CH407345A - Appareil pour vérifier les caractéristiques ou la position d'un faisceau de particules chargées - Google Patents

Description

  
 



   Appareil pour vérifier les caractéristiques ou la position   d'un    faisceau de particules chargées
 La présente invention a pour objet un appareil pour vérifier les caractéristiques ou la position d'un faisceau de particules chargées.



   Suivant l'invention, cet appareil est caractérisé par au moins un conducteur rigide allongé fixé à un dispositif destiné à faire passer le conducteur de façon répétée à travers le trajet du faisceau de particules chargées de façon à produire une impulsion électrique dans le conducteur qui est connecté à l'entrée d'un dispositif de vérification d'impulsions.



   Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention.



   La fig. 1 est une vue principalement en coupe par le centre d'un dispositif constituant la première forme d'exécution;
 la fig. 2 est un schéma dans lequel on peut voir comment un signal est engendré par l'appareil de la fig. 1 et quelle est la forme de ce signal;
 la fig. 3 est une vue similaire à celle de la fig. 2, représentant une variante de l'intercepteur de faisceau de l'appareil des fig. 1 et 2;
 la fig. 4 est une vue schématique en perspective d'une autre forme d'exécution dans laquelle deux signaux sont obtenus en faisant intercepter par deux conducteurs un faisceau de particules chargées;
 la fig. 5 est une vue schématique, en bout, de l'appareil de la fig. 4;

  
 la fig. 6 est un schéma de connexion illustrant un circuit destiné à recueillir le double signal de l'appareil des fig. 3 et 4, en vue de la représentation de la position du faisceau, et
 la fig. 7 montre graphiquement une mesure effectuée sur un faisceau de particules chargées en deux points de sa longueur, permettant d'obtenir une mesure complète des propriétés du faisceau.



   En se reportant tout d'abord à la fig. 1 des dessins, on voit qu'un faisceau de particules chargées 1 qu'il s'agit de mesurer se trouve à l'intérieur d'une chambre à vide 2, l'ensemble de l'intercepteur de faisceau 3 étant monté sur cette chambre de façon qu'une sonde 4 pénètre dans la chambre à vide 2. Cet ensemble intercepteur de faisceau 3 est fixé sur la chambre 2 au point où   l'on    veut mesurer les caractéristiques du faisceau 1.



   Dans le cas de la fig. 1, la sonde 4 est constituée par un fil rigide unique monté sur un disque rotatif 7 à l'aide d'une traversée isolante 8 à travers laquelle passe une connexion électrique 9 reliée à une bague collectrice 10 isolée tournant avec le disque principal 7 et venant en contact avec un balai 11 relié à une borne de sortie 12 par l'intermédiaire d'un conducteur électrique 5. Une gaine tubulaire 13 en matière conductrice est montée sur le disque 7 et sert à protéger électriquement toutes les parties de l'ensemble intercepteur 3 par rapport au faisceau 1, excepté la sonde 4. Un moteur 14 entraîne, par l'intermédiaire d'une transmission 15 à embrayage magnétique 16, le disque 7 en rotation.

   L'embrayage magnétique (ou tout autre type d'embrayage, par exemple à soufflet tournant) est destiné à transmettre le mouvement de rotation, de l'extérieur de la chambre sous vide 2 dans l'intérieur de celle-ci. L'embrayage magnétique 16 comprend un aimant d'entraînement 17 et un aimant commandé 18 séparés par une cloison 19 formant partie de la paroi de la chambre 2. L'aimant 18 est fixé au disque principal 7 par un accouplement approprié, une partie en saillie 21 fait contact avec un second balai 22, juste avant que la sonde 4 pénètre dans le faisceau 1. Ce second balai 22 fournit ainsi un signal de déclenchement à l'oscilloscope (ou tout  autre appareil de détection), par le conducteur électrique 6.



   Le signal produit par le dispositif de la fig. 1 a la forme indiquée sur la fig. 2. L'oscilloscope révèle par conséquent aussi bien le diamètre, que le profil du faisceau en deux positions de sa longueur. On connaît ainsi non seulement le diamètre du faisceau, mais on peut également savoir si celui-ci varie, c'est-à-dire si le faisceau diverge ou converge. Le profil du faisceau montre également comment est distribuée la densité de charge à travers la section transversale du faisceau.



  En étalonnant judicieusement une ligne fixe de l'écran de l'oscilloscope, on obtient en outre la position du faisceau relativement à un axe correspondant à l'intérieur de la chambre à vide 2.



   Dans le dispositif représenté aux fig. 1 et 2, il se peut que la force centrifuge déforme la configuration de la sonde 4: afin d'éviter cette éventualité, on peut monter la sonde dans le plan du disque, de façon qu'elle s'étende radialement sur celui-ci. On peut aussi utiliser, dans ce cas, une seconde sonde, pour conférer à l'ensemble un équilibre mécanique. Ce mode de réalisation est visible sur la fig. 3 où le disque   7' est    muni de deux sondes   4' et    4" montées le long d'une ligne diamétrale du disque 7'.



   Aux fig. 4 et 5, on a représenté un dispositif à deux sondes 23 et 24, la sonde 23 traversant le faisceau suivant une direction donnée et la sonde 24, environ suivant une direction perpendiculaire à la pre  mière.    Par cet agencement, on obtient deux signaux, mais les deux sondes 23, 24 se déplacent ensemble et sont montées sur un support commun 28. Les deux sondes sont déformées de façon à constituer une croix, comme indiqué au dessin, et sont amenées à traverser le faisceau 1 de telle sorte que chaque sonde 23, 24 se déplace dans une direction faisant avec ellemême un angle d'environ 450.

   De ce fait, et bien que, en fait, les deux sondes se déplacent toujours dans la même direction par rapport l'une à l'autre, elles se déplacent, par rapport au faisceau 1, sous un angle droit par rapport l'une à l'autre, étant donné que, lorsque l'une ou l'autre sonde coupe le faisceau, la composante de son mouvement parallèle à elle-même n'aura aucun effet sur sa collection de charges du faisceau 1. Les seules composantes du mouvement ayant une signification du point de vue de la mesure du courant sont donc les composantes du mouvement perpendiculaires à chaque sonde 23, 24. Les sondes croisées 23, 24 (fig. 4 et 5) pourraient en soi être montées sur un disque rotatif similaire à celui sur lequel est montée la sonde 1 de la fig. 1.

   Dans notre cas, elles sont fixées sur des éléments élastiques 26, 27, respectivement, auxquels un mouvement vibratoire est conféré électromécaniquement en serrant lesdits éléments 26, 27 dans un bloc 28 en une matière magnétique, ce bloc étant soumis à un mouvement que lui confère le champ magnétique oscillant d'un électro-aimant 29 qui est excité par une bobine d'excitation 30. La technique vibratoire utilisée dans le mode de réalisation représenté aux fig. 4 et 5 permet d'éviter la distorsion de la sonde due à la force centrifuge, distorsion qui se produit lors de la rotation à vitesse élevée dans l'appareil du type représenté aux fig. 1 et 2.



   La fig. 6 montre un circuit destiné à représenter la position d'un faisceau par l'utilisation du dispositif des fig. 4 et 5 : 37 est un oscilloscope, du type à deux voies ou à deux canaux, permettant d'observer deux phénomènes simultanément; ce type d'oscilloscope est pourvu d'un dispositif permettant de faire passer le faisceau électrique entre deux niveaux verticaux de référence 60 et 61 tout en lui conférant un mouvement d'exploration horizontal.



   Le mouvement d'exploration horizontal est communiqué au faisceau par un signal dérivé de la bobine de captage 31 et appliqué à l'amplificateur explorateur horizontal, disposé dans l'oscilloscope 37. Ce signal d'exploration peut être dérivé soit directement de la bobine de captage 31 à travers une base de temps 45, soit indirectement à travers l'amplificateur de commande 32 et la base de temps 45.



   En même temps, les signaux obtenus dans les sondes 23 et 24, en interceptant le faisceau 1, sont amplifiés par les amplificateurs 39 et 43, d'où ils sont transmis au premier amplificateur vertical et au second amplificateur vertical, ces amplificateurs étant tous les deux disposés à l'intérieur de l'oscilloscope.



   L'amplificateur vertical agit sur le faisceau électronique dans l'oscilloscope 37 quand il se trouve dans sa position supérieure au niveau de référence 60, et l'amplificateur vertical agit sur le faisceau électronique dans l'oscilloscope 37 quand il se trouve dans sa position inférieure au niveau de référence 61. En conséquence, l'application de ces signaux aux amplificateurs verticaux provoque les courbes 49 et 50.



   En d'autres termes, le signal de la sonde 24 est amplifié par l'amplificateur 43 et transmis à l'amplificateur vertical, de façon à constituer la composante verticale de la courbe supérieure 49 ; le signal de la sonde 23 est amplifié par l'amplificateur 39 et transmis à l'amplificateur vertical, de façon à constituer la composante verticale de la courbe inférieure 50.



   La courbe 49 est proportionnelle au signal de la sonde 24 et la courbe 50, au signal de la sonde 23.



  Etant donné que ces signaux sont obtenus dans les sondes lorsque celles-ci passent à travers le faisceau 1, les courbes indiquent non seulement la position du faisceau 1, mais aussi son profil d'intensité. Les lignes de référence 47 et 48 de l'oscilloscope sont disposées de telle façon qu'elles correspondent à l'axe idéal dans la chambre à vide.



   Comme il ressort de la fig. 7, on peut obtenir une information sur la divergence du faisceau en utilisant deux dispositifs d'interception de faisceau du type représenté aux fig. 4 et 5.



   L'appareil décrit peut être utilisé, en fait, comme fente définissant un faisceau. Le mouvement du faisceau s'écartant du centre pourrait être amené à engendrer un signal approprié susceptible de corriger la situation de façon connue. Toutefois, alors que les  fentes de type connu interceptent environ 10   o/o    du courant du faisceau, le dispositif de la fig. 2, par exemple, en intercepte seulement 0,05    /o,    en supposant que le collecteur de charges a un diamètre d'environ 13/100 de mm et se déplace sur un cercle dont la circonférence est de 30 cm environ.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil pour vérifier les caractéristiques ou la position d'un faisceau de particules chargées, caractérisé par au moins un conducteur rigide allongé (4; 23, 24) fixé à un dispositif (14 ; 29) destiné à faire passer le conducteur de façon répétée à travers le trajet du faisceau de particules chargées de façon à produire une impulsion électrique dans le conducteur qui est connecté à l'entrée d'un dispositif de vérification d'impulsions.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que le conducteur (4) est monté sur un disque rotatif (7) de façon à former un angle droit par rapport au plan du disque, ledit conducteur pouvant être déplacé sur un trajet cylindrique autour d'un axe formant un angle droit avec le faisceau de particules chargées.

   2. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que le conducteur est monté radialement sur un disque rotatif et que, par suite de la rotation du disque, le conducteur est déplacé dans un plan s'étendant perpendiculairement à travers le faisceau de particules chargées.

   3. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que deux conducteurs rigides allongés (23, 24) sont montés sur un support (28) disposé dans le champ d'action d'un vibreur électromagnétique (29) de façon à produire un mouvement oscillatoire des conducteurs (23, 24) par rapport au faisceau et, par conséquent, une paire de courants d'impulsion.

   4. Appareil selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le vibreur magnétique comprend un circuit magnétique avec une fente, un dispositif (26, 27) flexible suivant un plan dimensionnel sur lequel est monté ce support (28) de sorte que le mouvement de ce dernier oblige le matériau magnétique du support à traverser cet entrefer de façon à faire varier la réluctance dudit circuit magnétique, une bobine d'excitation (30) pour le couplage du circuit magnétique, une bobine de captage (31) couplée à ce circuit magnétique, un dispositif appliquant une tension alternative à ladite bobine d'excitation, un dispositif appliquant la force électromotrice engendrée dans la bobine de captage à ladite bobine d'excitation, de façon que celle-ci confère audit support un mouvement oscillant à la fréquence résonnante dudit dispositif flexible (26, 27).

   5. Appareil selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que la force électromotrice engendrée dans la bobine de captage est transmise à des dispositifs de déviation vertical et horizontal d'un oscilloscope en conférant ainsi une déviation circulaire à un faisceau électronique de l'oscilloscope, un courant de ladite paire de courants étant transmis au dispositif de déviation horizontal, l'autre courant au dispositif de dévition vertical, ladite paire de courants étant également transmise à un dispositif d'intensification de l'oscilloscope, le faisceau électronique étant ainsi amené à présenter une paire de lignes droites se croisant en un point de l'écran correspondant à la position du faisceau de particules chargées relativement à un axe dans l'espace.