×
20.07.2014
216.012.e218

ИМПУЛЬСНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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 разделительных сопротивлений, высоковольтные конденсаторы, неуправляемые разрядники, управляемые разрядники, систему управления, датчик тока, источник высокого напряжения, шину данных, мишень, согласующее устройство, электронно-вычислительную машину. Технический результат - повышение скоростей частиц, упрощение конструкции, позволяющей наращивать число ступеней для достижения необходимых скоростей, повышение надежности системы. 1 ил.
Основные результаты: Каскадный импульсный ускоритель твердых частиц, содержащий инжектор, индукционные датчики, усилители, цилиндрические электроды, согласующее устройство, электронно-вычислительную машину, мишень, отличающийся тем, что добавлены колонна разделительных сопротивлений, резисторы делителя напряжения, высоковольтные конденсаторы, неуправляемые разрядники, управляемый разрядник, система управления разрядником, датчик тока, источник высокого напряжения, шина данных, источник высокого напряжения соединен с первым входом датчика тока, первый выход которого соединен с высоковольтными конденсаторами через колонну разделительных сопротивлений, каждый первый выход высоковольтного конденсатора соединен со вторым выходом следующего конденсатора через разрядник, первые два высоковольтных конденсатора соединены через управляемый разрядник, управляющий электрод которого подключен к выходу системы управления, первый вход системы управления соединен с усилителем, подключенным к индукционным датчикам, второй вход системы управления соединен с информационным выходом датчика тока, последний высоковольтный конденсатор подключен к первому цилиндрическому электроду, связанному со следующим через резистор делителя напряжения, последний цилиндрический электрод заземлен, каждый усилитель через шину данных и согласующее устройство подключен к электронно-вычислительной машине.
Реферат Свернуть Развернуть

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.В.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, MПК H05H 5/00. Бюл. №15, опубл. 27.05.2003).

Однако он обладает рядом недостатков:

- сложная и ненадежная схема электродинамической части ускорителя,

- недостаточная конечная скорость пылевых частиц.

Поставлена задача разработать ускоритель свободный от указанных недостатков, обладающий простой конструкцией и работающий с широким диапазоном ускоряемых частиц.

Поставленная задача решается тем, что в ускорителе, содержащем инжектор, индукционные датчики, усилители, цилиндрические электроды, согласующее устройство, электронно-вычислительную машину, мишень, согласно изобретению добавлены колонна разделительных сопротивлений, резисторы делителя напряжения, высоковольтные конденсаторы, неуправляемые разрядники, управляемый разрядник, система управления разрядником, датчик тока, источник высокого напряжения, шина данных, источник высокого напряжения соединен с первым входом датчика тока, первый выход которого соединен с высоковольтными конденсаторами через колонну разделительных сопротивлений, каждый первый выход высоковольтного конденсатора соединен со вторым выходом следующего конденсатора через разрядник, первые два высоковольтных конденсатора соединены через управляемый разрядник, управляющий электрод которого подключен к выходу системы управления, первый вход системы управления соединен с усилителем, подключенным к индукционным датчикам, второй вход системы управления соединен с информационным выходом датчика тока, последний высоковольтный конденсатор подключен к первому цилиндрическому электроду, связанному со следующим через резистор делителя напряжения, последний цилиндрический электрод заземлен, каждый усилитель через шину данных и согласующее устройство подключен к электронно-вычислительной машине.

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

Устройство содержит инжектор 1, индукционные датчики 2, усилители 3, цилиндрические электроды 4, резисторы делителя 5, колонны разделительных сопротивлений 6, высоковольтные конденсаторы 7, неуправляемые разрядники 8, управляемые разрядники 9, систему управления 10, датчик тока 11, источник высокого напряжения 12, шину данных 13, мишень 14, согласующее устройство 15, электронно-вычислительную машину 16. Каждый индукционный датчик 2 соединен с соответствующим усилителем 3, первый выход которого соединен с первым входом системы управления 11, второй выход усилителя 3 через шину данных 13 соединен с соответствующим входом согласующего устройства 15, выход которого подключен к электронно-вычислительной машине 16, выход источника высокого напряжения 12 соединен с первым входом датчика тока 1 1, первый выход которого соединен с первым контактом высоковольтного конденсатора 7, все конденсаторы 7 соединены параллельно через колонну разделительных сопротивлений 6 и последовательно через неуправляемые разрядники 8, второй контакт первого высоковольтного конденсатора 7 соединен со вторым контактом второго конденсатора через управляемый разрядник 9, поджигающий электрод разрядника 9 подключен к выходу системы управления 10, второй вход которой соединен с информационным выходом датчика тока 11.

Устройство работает следующим образом. Инжектор 1 генерирует заряженные частицы в заданном диапазоне масс с некоторой начальной скоростью. Заряженная частица последовательно проходит первый индукционный датчик 2, цилиндрические электроды 4 первого линейного ускорителя и еще несколько комбинаций индукционных датчиков и линейных ускорителей в зависимости от числа ускорительных ступеней, после чего она проходит последний индукционный датчик, служащий для определения конечной скорости частицы, и попадает на мишень 14. Высоковольтные конденсаторы 7, разделительные сопротивления 6, неуправляемые разрядники 8 и управляемый разрядник 9 образуют генератор импульсного напряжения (ГИН), который работает следующим образом: источник высокого напряжения 12 заряжает колонну высоковольтных конденсаторов 7, которые при непроводящем состоянии разрядников включены параллельно. Заряд верхних ступеней генератора осуществляется через разделительные сопротивления 6, напряжения до которого заряжаются конденсаторы должно быть меньше напряжения пробоя неуправляемых разрядников, но удвоенное напряжение должно вызывать устойчивый пробой. Через время, необходимое для зарядки всех конденсаторов, генератор импульсного напряжения переходит в состояние готовности, о чем свидетельствует прекращение протекания тока от источника высокого напряжения 12, снижение тока ниже порога срабатывания фиксирует датчик тока 11, и вырабатывает сигнал готовности ГИН, поступающий в систему управления 10. Система управления связана с поджигающим электродом управляемого разрядника 9, который установлен в первой ступени ГИН, управляемый разрядник является инициирующим звеном ГИН, при его срабатывании первый и второй высоковольтные конденсаторы соединяются последовательно, что вызывает почти двукратное увеличение напряжения на неуправляемых разрядниках. Удвоенное напряжение на разрядниках приводит их в состояние пробоя, вследствие чего вся колонна конденсаторов переходит в режим последовательного соединения и на выходе генератора импульсного напряжения возникает высокое напряжение, равное сумме напряжений на каждом конденсаторе. Дополнительная синхронизация срабатывания неуправляемых разрядников 8 достигается конструктивным исполнением разрядной камеры: все разрядники должны располагаться на одной оси максимально близко друг к другу, а стенки камеры должны иметь отражающую для УФ поверхность. Система управления разрядником 10, кроме сигнала о готовности ГИН с датчика тока 11, получает сигнал с усилителя 3, которой возникает при пролете заряженной частицы через индукционный датчик 2. Этот сигнал в системе управления используется для вычисления скорости частицы и времени задержки, необходимой для синхронной подачи высокого напряжения с ГИН и влета частицы в середину первого цилиндрического электрода. При таком режиме частица попадает в постоянное ускоряющее поле и получает приращение скорости. После чего процесс повторяется несколько раз в зависимости от числа ступеней ускорителя, число которых выбирается исходя из необходимой конечной скорости частицы и из величины импульсного напряжения ГИН. Сигнал со всех индукционных датчиков 2 и связанных с ними усилителей 3 по шине данных 13 поступает на согласующее устройство 15, преобразующее его в цифровой код и передающее информацию в электронно-вычислительную машину 16, которая вычисляет скорость частицы по прохождению всех ступеней и ведет статистику эксперимента.

Применение предложенного технического решения позволяет на простой конструкции ускорителя, состоящего из типовых, одинаковых блоков, получать высокие скорости пылевых заряженных частиц. Достоинством предложенного ускорителя является возможность легко увеличить максимальную скорость частиц путем добавления дополнительных ступеней. Все блоки одинаковы, что существенно облегчает разработку ускорителя. Число активных элементов, входящих в состав такого блока, минимально, а разрядники, кроме основных функций, выполняют функции элементов защиты ускорителя от случайных перенапряжений, все перечисленное существенно увеличивает надежность системы, и любая внештатная ситуация или пробой приводит только к потере частицы без какого-либо вреда для установки. При этом ускоритель сохраняет возможность работать с широким диапазоном частиц, так как для частиц он является статическим линейным ускорителем с очень высоким эквивалентным ускоряющим напряжением. Системы ускорителя не нуждаются в сложной вычислительной электронике, так как условия синхронного включения имеют жесткие ограничения, связанные только с влетом частицы в первый цилиндрической электрод, поэтому все задержки системы управления могут быть подобраны экспериментально, а вычисление скоростей и других интересующих параметров эксперимента можно проводить не в режиме реального времени, анализируя статистику сигналов, полученных с индуктивных датчиков.

Каскадный импульсный ускоритель твердых частиц, содержащий инжектор, индукционные датчики, усилители, цилиндрические электроды, согласующее устройство, электронно-вычислительную машину, мишень, отличающийся тем, что добавлены колонна разделительных сопротивлений, резисторы делителя напряжения, высоковольтные конденсаторы, неуправляемые разрядники, управляемый разрядник, система управления разрядником, датчик тока, источник высокого напряжения, шина данных, источник высокого напряжения соединен с первым входом датчика тока, первый выход которого соединен с высоковольтными конденсаторами через колонну разделительных сопротивлений, каждый первый выход высоковольтного конденсатора соединен со вторым выходом следующего конденсатора через разрядник, первые два высоковольтных конденсатора соединены через управляемый разрядник, управляющий электрод которого подключен к выходу системы управления, первый вход системы управления соединен с усилителем, подключенным к индукционным датчикам, второй вход системы управления соединен с информационным выходом датчика тока, последний высоковольтный конденсатор подключен к первому цилиндрическому электроду, связанному со следующим через резистор делителя напряжения, последний цилиндрический электрод заземлен, каждый усилитель через шину данных и согласующее устройство подключен к электронно-вычислительной машине.
ИМПУЛЬСНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 25.
27.02.2013
№216.012.2c75

Устройство регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора

Изобретение относится к области космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора. Сущность изобретения заключается в том, что устройство регистрации микрометеороидов и частиц космического мусора содержит подложку, состоящую из металлической пленки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476908
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.04.2013
№216.012.37c4

Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата (ка)

Изобретение предназначено для использования в космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы. Изобретение направлено на создание портативного устройства контроля работоспособности элементов космического аппарата при воздействиях космического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479829
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.05.2013
№216.012.3d49

Устройство для защиты космического аппарата от метеорных частиц

Изобретение относится к защите космических аппаратов (КА) от внешних потоков высокоскоростных частиц. Устройство содержит преграду, состоящую из металлического защитного экрана (1), изоляционного слоя (2) и металлической подложки (3). К подложке (3) и экрану (1) подключен источник питания (4)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481256
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.06.2013
№216.012.4dfe

Устройство измерения оптических характеристик ударносжатых прозрачных материалов элементов конструкции космического аппарата

Изобретение относится к области приборостроения, средств автоматизации и систем измерения и может быть использовано в ходе натурного эксперимента для измерения показателей деградации образцов поверхностных элементов космического аппарата. Сущность изобретения заключается в том, что устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485548
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.558e

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц. Заявленное устройство содержит инжектор, индукционные датчики, усилители, линейный ускоритель, источник фиксированного высокого напряжения, цилиндрические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487505
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.09.2013
№216.012.676e

Космический аппарат для очистки околоземного пространства от мусора

Изобретение относится к космической технике, в частности к средствам очистки околоземного пространства от мусора. Космический аппарат для очистки околоземного пространства от мусора содержит систему обнаружения подлежащих уничтожению тел и выстреливаемую капсулу. Капсула содержит магнитную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492125
Дата охранного документа: 10.09.2013
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
20.07.2014
№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
Показаны записи 1-10 из 27.
20.04.2013
№216.012.37c4

Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата (ка)

Изобретение предназначено для использования в космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы. Изобретение направлено на создание портативного устройства контроля работоспособности элементов космического аппарата при воздействиях космического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479829
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.05.2013
№216.012.3d49

Устройство для защиты космического аппарата от метеорных частиц

Изобретение относится к защите космических аппаратов (КА) от внешних потоков высокоскоростных частиц. Устройство содержит преграду, состоящую из металлического защитного экрана (1), изоляционного слоя (2) и металлической подложки (3). К подложке (3) и экрану (1) подключен источник питания (4)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481256
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.09.2013
№216.012.66fe

Пресс-шайба

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в процессе прессования профилей. Пресс-шайба для прессования профилей снабжена центральной полостью в ее теле со стороны рабочего торца, выполненной в виде конусообразного углубления с углом конусности α=1-5° с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492013
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.676e

Космический аппарат для очистки околоземного пространства от мусора

Изобретение относится к космической технике, в частности к средствам очистки околоземного пространства от мусора. Космический аппарат для очистки околоземного пространства от мусора содержит систему обнаружения подлежащих уничтожению тел и выстреливаемую капсулу. Капсула содержит магнитную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492125
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6b4c

Керамическая композиция для производства пористого заполнителя

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к пористым заполнителям для бетонов. Керамическая композиция для производства пористого заполнителя включает, мас.%: твердый нефтесодержащий продукт сепарации нефтешлама - нефтяной кек 10-30, межсланцевая глина с содержанием,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493119
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6e75

Устройство для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы

Изобретение относится к холодной листовой штамповке. В устройстве формообразования тонкостенных осесимметричных оболочек, содержащем конус с направляющими пазами, опорное кольцо, раздвижные секторы, матрицу, имеется эластичный элемент в виде конической оболочки, расположенной между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493928
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7298

Керамическая масса для получения кислотоупоров

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и термостойкости кислотоупоров, которые достигаются добавлением алюмосодержащих шлаков от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494993
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.12.2013
№216.012.9014

Способ закрепления теплообменных труб в отверстиях трубных решеток

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при закреплении труб в трубных решетках теплообменных аппаратов. На трубах выполняют профилированные законцовки, имеющие бандаж и калиброванные участки полотна. При этом производят калибровку внешней поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502577
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.9090

Керамическая масса для изготовления керамического кирпича

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кирпича. Техническим результатом изобретения являются повышение морозостойкости и прочности на сжатие изделий. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502701
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.9372

Гравитационно-магнитный физиотерапевтический аппарат

Изобретение относится к области медицины, в частности к методам физиотерапии. Гравитационная магнитная терапия воздействует на человека искусственной силой тяжести и вибрациями с помощью специального медицинского аппарата и применяется для восстановительного лечения и реабилитации пациентов при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503440
Дата охранного документа: 10.01.2014
+ добавить свой РИД