RU2015118456A

RU2015118456A - Устройство для обнаружения ионного тока

Info

Publication number: RU2015118456A
Application number: RU2015118456A
Authority: RU
Inventors: Профессор Роберт ПРАНС
Original assignee: Юниверсити Оф Сассекс
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2016-12-27
Also published as: EP2914980A1; WO2014068304A1; JP2015533422A; KR20150085516A; GB201219488D0; US20150279642A1; BR112015009953A2; US9576776B2; CN104903744A

Abstract

1. Датчик заряженных частиц для обнаружения и измерения ионного тока, создаваемого заряженными частицами, возникающими вследствие процессов ионизации, содержащий:корпус,заключенный в корпусе измерительный электрод для сбора заряженных частиц иэлектрометр, имеющий вход, соединенный с измерительным электродом для приема от него входного сигнала постоянного тока, и выход для подачи сигнала измерения постоянного тока как выходного сигнала,при этом корпус содержит электростатический экран для экранирования измерительного электрода от внешних электрических полей и, благодаря этому, уменьшения чувствительности измерительного электрода к таким полям, при этом электростатический экран включает в себя электропроводный экранирующий лист, выполненный в качестве второго электрода, обращенного к измерительному электроду и сформированного с промежутками для обеспечения поступления излучения в корпус,при этом второй электрод и измерительный электрод расположены таким образом, чтобы поддерживаться в действии при напряжении смещения друг относительно друга так, чтобы осуществлять разделение зарядов среди заряженных частиц, возникающих в результате процессов ионизации и, таким образом, обеспечивать ионный ток, воздействующий на измерительный электрод.2. Датчик по п. 1, в котором электрометр содержит контур усилителя, снабженный резистором смещения постоянного тока для создания входного тока смещения в контуре усилителя, и контур обратной связи для увеличения входного полного сопротивления в контуре усилителя и увеличения его чувствительности,причем контур обратной связи включает в себя защитный контур,

Claims

1. Датчик заряженных частиц для обнаружения и измерения ионного тока, создаваемого заряженными частицами, возникающими вследствие процессов ионизации, содержащий:

корпус,

заключенный в корпусе измерительный электрод для сбора заряженных частиц и

электрометр, имеющий вход, соединенный с измерительным электродом для приема от него входного сигнала постоянного тока, и выход для подачи сигнала измерения постоянного тока как выходного сигнала,

при этом корпус содержит электростатический экран для экранирования измерительного электрода от внешних электрических полей и, благодаря этому, уменьшения чувствительности измерительного электрода к таким полям, при этом электростатический экран включает в себя электропроводный экранирующий лист, выполненный в качестве второго электрода, обращенного к измерительному электроду и сформированного с промежутками для обеспечения поступления излучения в корпус,

при этом второй электрод и измерительный электрод расположены таким образом, чтобы поддерживаться в действии при напряжении смещения друг относительно друга так, чтобы осуществлять разделение зарядов среди заряженных частиц, возникающих в результате процессов ионизации и, таким образом, обеспечивать ионный ток, воздействующий на измерительный электрод.

2. Датчик по п. 1, в котором электрометр содержит контур усилителя, снабженный резистором смещения постоянного тока для создания входного тока смещения в контуре усилителя, и контур обратной связи для увеличения входного полного сопротивления в контуре усилителя и увеличения его чувствительности,

причем контур обратной связи включает в себя защитный контур, обеспечивающий защиту, окружающую измерительный электрод, и конструкцию самонастройки для самонастройки резистора смещения.

3. Датчик по п. 1 или 2, в котором контур обратной связи дополнительно содержит контур настройки усиления для настройки усиления контура усилителя.

4. Датчик по п. 1 или 2, в котором электростатический экран содержит электропроводный кожух, окружающий измерительный электрод и поддерживаемый при опорном потенциале.

5. Датчик по п. 2, в котором электростатический экран содержит электропроводный кожух, окружающий измерительный электрод, и ограждение, и в котором второй электрод проходит через открытую поверхность электропроводного кожуха и расположен параллельно измерительному электроду.

6. Датчик по любому из пп. 1, 2 или 5, в котором второй электрод включает в себя сетку.

7. Датчик по п. 5, в котором по меньшей мере один проводящий кожух и второй электрод подключен к заземлению.

8. Датчик по п. 5 или 7, в котором по меньшей мере один проводящий кожух и второй электрод подключен к ограждению.

9. Датчик по любому из пп. 5 или 7, в котором по меньшей мере один проводящий кожух и второй электрод подключен к источнику потенциала.

10. Датчик по любому из пп. 1, 2, 5 или 7, в котором измерительный электрод содержит пластинчатый электрод, имеющий проводящую поверхность, расположенную напротив второго электрода, для сбора воздействующих на него заряженных частиц.

11. Датчик по любому из пп. 1, 2, 5 или 7, дополнительно содержащий преобразователь, выполненный в корпусе для создания процесса ионизации за счет реакции с нейтральным излучением, поступающим в корпус через экранирующий лист, чтобы создавать заряженные частицы для разделения зарядов между вторым электродом и измерительным электродом, и ионный ток для сбора с помощью измерительного электрода.

12. Датчик по любому из пп. 1, 2, 5 или 7, в котором измерительный электрод содержит пластинчатый электрод, имеющий поверхность, расположенную напротив второго электрода,

причем поверхность покрыта материалом, который взаимодействует за счет химической или ядерной реакции с нейтральным излучением, проходящим через второй электрод, чтобы создавать заряженные частицы для разделения зарядов между вторым электродом и измерительным электродом, и ионный ток для сбора электродом.

13. Датчик по п. 12, в котором материал покрытия содержит один из следующих материалов: бор, вольфрам и светочувствительный материал.

14. Датчик по п. 12, дополнительно содержащий предохранительное приспособление из металлической фольги, расположенное в качестве дополнительного электрода перед покрытой поверхностью пластинчатого электрода.

15. Система датчика, содержащая первый датчик заряженных частиц по любому предшествующему пункту, и дополнительный подобный датчик заряженных частиц, причем указанные два датчика заряженных частиц соединены посредством дифференциальной конфигурации для подачи дифференциального выходного сигнала.

16. Датчик заряженных частиц для обнаружения нейтрального излучения и частиц, содержащий:

измерительный электрод,

электрометр, имеющий вход, соединенный с электродом для приема входного сигнала обнаружения в качестве входного сигнала, и выход для создания сигнала измерения постоянного тока, в качестве выходного сигнала,

электростатический экран, окружающий измерительный электрод для экранирования электрода от внешних электрических полей и, благодаря этому, уменьшения чувствительности измерительного электрода к таким полям,

при этом электростатический экран содержит экранирующий лист проводящего материала, снабженный множеством отверстий для прохождения излучения и частиц, и расположенный так, чтобы действовать в качестве второго электрода,

а измерительный электрод имеет плоскую поверхность, сформированную с помощью покрытия, расположенного таким образом, чтобы взаимодействовать с излучением и частицами для создания заряженных частиц за счет химической или ядерной реакции.

17. Способ обнаружения ионного тока, созданного заряженными частицами, включающий в себя:

ограждение измерительного электрода с помощью электростатического экрана для экранирования измерительного электрода от внешних электрических полей, и, благодаря этому, уменьшения чувствительности измерительного электрода к таким полям, при этом электростатический экран содержит электропроводный экранирующий лист, выполненный в качестве второго электрода, обращенного к измерительному электроду и сформированный с промежутками,

пропуск излучения через экранирующий лист,

осуществление разделения зарядов между вторым электродом и измерительным электродом для создания ионного тока, воздействующего на измерительный электрод; и

применение электрометра, соединенного с измерительным электродом, для приема от него входного сигнала постоянного тока, в качестве входного сигнала и для подачи сигнала измерения постоянного тока в качестве выходного сигнала.

18. Способ обнаружения нейтральных частиц и излучения, включающий в себя:

ограждение измерительного электрода с помощью электростатического экрана для экранирования измерительного электрода от внешних электрических полей, и, благодаря этому, уменьшение чувствительности измерительного электрода к таким полям, при этом электростатический экран содержит экранирующий лист из электропроводного материала, снабженный множеством промежутков и расположенный так, чтобы действовать, в качестве второго электрода,

пропуск частиц или излучения через экранирующий лист,

взаимодействие этих частиц или этого излучения с покрытием на измерительном электроде для создания заряженных частиц за счет химической или ядерной реакции;

собирание заряженных частиц на измерительном электроде и

применение электрометра, соединенного с измерительным электродом, для приема входного сигнала постоянного тока от измерительного электрода в качестве входного сигнала и для подачи сигнала измерения постоянного тока в качестве выходного сигнала.