой код начальной скорости частицы и код ее удельного заряда. В селекторе скоростей 7 измеряются временные интервалы пролета частицей центров датчиков для первого и второго индукционных датчиков 2. Измеренные временные интервалы прямо пропорциональны скорости движения частицы. Пройдя через линейный ускоритель 4, частица получает приращение скорости. Аналогично первому датчику работает второй. По цифровым данным полученных с селектора скоростей 7 и селектора удельного заряда 8 блок формирователя девиации частоты 9 генерирует в течение непродолжительного промежутка времени управляющий сигнал с увеличивающейся во времени частотой, этот сигнал напрямую управляет силовыми каскадами высокочастотного конвертора 12, в плечи которого включена первичная обмотка повышающего импульсного трансформатора 13. На вторичной обмотке трансформатора генерируется высокое напряжение, близкое по форме к управляющему сигналу блока формирователя девиации частоты 9 и той же частоты. Уровень полученного импульсного напряжения может быть любым и ограничивается только напряжением пробоя между цилиндрическими электродами 6, для повышения пробойного напряжения цилиндрические электроды изолированы от вакуумной камеры, в которой происходит ускорение пылевых заряженных частиц и помещены в диэлектрическую камеру высокого давления 15, в которую под давлением закачен гексафторид серы. Высокое импульсное напряжение с трансформатора создает ускоряющее поле между каждой парой электродов 6. Данное поле меняется во времени синхронно с перемещением частицы в ускоряющем тракте. Параметры частоты управляющего сигнала выбираются из ряда данных, заранее заложенных в блок формирования девиации частоты 9 с ЭВМ 11. Третий индукционный датчик 2 подключен к блоку сопряжения 10 и служит для получения выходных данных о скорости частицы. Затем уже ускоренная частица попадает на мишень 14 и весь процесс повторяется. ЭВМ 11 производит статистику эксперимента и динамическое управление ускорителем.

Применение предложенного технического решения позволяет увеличить выходную скорость заряженных пылевых частиц, снизить сложность и стоимость ускорителя, при этом сохранив широкий рабочий диапазон ускоряемых частиц. Увеличение скорости происходит благодаря возможности значительно повысить напряжение, прикладываемое к каждой паре цилиндрических электродов, при этом из схемы убраны высоковольтные коммутаторы, являющиеся не надежными, дорогостоящими и сложными в управлении элементами конструкции, а формирование импульсного ускоряющего напряжения происходит в низковольтной части схемы и только потом трансформируется в высокое напряжение, посредством повышающего импульсного трансформатора. Надежность установки повышается благодаря помещению электродов в элегазовую среду, что снижает вероятность пробоя, а обслуживание ускорителя становится более безопасным для персонала, так как убрана одна из высоковольтных цепей постоянного тока.

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц, содержащий инжектор, индукционные датчики, усилители, линейный ускоритель, источник фиксированного высокого напряжения, цилиндрические электроды, селектор скоростей, селектор удельных зарядов, мишень, и отличающийся тем, что дополнительно установлена диэлектрическая камера высокого давления, наполненная гексафторидом серы, в которой соосно ей установлены цилиндрические электроды, введены блок формирования девиации частоты, высокочастотный конвертор, повышающий импульсный трансформатор, входы блока формирования девиации частоты соединены с выходами селектора скоростей и селектора удельных зарядов, выход блока формирования девиации частоты подключен к управляющему входу высокочастотного конвертора, в плечи которого включена первичная обмотка повышающего импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к цилиндрическим электродам.
УСКОРИТЕЛЬ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 25 items.
20.07.2014
№216.012.e218

Импульсный ускоритель твердых частиц

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Каскадный импульсный ускоритель твердых частиц содержит инжектор, индукционные датчики, усилители, цилиндрические электроды, резисторы делителя, колонны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523666
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e5a0

Резонансный электромагнитный ускоритель с компенсацией потерь

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Резонансный электромагнитный ускоритель содержит ферромагнитный ускоряемый объект, цилиндрическую немагнитную трубку с соосно закрепленными на ней и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524574
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.11.2014
№216.013.050a

Инжектор заряженных пылевых частиц

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано в качестве инжектора пылевых частиц для последующей ускорительной системы. Инжектор заряженных пылевых частиц, содержащий корпус, зарядный электрод, зарядную камеру, внешний составной электрод зарядной камеры, иглу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532688
Дата охранного документа: 10.11.2014
27.01.2015
№216.013.21aa

Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата (ка)

Изобретение относится к космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы. Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата содержит приемник ионов, установленный на расстоянии от контролируемой поверхности космического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540066
Дата охранного документа: 27.01.2015
27.04.2015
№216.013.46ce

Устройство обнаружения утечки воздуха из модуля космической станции

Изобретение относится к газоразрядным (плазменным) приборам для проверки изделий, в т.ч. космических аппаратов (КА), на герметичность. Устройство содержит корпус (8) с приемными камерами (9, 10, 11), герметичными заслонками (12, 13) и ионизационным датчиком (ИОД). ИОД включает в себя ионный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549630
Дата охранного документа: 27.04.2015
20.05.2015
№216.013.4c9f

Инжектор заряженных пылевых частиц

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано в качестве инжектора пылевых частиц в стенде для проведения испытаний по воздействию разнонаправленных потоков ускоренных частиц на материалы и элементов конструкции космических аппаратов. Инжектор заряженных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551129
Дата охранного документа: 20.05.2015
27.05.2015
№216.013.4df4

Импульсный рельсовый ускоритель

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для ускорения макротел, моделирования микрометеоритов и техногенных частиц, применяться в физике высокоскоростного удара. Технический результат состоит в обеспечении больших скоростей метаемого якоря, повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551474
Дата охранного документа: 27.05.2015
27.05.2015
№216.013.4ea6

Резонансный ускоритель пылевых частиц

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Резонансный ускоритель пылевых частиц содержит инжектор, индукционные датчики, усилители, мишень. Соосно инжектору установлены сквозной изолятор, экранирующий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551652
Дата охранного документа: 27.05.2015
20.06.2015
№216.013.57fc

Резонансный рельсовый ускоритель

Изобретение относится к электромагнитным пусковым установкам. Ускоритель содержит силовой корпус и находящиеся в нем рельсы, источник тока и подмагничивающие катушки, неполярные коммутаторы, систему управления коммутаторами, конденсаторный накопитель и источник питания накопителя....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554054
Дата охранного документа: 20.06.2015
10.05.2016
№216.015.3bcc

Рельсовый ускоритель микронных частиц

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для ускорения макротел, моделирования микрометеоритов и техногенных частиц, применяться в физике высокоскоростного удара. Рельсовый ускоритель микронных частиц содержит силовой корпус, рельсы, подмагничивающие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583451
Дата охранного документа: 10.05.2016
Showing 11-20 of 27 items.
10.01.2014
№216.012.95ce

Циклический масс-спектрометр газовых частиц

Изобретение относится к приборостроению, средствам автоматизации и системам управления, а именно к области космических исследований, и может быть использовано в ходе натурного эксперимента для измерения элементного состава собственной внешней атмосферы космического аппарата. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504044
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.01.2014
№216.012.95cf

Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным отражателем

Изобретение относится к приборостроению, средствам автоматизации и системам управления, а именно к области космических исследований. Технический результат - повышение разрешения и чувствительности при анализе ионного нейтрального газа. Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным отражателем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504045
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.01.2014
№216.012.97aa

Способ получения теплоизоляционного материала

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к теплоизоляционным пористым материалам. Технический результат - повышение прочности при раскалывании. В способе получения теплоизоляционного пористого материала на основе жидкого стекла, включающем тщательное перемешивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504525
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.02.2014
№216.012.9e15

Бамперное защитное устройство автомобиля

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Бамперное защитное устройство автомобиля содержит бампер-балку с коробчатым прямоугольным поперечным сечением, закрепленную на корпусе автомобиля. Бампер выполнен в виде прямой балки с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506177
Дата охранного документа: 10.02.2014
27.02.2014
№216.012.a63a

Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения легковесного кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и снижение теплопроводности изделий. Керамическая композиция для изготовления легковесного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508269
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.04.2014
№216.012.b716

Способ отклонения светового пучка

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к устройствам управления параметрами оптического излучения, и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления. Способ отклонения светового пучка заключается в том, что световой пучок пропускают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512597
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.06.2014
№216.012.d7bb

Композиция для изготовления жаростойких композитов

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Технический результат - повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов. Композиция для изготовления жаростойких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521005
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.db8a

Композиция для изготовления жаростойких композитов

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких композитов (бетонов) на основе химических связующих. Технический результат - повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких композитов. Композиция для изготовления жаростойких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521980
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.07.2014
№216.012.dd8e

Устройство регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора

Устройство предназначено для использования в космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора. Устройство регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора содержит подложку, которая представляет собой микроканальную пластину, играющая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522504
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e128

Свободно осциллирующий электромагнитный ускоритель

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Свободно осциллирующий электромагнитный ускоритель содержит ферромагнитный ускоряемый объект, цилиндрическую немагнитную трубу, резонаторы, блоки питания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523426
Дата охранного документа: 20.07.2014
+ добавить свой РИД