Файл: Евдокимов, В. Д. Экзоэлектронная эмиссия при трении.pdf

Рис. 16. Блок-схема измере ­ ния экзоэлектронной эмиссии

1 - образец; 2 - счетчик;

3 - схема .самогашения импуль­

питание осветителя

ния (от 50 до 300 000 с выносным блоком), низким уровнем шумов (70 мкв, приведенных ко входу), большим диапазоном выходных ампли­

Этот усилитель имеет низкоомный вход. Для подключения его к исполь­ зуемым счетчикам, имеющим высокоомное нагрузочное сопротивление, необходимо применить предварительный усилитель в выносном блоке, в котором входное сопротивление 10 Мом и входная емкость 10 пф. Выносной блок должен быть максимально приближен к детектору. Это устранит необходимость длинного сигнального кабеля, емкость кото­ рого суммируется с емкостью детектора и уменьшает амплитуду им­ пульса. К тому же чем длиннее кабель, тем большие наводки на вхо ­ де усилителя.

Стандартный предусилитель, прилагаемый к комплекту УШ-2, не обеспечивает нужного согласования с нагрузкой острийного счетчика

Применение приборов УШ-10 и УИС-2М для отсечки шумов и фоно­ вых импульсов требует отдельных блоков-дискриминаторов. Обычно средняя амлитуда импульсов фона ниже средней амплитуды полезного

42

+223

Вход

сигнала. Тогда можно воспользоваться интегральным дискриминатором - прибором, который выдает стандартный импульс, если амплитуда им­ пульса на входе превышает некоторое пороговое значение, называемое

уровнем дискриминации. В качестве такого устройства можно применить прибор ИД-2. Иногда амплитуда фоновых импульсов бывает больше, чем у полезных, например, при бомбардировке первого динода ВЭУ ускорен­ ными ионами или при работе сцинтилляционного счетчика в условиях

В некоторых случаях от фона можно избавиться с помощью схемы совпадений. На рис. 18 показано, как световой сигнал сцинтиллятора делится с помощью светоделительной призмы (или полупрозрачного з е р ­ кала) и одновременно регистриуется двумя ФЭУ. Импульсы от световой вспышки одновременно поступят на каскад совпадений, который выраба­ тывает сигнал, отмечаемый пересчетным устройством. Фоновые импуль­ сы ФЭУ распределены во времени случайно, вероятность их одновремен­ ного попадания на каскад совпадений пренебрежимо мала и пересчетным прибором они не зарегистриуются. Это позволяет увеличить напряжение на ФЭУ, получить большее усиление и большую эффективность регистра­ ции, не опасаясь возрастания числа и амплитуды фоновых импульсов.

В качестве каскада совпадений можно использовать стандартные блоки БС-1 и БС - 2 .

В зависимости от поставленной задачи регистрацию экзоэлектронной

43

боров наилучшие возможности измерений, простоту эксплуатации и на­ дежность обеспечивает установка ПП-12. Она рассчитана на максималь­ ную скорость счета до 3»10 имп/сек и имеет емкость 4 -106 импуль­ сов. Остановку счета можно производить вручную и автоматически при

В пересчетных приборах ПП-9 и ПП-15 интервалы времени или емкость счета тоже могут задаваться вручную или автоматически, однако прак­ тика показала их меньшую надежность по сравнению с ПП-12. Более простыми и дешевыми приборами являются ПС-100 и ПП-16, но они не имеют автоматического управления и уступают перечисленным выше устройствам по другим параметрам.

При исследовании быстропротекающих процессов измерения лучше проводить с помощью интенсиметров. Для этой цели подходят стандарт­ ные блоки линейного интенсиметра БИ-4 и логарифмического интенсиметра БИ - 5 . Они обеспечивают визуальный контроль за скоростью сче ­ та по стрелочному прибору и выдачу данных на самопишущий потенцио­ метр. Интересные возможности появляются при использовании разност­ ного интенсиметра БИ-10, который выдает на стрелочный прибор и вы ­ ход для автоматической регистрации сигнал постоянного тока, пропор­ циональный разности средних частот импульсов, поступающих по двум входам от детекторов. Подобрав два идентичных детектора, можно с

(БП). Линейный интенсиметр ПИ-4 и логарифмический ПИ-5 работают как автономные приборы и включают в себя блоки БД, БИ и БП. Под­ робнее с техническими данными всех перечисленных приборов можно ознакомиться по справочным изданиям [126, 156]

Часто термостатирование рабочего объема счетчика и питающего напряжения все же не может обеспечить устойчивой работы. В этом случае необходимо предусмотреть специальную цепь обратной связи, регулирующую коэффициент усиления детектора. Одна из возможных схем, предназначенная для стабилизации газового усиления счетчика,

44

Рис. 19. Блок-схема цепи для стабилизации коэффи­ циента газового усиления счетчика

1 - источник напряже­ ния; 2 - контрольный счет­ чик; 3 - основной счетчик; 4 - усилитель; 5 - дискри­ минатор

жение на емкости суммируется с напряжением источника питания. Дис­ криминатор так регулирует газовое усиление контрольного счетчика, чтобы поддержать среднее значение амплитуды импульсов опорного и з ­ лучения равным порогу дискриминации. Источником опорного излучения

мерений должен быть подобран источник света, обеспечивающий посто­ янство спектрального состава и потока облучения. Кроме этих свойств источник должен обладать достаточно большой мощностью (ввиду мало­ го квантового выхода эффекта) и широким диапазоном длин волн. Для каждого металла необходимо подбирать свою длину волны, при которой освещение еще не вызывает фотоэффекта, но стимулирует эффект э к з о ­ электронной эмиссии. Наилучшим образом всем этим требованиям удов­ летворял бы светосильный монохроматор. К сожалению, нет промышлен­ ного прибора, который обладал бы необходимой светосилой прті хорошем разрешении в требуемом спектральном диапазоне 220-» 400 мкм. Поэто­ му специально для спектральных исследований экзоэлектронной эмиссии был создан монохроматор на фокусирующей дифракционной решетке 2000 штрихов на миллиметр [175]. Источником света служила мощная ксено— новая лампа ДКСШ-іООО [176]. Отличительными особенностями этой лампы являются большая яркость (свыше 200 мнт), быстрый выход на рабочий режим, стабильность световых параметров, интенсивное непре­ рывное излучение в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. С помощью этого монохроматора были сняты спектральные кривые, кото­

в комбинации со светофильтрами [178, 180]. На рис. 20 показаны кри­ вые пропускания светофильтров и основные линии ртутной кварцевой лампы. Наборы светофильтров, рекомендованные [180] для выделения отдельных линий и поглощения длин волн до заданных линий спектра ртутной лампы, приведены в табл. 1. В скобках указана толщина стек-

45

кости, перпендикулярной лучам, на расстоянии 1 м от лампы [177L Применение ртутных ламп низкого давления ПРК-2 (375 вт), ПРК-4

няют величину полного потока излучения и соотношение мощностей от ­ дельных линий спектра. Исследование стабильности излучения лампы

46