Способ определения распределения плотности пространственного заряда в потоках заряженныхчастиц
О П И С А Н И Е 2952I5
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 27.!Х.1967 (№ 1186235 26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 04.!!.1971. Бюллетень ¹ 7
Дата опубликования описания 1.11 .1971.ЧПК Н 05h 7/00
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 621.384.6(088.8) 1 т чР
Г. М. Герштейн и М. Г. Медокс fQ
БИБЛ™..0ТЕ А
Авторы изобретения
Заявитель
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА В ПОТОКАХ ЗАРЯЖЕННЪ!Х
ЧАСТИЦ
Изобретение относится к способам экспериментального определения распределения плотности пространственного заряда в пото:a заряженных частиц различных электровакуумных приборов и может найти применение прп разработке ускорителей и электровакуухшых приборов.
Известны способы определения распределения о плотности пространственного заряда в потоках заряженных частиц, основанные на
Внесении В этОт поток подВижных пластинок с щелью или вибрирующего зонда. По величине тока, проходящего через щель илп отверстие или поступающего на зонд, рассчитывают распределение р по сечению потока.
Недостатком этих способов является необходимость введения индикаторного элемента измерительной установки 1зонда, пластинки с щелью или отверстием) в исследуемый поток заряженных частиц, что заметно искажает последний и не позволяет исследовать потоки заряженных частиц запаянных электровакуумных приборов.
Известные бесконтактные способы, при которых используются неподвижные электростатические сигнальные электроды, позволяют получить информацию только о положешш центра тяжести и суммарном заряде сгустков.
Эти невозмущающие способы не обеспечивают изучения распределения р в поперечном ссчсшш потоков, поско11ку одно и то жс значение результирующего наведенного на измерительные электроды заряда получают при различны. . распределениях плотности пространственного заряда, и решение соответствуюгцего интегрального уравнения оказывается многозначным.
Целью изобретения является создание способа определения распределения плотности пространственного заряда в поперечном сечении потока заряженных частиц по всей его длине. Для этого в процессе измерений измерительные электроды, которые располагают вне потока, перемещают относительно 1тего, при этом измеряют величину заряда, наведенного потоком на этих электродах, прибором типа электрометра. Величина заряда зависит от положения электродов относительно потока, распределения р и фиктивного поля электродов, удовлетворяющего условиям теоремы
Шоклп-Рамо, т. е. поля, которое возникло бы, если на электрод, подключенный к индикатору наведенного заряда, был бы подан безразмерный едпнпчньш потенциал, а на остальные электроды — нулевой потенциал. Необходимо использовать систему измерительных электродов с известным распределением в области потока фпктпзного лапласовского поля, удовлетворяющего условиям теоремы Щоклп-Рамо.
30 Распределение р в сече.пш потока опредс295215
Составитель Б. Шур
Редактор T. 3. Орловская
Текред Л. Я. Левина
Корректор T. А, Уманец
Заказ 730/11 Изд. Ке 312 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCP
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, ир. Сапунова, 2 ляют по снятой экспериментально зависимости наведенного заряда q„ от положения измерительных электродов относительно потока, причем измерительную систему перемещают вдоль прямой, перпендикулярной оси потока.
Способ осуществляют следующим образом.
Вблизи исследуемого потока располагают измерительные электроды, укрепленные в держателе координатора, обеспечивающего их перемещение относительно потока в поперечном сечении и вдоль него.
Известными расчетными или экспериментальными способами определяют распределение ср потенциала поля измерительных электродов при отсутствии потока, предполагая, что это поле можно описать уравнением Лапласа в случае задания на измерительный электрод безразмерного потенциала +1, а на остальные электроды исследуемой системы и проводящие поверхности окружающих предметов — нулевого потенциала. Распределение находят для нескольких значений координаты, определяющей положение подвижных измерительных электродов, перемещаемых в процессе измерения распределения р в поперечном сечении потока, перпендикулярно его оси, по направлению, совпадающему с осью х (при этом координатой может служить, например, текущая координата точки перегиба зависимости гр=гр(х, у, z).
Перемещают измерительные электроды в направлении х, и в процессе этого перемещения измеряют значения наведенного потоком на электродах заряда дп прибором типа электрометра при включенной системе формирования потока исследуемого электровакуумного прибора, по точкам или непрерывно строят зависимость q„=q„(x).
Заданное конфигурацией измерительных электродов и исследуемого электровакуумного прибора распределение потенциала фиктивного поля и полученная экспериментально зависимость при включенном потоке подставляются в интегральное уравнение, связывающее наведенный заряд с искомым распределением р(х, у, z) и известным распределением.
Предмет изобретения
Способ определения распределения плотности пространственного заряда в потоках заряженных частиц различных электровакуумных приборов, отличающийся тем, что, с целью устранения искажений исследуемого потока в процессе измерений и определения непрерывного распределения плотности пространственного заряда неизвестной формы, искомое распределение пространственного заряда определяют при помощи перемещения относительно потока расположенных вне его измерительных электродов, поле которых нелинейно зависит от координаты перемещения, причем последовательно измеряют наведенный на этих электродах заряд, после чего рассчитывают распределение плотности.
