CC BY
11
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
УДК 621.791
ОСОБЕННОСТИ БЕСКОНТАКТНОЙ РЕГИСТРАЦИИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН, ГЕНЕРИРУЕМЫХ ИМПУЛЬСНЫМИ ПУЧКАМИ ЭЛЕКТРОНОВ
В. И. Кириллов*, Ю. О. Атакишиева Научный руководитель - В. В. Богданов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: ya@kurh.ru
Рассмотрены основные особенности бесконтактной регистрации ультразвуковых волн, генерируемых импульсными пучками электронов применительно к ЭМА-регистрирующим системам.
Ключевые слова: Импульсный ускоритель электронов, помехи, ультразвуковые колебания.
PECULIARITIES OF NON-CONTACT REGISTRATION ULTRASOUND WAVES GENERATED BY PULSE ELECTRON BEAMS
V. I. Kirillov*, U. O. Atakishieva Scientific Supervisor - V. V. Bogdanov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: ya@kurh.ru
The main features of noncontact recording of ultrasonic waves generated by pulsed electron beams in relation to EMA-recording systems are considered.
Keywords: Impulse accelerator of electrons, noise, ultrasonic oscillations.
Характерной особенностью работы импульсных ускорителей электронов является значительный уровень сопутствующих электромагнитных полей приводящих к возникновению электрических сигналов помехи в регистрационно-измерительном тракте исследовательской аппаратуры. Наличие довольно широкого класса ускорительной техники, отличающейся как способами, так и схемами генерации ускоряющего напряжения, а также параметрами генерируемых импульсных пучков электронов, обуславливает конкретность подхода к определению специфических источников электрических помех при регистрации акустических волн, возбуждаемых пучками электронов [1]. Несмотря на значительное разнообразие источников помех, проведенный анализ условий их формирования позволил выделить два основных направления:
- помехи, возникающие при работе источников питания ускорителей и при работе управляющих электрических и электронных устройств (коммутационные помехи вследствие искрения контактов электромагнитных реле и т. п.);
- помехи, обусловленные воздействием электромагнитных полей инициируемых собственно пучком электронов.
Применительно к ЭМА-регистрирующим системам, состоящим в общем случае из бесконтактного детектора акустических колебаний, электронных блоков усиления и обработки электрических сигналов, кабельных информационных и управляющих линий, источники помех первого типа можно рассматривать как традиционные, методы и средства эффективного подавления которых достаточно полно разработаны и описаны.
В силу специфики радиационной генерации УЗ колебаний, связанной с наличием некоторой радиационной опасности и как следствие этого, необходимость передачи управляющих
Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»
и регистрируемых электрических сигналов на значительные расстояния, импульсная помеха, обусловленная наводкой в информационных и управляющих линиях связи является, в отдельных случаях, преобладающей [2].
Помехи такого типа можно разделить на четыре вида:
- помеха в виде падения напряжения от тока сигнала на обратном проводе линии;
- помеха вследствие наводки внешним электромагнитным полем на обратный провод линии, в результате которой через обратный и нулевой провода системы проходит ток помехи;
- помеха на выходе линии, присоединенной к информационному устройству, вследствие неодинаковой наводки внешним электромагнитным полем на прямой и обратный провода линии;
- помеха на выходе кабельной линии, вследствие не идеального экранирующего действия оплётки кабеля при протекании по ней тока, индуцированного внешним полем;
При выполнении следующих условий, происходит достаточно эффективное подавление указанных помех:
- не использовать нулевые провода в качестве обратных проводов для передачи сигналов;
- передача информации только через линии изолированные от любых других проводников;
- заключение сигнальных кабелей в стальные или медные трубы и присоединение оплёток каждого кабеля на обоих концах к трубе;
- тщательное экранирование всех рабочих концов измерительной аппаратуры от связей по электромагнитному полю;
- уменьшение до минимума площади, охватываемой всеми контурами, которые содержат измерительные цепи, как в подводах сигналов, так и в подводах "земли".
Второй тип помех, связанных собственно с пучком электронов, является специфичным для радиационной генерации УЗ колебаний в токопроводящих немагнитных материалах. Принципиальным условием бесконтактной регистрации акустических сигналов с помощью ЭМА-детектора, является необходимость размещение последнего в зоне действия мощных импульсных электромагнитных полей, обусловленных как транспортировкой пучка, так и его взаимодействием с материалом мишени. Так как конструктивно малогабаритный ЭМА-детектор представляет собой открытую высокочастотную катушку, установленную на постоянном магните и при этом полная его экранировка невозможна, следовательно, в витках катушки генерируется ЭДС помехи, связанная с импульсным конвективным током пучка электронов. Кроме того, в связи с наличием пространственного заряда пучка существует ёмкостная составляющая электрической помехи.
Библиографические ссылки
1. Абрамян Е. А., Альтеркоп Б. А., Кулешов Г. Д. Интенсивные электронные пучки. М. : Энергоатомиздат, 1980. С. 155.
2. Волин М. Л. Паразитные связи и наводки. М. : Сов. радио, 1965.
© Кириллов В. И., Атакишиева Ю. О., 2017
