Космический магнитный спектрометр

 

Изобретение относится к экспериментальной физике, в частности к экспериментальным методам физики космических лучей. Цель изобретения - уменьшение массы спектрометра при сохранении величины магнитной индукции в рабочем зазоре. Космический магнитный спектрометр состоит из годоскопической системы регистрации и магнитной системы отклонения заряженных частиц, содержащей два магнитопровода, четыре магнита в виде параллелепипедов и два полюсных наконечника в виде равнобедренных треугольных призм, при этом рабочий зазор расположен между гранями полюсных наконечников, на боковых гранях которых без зазора расположены постоянные магниты, попарно замкнутые магнитопроводом и присоединенные к граням каждой призмы одноименными полюсами. Магниты изготовлены из материала с объемной плотностью энергии магнитного поля не менее 30 кДж/м 3. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 01 J 49/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 =К,.h; d =К ° 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4251393/24-21 (22) 28.05.87 (46) 30.09.90. Бюл. 0- 36 (71) Московский энергетический институт (72) С.А.Воронов, М.В.Гузенко, П.А.Курбатов, А.А.Моисеев и М.Г.Фролов (53) 621.384 (088.8) (56) ПТЭ NL 2, 1986, с.35-38.

Постоянные магниты. Справочник/

Под ред. Пятина IO.M., M.,1971, с.101. (54) КОСМИЧЕСКИЙ МАГНИТНЫЙ СПЕКТРОМЕТР (57) Изобретение относится к.экспериментальной физике, в частности к экспериментальным методам физики космических лучей. Цель изобретения— уменьшение массы спектрометра при сохИзобретение относится к экспериментальной физике, а точнее к экспериментальным методам физики космических лучей.

Цель изобретения — уменьшение массы магнитного спектрометра при одновременном сохранении величины магнитной индукции в рабочем зазоре.

На фиг.1 представлен предлагаемый спектрометр; на фиг.2 — то же, проек.ция °

Годоскопическая система 1 служит для регистрации частиц, влетевших в магнитную систему, отклонившихся в поле ее рабочего зазора 2, образованного между полюсными наконечниками

3 и 4, имеющими форму треугольных

„„SU „„1596401 А 1

2 ранении величины магнитной индукции в рабочем зазоре. Космический магнитный спектрометр состоит из годоскопической системы регистрации и магнитной системы отклонения заряженных частиц, содержащей два магнитопровода, четыре магнита в виде параллелепипедов и два полюсных:. наконечника в виде равнобедренных треугольных призм, при этом рабочий зазор расположен между гранями полюсных наконечников, на боковых гранях которых без зазора расположены постоянные магниты, попарно замкнутые магнитопроводом и присоединенные к граням каждой призмы одноименными полюсами. Магниты изготовлены из матерна- ® ла с объемной плотностью энергии магнитного поля не менее 30 кДж/м .

2 з.п. ф-лы, 2 ил. С: призм (магниты) 5-8 в форме параллелепипедов, причем к граням полюсного наконечника 3 присоединены без зазора магниты 5 и 6 южными полюсами, а к граням полюсного наконечника 4 присоединены без зазора магниты 7 и 8 северными полюсами, при этом магнитопроводы 9 и 10 замыкают северные полюса магнитов 5 и 6 с южными полю" сами магнитов 7 и 8 соответственно.

Полюсные наконечники 3 и 4 выполнены из материала с наивысшей индукцией насыщения.. Размеры магнитов и полюсных наконечников связаны соотношени3

1596401

20

35

d = 2/3 1

1 2h;

50

55 где 1 - боковая сторона;

l - основание треугольного сечения наконечника;

h - величина рабочего зазора;

d - толщина магнитов;

К и К вЂ” коэффициенты определяемые материалом магнита; при этом масса магнитного спектрометра имеет минимальное значение.

Устройство работает следующим образом.

Заряженная частица влетает в рабочий зазор 2, ее траектория искривляется, и угол отклонения измеряет.ся .годоскопической системой 1. Магнитная индукция В в рабочем зазоре

2 определяется магнитным потоком Ф через магнитопроводы 9.и 10, магниты

5-8 и полюсные наконечники 3 и 4.

Магнитный поток Ф создается за счет намагниченности I постоянных магнитов

5-8.

Толщина магнитонроводов 9 и 10 выбирается из условия пропускания полного магнитного потока, созданного постоянными магнитами 5-8 с потерями магнитного напряжения не более 3-5Х от магнитного напряжения на высоте h рабочего зазора. Размеры магнитов 5-8 в принятых ограничениях конструкции выбираются из условия наиболее энергетического выгодного режима работы, что одновременно обеспечивает минимум массо-габаритных показателей магнитной системы в целом.

Дпя высококоэрцетивных сплавов тина КС-37 оптимальные размеры магнитов, отнесенные к размерам рабочей зоны имеют значения

При этом среднее значение индукции в рабочей зоне составляет В Р, = 0,4 Тл. Таким образом, максимальное значение индукции в рабочей зоне, которое можно получить при .эффективном использовании магнитных материа.— лов для сплава КС-37 составляет В

0,5 В, где  — остаточная индукция материала постоянных магнитов.

Применение литых постоянных магйитов из сплавов ЮНДК 35Т5БА требует увеличения высоты магнитов примерно в 3 раза, т.е. d РЗ 1

При одинаковой массе магнитной системы использование сплава ЮНАК

35Т5БА дает меньшую индукцию в рабочем зазоре.в 1,7-2 раза, чем для сплава КС-37. В результате расчетоЪ было получено, что значительный эффект достигается для сплавов с объемной плотностью энергии магнитного поля не менее 30 кДж/м 5.

Бып рассчитан и изготовлен магнитный спектрометр, масса которого составила 5 кг, причем масса магнитной системы, изготовленной на основе сплава КСП-37А,. составила 3 кг.

При этом в качестве материала магнитопровода использовалось чистое железо типа АРМКО, а соотношения между размерами магнитов, полюсных наконечников и величиной рабочего . зазора следующие:

1 ; 1=50 мм, 25 мм; d 20 мм, 1о = 30 мм

Масса магнитной системы, собранной по известному образцу составляет

8 кг. Таким образом, получен двухкратный выигрыш по массе. Снижение массы космического спектрометра дает экономический эффект, связанный со стоимостью вывода на орбиту единицы массы полезной нагрузки. Уменьшение массы спектрометра дает экономию стоимости проведения работ на борту

ИС3.

Формула изобретения

1. Космический магнитный спектрометр, содержащий годоскопическую систему регистрации и магнитную систему отклонения заряженных частиц состоящую из двух постоянных магнитов в форме параллелепипедов, противоположные полюса которых замкнуты магнитопроводом, а между двумя другими расположен рабочий зазор, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения массы спектрометра при сохранении величины магнитной индукции в рабочем зазоре, он дополнительно содержит второй магнитопровод, два магнита в форме параллелепипедов и два полюсных наконечника в виде равнобедренных треугольных призм, при этом рабочий зазор расположен между гранями полюсных наконечников, на боковых гранях которых беэ зазора расположены постоянные магниты папарно замкнутые магнитопроводом и

1=К.hnd =K1

t0

V8. 2

Составитель А.Енбаев

Техред М.Ходаннч Корректор C,,Черни

Редактор И.Сегляник

Тираж 400 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Заказ 2914

ВНИИПИ Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 159640 присоединенные к граням каждой призмы. одноименными полюсами, при этом магниты изготовлены из материала с объемной плотностью энергии магнитного поля не менее 30 кДж/MS объемной

5 плотностью энергии магнитного поля.

2. Спектрометр по п.1, о т л н ч а ю шийся тем, что размеры полюсных наконечников связаны соотношениями

1 6 где 1 - боковая сторона треугольной пдизмыу му

1 - основание треугольного се4 чения наконечника, м;

h - величина рабочего sasopa, м;

Й вЂ” толщина магнитов;

К и К - коэффициенты, определяемые материалом магнитов.

3. Спектрометр по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что в качестве материала магнитов использован сплав КС-37, а коэффициенты К и К равны 2 и 2/3 соответственно.