Способ стабилизации тока газоразрядной пушки

 

<= «О«О -

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскив

Социалистических

РЕСПУблки (11) 587529

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (х2) Заявлено 010776 (1) 2381892/18-25 с присоеаинением заявки Рй (23) Приоритет (43) Опубликовано 0501.78Бюллетень ЭЙ 1 (45) Дата опубликования описания 2301.78

2 (51) M. Кл.

H 01 J 37/04

Гаардаратааааы1 ааватат

Вааата Наааатраа ВВВР аа дааав агааратаааВ а аткрыта! (33} УДК 533 ° 99 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г.Я.Лубинец и В.И. Мельник

Киевский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПУШКИ

16

Изобретение относится к газоразряднмы истчоникам тока с холодным рядным источникам тока с холодным катодом, формирующим пучки эаряжентехнологических целей.

Известны способы регулирования и стабилизации тока газораэрядных пушек путем изменения давления в разрядной камере, при этом входным сигналом системы регулирования является величин@ тока разряда Г11

При непрерывной рабате такое регулированйе обеспечивает высокую точность поддержания. тока разряда, однако оно неприменимо в случае работы гаэоразрядной пушки в режиме одиночных .импульсов, особенно если длительностЬ импульса сравнима с временем срабатывания системы регулирования (время .установления заданной величины тока при регулировании изменением давления в разрядной камере) и составляет десятые доли секунды.

Ближайшим техническhM решением к предложенному является способ стабилизации тока газораэрядной пушки при работе в режиме одиночных импульсов, включающий стабилизацию давления в разрядной камере (2

Согласно способу, длительность импульса устанавливается путем коммутации ускоряющего напряжения, что обеспечивает работу пушки при импульсах любой длительности.

Недостатком известного способа стабилизации тока является низкая воспроиэводимость величины тока в импульсах как вследствие погрешностей, вносимых датчиками давления, так и иэ-за изменения эмиссионных свойств катода в процессе работы.

Цель. изобретения — повышение стабильности тока. укаэанная цель достигается тем, что в отсутствие ускоряющего напряжения между анодом и катодом зажигают дополнительный разряд при напряжении, меньшем ускоряющего напряжения в 3- и более раз, и регулирова нием давления газа осуществляют стабилизацию тока дополнительного разряда.

Кроме того, при работе в режиме длительных импульсов после подачи ускоряющего напряжения выделяют изменяющуюся составляющую тока основного разряда, складывают ее с сигналом, соответствующим току дополнительного разряда, и регулированием

587529 давления газа поддерживают эту сумму неизменной.

Способ поясняется чертежом.

Газорязрядная пушка 1 запитывается от высоковольтного источника 2

5 ускоряющего напряжения, в цепи которого установлен датчик 3 тока основного разряда. Кроме того, к пушке подключен источник 4 питания дополнительного разряда с датчиком тока 5. 1О

Цепи основного и дополнительного разрядов разделены устройством 6.

При работе пушки в режиме оДиночным коротких импульсов после достижения необходимого разрежения включают ис- рб точник 4 питания дополнительного разря- да, и между анодом и катодом пушки загорается разряд, ток которого 3„ определяется величиной напряжения между электродами, параметрами наполняющего камеру газа и эмиссионными свойствами катода.

При включении напряжения от высо- ковольтного источника 2 цепь дополнительного разряда изолируют от высокого напряжения разделительным устрой ством 6, в качестве которого может быть использован, например, -вакуумный переключатель или диод с соответствующими параметрами.

Напряжение измерительного разряда устанавливают значительно меныаим (в десять и более раэ), чем напряжение высоковольтного источника.

Ток разряда составляет при этом единицы миллиампер, а мощность измери- З5 тельного разряда — несколько ватт и оказывается на 3-4 порядка ниже, чем мощность основного разряда. Благодаря этому дополнительный разряд не оказывает заметного влияния иа обраба Ю тываемый образец и на работу пушки.В то же время он позволяет осуществить регулирование давления в камере с учетом всех изменений параметров газовой среды и эмиссионных свойств катода.

Таким образом, к моменту включения высокого напряжения проводимость п лаки задается .с высокой точностью.

При .работе пушки в режиме одиноМных импульсов большой длительности . 50 (длительность импульса сравнима с временем срабатывания системы регулирования давления или значительно превышает его) параметры газовой среды в камере и состояние эмиссионной поверхности катода изменяются в течение импульса.

С целью улучшения воспроизводимости параметров пушки при работе в режиме импульсов большой длительности, дополнительно к операциям регулирова- 40 ния режима при работе с импульсами малой длительности, выделяют изменяю-. щуюся часть тока основного разряда при включенном ускоряющем напряжении, затем складывают ее с сигналом, 65 соответствующим току дополнительного разряда,дополнительный разряд существует только при включенном ускоряющем напряжении, поэтому сигнал, соответствующий току измерительного раэря . да, получают с помощью отдельного ис" точника-имитатора; в простейшем случае зто обычный регулируемый делитель напряжения (не показан). Регулированием давления. в разрядной камере поддерживают.эту сумму неизменной.

Таким образом, система,регулирования работает непрерывно, независимо от длительности импульсов, При включении основного разряда она реагирует только на изменение регулируемой величины тока в течение импульса, а начальная величина тока импульса задается измерительным разрядом.

Выделение изменяющейся составляющей тока импульса в простейшем случае осуществляют. путем использования разделительной емкости.

Предложенный способ стабилизации тока газоразрядных пушек прост, надежен, высокоэкономичен, не зависит от состава и температуры газовой сре. ды в камере, от свойств эмиттирующей поверхности катода. Кроме того, он позволяет исключить влияние инерционности процесса регулирования давлением н обеспечивает хорошую понторяемость параметров газоразрядных пушек при работе в режиме импульсов любой длительности.

Применение предложенного способа стабилизации тока гаэоразрядных пушек особенно перспективно при использовании последних для выполнения операций профильными пучками заряженных частиц. в крупносерийном и массовом производстве, где требуется высокая повторяемость параметров пушек и идентичность выполняемых технологических операций.

Формула изобретения

1. Способ стабилизации тока газоразрядной пушки при работе в режиме одиночных импульсов, включающий стабилизацию давления газа, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыаения стабильности тока, в отсутствие ускоряющего напряжения между анодом и катодом пушки зажигают дополнительный разряд при напряжении s 3 и более .раз меныаем величины ускоряющего напряжения и регулированием давления газа осуществляют стабилизацию тока дополнительного разряда.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при длительности импульсов выше времени срабатывания системы регулирования давления

587529

Составитель В. Обухов

Редактор Т. Орловская Техред Н. Вабурка Корректор E.Ïàïä

Заказ 145/;41 Тираж960 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 после подачи ускоряющего напряжения выделяют изменяющуюся составляюцую тока . основного разряда, складывают ее с сигналом, соответствующим току дополнительного разряда, и регулированием давления газа поддержи,вают эту сумму неизменной.

Источники информаций, принятые во внимание nps вкспретиэег

1. Патент Ctrl lt 3320475, кл. 315108, 16.05.67. 2.Мо 1 яа1 J. Herwett tecbwig givN плаву фРою to ааРобиф."Еифюеег A.ÈВ 5999: 1971 р. 232 °