SU1704098A1 - "Датчик скорости дл электродинамических ускорителей типа "рельсотрон" - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области исследовани  процессов движени  тел. Целью изогГ -Т-ЭЬИР ,;0гтс- :;срь шен; 2 точности. Рабочий ток ускорител  протекает по токо- проводам 3 и ускор емому телу 4 длиной I, в результате чего создаетс  электродинамическа  сила, действующа  на тело, котора  стремитс  вытолкнуть его в направлении, противоположном подключению генератора . На диэлектрический немагнитный стержень 1 намотаны на одинаковом рассто нии один от другого соленоидные катушки, соединенные встречно-последовательно в единую цепь. Ускор емое тело 4 движетс  на определенном рассто нии от датчика, и по нему непрерывно протекает рабочий ток ускорител . Взаимна  ориентаци  токопрово- дов и плоскости витков датчика такова, что магнитный поток, пронизывающий витки катушки, обусловлен лишь участком движущегос  тела длиной I. 3 ил. (Л С vj о о о оэ

Description

оеть ние относитс  к области исследовани  процессов движени  тел и плазменных поршней в электродинамических ускорител х типа рельсотрон.

Целью изобретени   вл етс  повышение ТОЧНОСТИ

Нз фиг. 1 изображена структурна  схема датчика скорости со встречным включением катушек, установленного но ускор ющей системе ЭДУ; на фиг. 2 - график ЭДС, наводимой в одном витке катушки в зависимости от положени  тела с протекающим по нему током при посто нной скорости тела; на фиг. 3 - график зависимости ЭДС, наводимой в датчике скорости встречным включением катушек при посто нной скорости тела.

Датчик содержит диэлектрический немагнитный стержень 1 диаметром d. р д отдельных соленоидов 2, намотанных на нем на одинаковых рассто ни х один от другого. ТОКОГФОРОДЫ 3 ускорител , ускор емое тело 4 или плазменный поршень и регистрирующее устройство 5. Катушки соленоидов соединены встречно-последовательно (фиг. 1) в единую цепь, имеющую один выход, подключаемый к регистрирующему устройству 5. Генератор импульсного тока подключаетс  к торцам токопроводов ускорител .

Рабочий ток ускорител  протекает по токопроводам 3 и ускор емому телу 4 длиной I. в результате чего создаетс  электродинамическа  сила, действующа  на тело, котора  стремитс  вытолкнуть его в направлении противоположном подключению генератора Таким образом, на рассто нии а от датчика движетс  участок токопровода, по которому непрерывно протекает рабочий ток усюрител . Взаимна  ориентаци  токо- гргьодС Б и плоскости витков датчика тако- ь.. Ч-Q магнитный поток, пронизывающий Б11тка катушек. .влен лишь участком А..у цегос  тела длиной I Магнитный поток , пронизывающий одиночный контур катушки датчика при а d, определ етс  выражением

а

Ф А

a2 +(Z0 -Z)

;е

1

и-- абсолютна  магнитна  проницаемость

1 - рабочий ток. протекающий по пере- . ко;

I - длина токовой перемычки:

S - площадь контура витка;

Z0 - продельна  координата рассматриваемого контура;

2 - текуща  координата тела, завис ща  от времени.

Величина ЭДС, наводима  в одном витке катушки при посто нной величине рабо- чего тока I. равна

3AaV(Z0-Z)

dt la2+( где V - мгновенна  скорость перемычки.

На фиг. 2 представлена зависимость I от положени  тела при посто нной скорости V. Эта зависимость имеет два экстремума при значении Vt Z0 ± а/2, абсолютна  величи

на которых

15

48 А V S5/2 а3

Соединив соседние катушки встречным включением, получают датчик, в котором зависимость наведенной ЭДС приведена на

Фиг. 3. ,

Анализ графиков показывает, что оптимальным с точки зрени  максимума наводимой ЭДС рассто нием между катушками датчика при встречном включении  вл етс 

величина b а. Дл  встречного включени  катушек максимальное значение функции I

Imb .

Измерив временной интервал Дц между соответствующими нул ми функции I и.

зна  рассто ние между катушками Ь, можно определить среднюю скорость на (-м участке датчика по формуле дл  встречного включени  катушек датчика: .. b

На основании полученных формул рассчитаны основные характеристики индуктивного датчика дл  ускорител  со следующими параметрами: Т 500 кА, I

-0.01 м. d 0,02 м. S 3 м2, а 0,05 м, V 103м/с. b 0,05м.

Максимальное значение ЭДС. наводимое в одном контуре катушки, составл ет lm-1.1 В.

Следует отметить, что отдельна  катушка датчика может состо ть как из одного, так и из нескольких витков. В последнем случае ЭДС на контуре датчика равно I х т, где т - число витков в катушке. Однако дл  сохранени  точности необходимо, чтобы ширина намотки отдельных катушек была бы много меньше рассто ни  между ними. В рассматриваемой модели b - 0,5 м, следовательно. допустимо m 10, если дл  намотки использовать провод диаметром не более 0.5 мм. В зтом случае максимальное значение ЭДС составит Imb 17 В. Величина Дм 5-10 с. Такой уровень сигнала надежно регистрируетс  на фоне возможных помех.

Величина скорости тела в процессе ускорени  мен етс , следовательно, измен етс  как величина амплитуды U. наводимого в датчике сигнала, так и рассто ние между нул ми Дц регистрируемой функции I.

Фор м у ла изобретени  Датчик скорости дл  электродинамических ускорителей типа рельсотрон, содер- жащий набор соленоидных катушек, расположенных на изолирующем немагнит

ном стержне, токолроводы с ускор емым телом, передающий кабель и регистрирующее устройство, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, соленоидные катушки соединены встречно-последовательно и размещены между собой на одинаковом рассто нии, равном рассто нию от оси стержн  до плоскости, проход щей через оси токопроводов, и подключены передающим кабелем к регистрирующему устройству.

W/ fya Z0+3a/ffi2a Vt

Фиг. J

Claims (1)

1. Фор мула изобретения

   Датчик скорости для электродинамических ускорителей типа рельсотрон, содержащий набор соленоидных катушек, расположенных на изолирующем немагнит ном стержне, токолроводы с ускоряемым телом, передающий кабель и регистрирующее устройство, отличающийся тем. что. с целью повышения точности, соленоидные катушки соединены встречно-последовательно и размещены между собой на одинаковом расстоянии, равном расстоянию от оси стержня до плоскости, проходящей через оси токопроводов, и подключены передающим кабелем к регистрирующему устройству.

   Фиг. 3

   С с.с' ·.житель Т.Макарова г'бдаί. ·о: ; i.Ckccs Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

   Заказ 61 ВНИИП: . раж Подписное ι-i I осударственногс комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113C-35. Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5

   Произвс-дственно-издатольский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101