Радиометрический блок детектирования

 

РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ БЛОК ДЕТЕКТИРОВАНИЯ , содержащий высоковольтный источник питания, подключенный через гася.щйй резистор к аноду счетчика Гейгера-Мюллера,катод которого подсоединен через резистор нагрузки к об щей шине, а также.последовательно соединенные первый пороговый элемент и измеритель скорости счета импульсов , отлич,ающийся тем, что, с целью повышения точности измерения плотности потока излучения в широком диапазоне температур, в него введены второй пороговый элемент , разностный измеритель скорости счета импульсов, измеритель мертвого времени и управляемый усилитель, подключенный своим входом к катоду счетчика Гейгера-Мюллера, а выходом через измеритель мертвого времени .к управлякщему, входу высоковольтного источника питания и непосредствен- 3 но - к входам обоих пороговых элеменсл тов, выходы которых соединены с соответствующими входами разностного измерителя скорости счета импульсов, подключенного своим выходом к управляющему входу управляемого усилителя. о а о tc с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (!!) А

4(S!) G 01 Т 1 18

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblf ÈÉ (21) 3670745/24-25 (22) 01.12.83 (46) 07 ° 07.85. Бюл. N - 25 (72) В.А. Гладышев, Э.M. Иовенко и И.Г. Прозоров(71) Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (53) 535.232.237(088.8) (56) 1. Патент Японии )) 53-23186, кл. G OI Т 1/15,.опублик. 1978.

2. Поздников В.Н. и др. Радиоизотопные релейные приборы. M., Атомиздат, 1974, с. 83 (прототип). (54) (57) РАДИ0МЕТРИЧЕСКИЙ БЛОК ДЕТЕКТИРОВАНИЯ, содержащий высоковольтный источник питания, подключенный через гасящий резистор к аноду счетчика

Гейгера-Мюллера, катод которого подсоединен через резистор нагрузки к общей шине, а также. последовательно соединенные первый пороговый элемент и измеритель скорости счета импульсов, о т л и ч,а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения плотности потока излучения в широком диапазоне температур, в него введены второй пороговый элемент, разностный измеритель скорости счета импульсов, измеритель "мертвого" времени и управляемый усилитель, подключенный своим входом к катоду счетчика Гейгера-Мюллера, а выходом через измеритель "мертвого" времени.к управляющему, входу высоковольтного источника питания и непосредственно — к входам обоих пороговых элементов, выходы которых соединены с соответствующими входами раэностного измерителя скорости счета импульсов, подключенного своим выходом к управляющему входу управляемого усилителя.

1 166026

Изобретение относится к ядерному приборостроению и может быть использовано при построении радиометрических блоков детектирования, выполненных на основе счетчиков Гейгера—

Мюллера и предназначенных для измерения плотностей потока рентгеновского и гамма-излучений, а также бета-излучения в широком диапазоне температур окружающей среды. !О

Известен радиометрический блок детектирования, содержащий высоковольтный источник питания, гасящий резистор, счетчик Гейгера — Мюллера, интегрирующую цепь, состоящую из 15 резистора нагрузки и конденсатора, пороговый каскад и индикатор 1 ).

Недостатком такого радиометрического блока детектирования является невысокая точность измерения, обус- щ ловленная зависимостью величины импульсов тока счетчика Гейгера—

Мюллера от напряжения питания и температуры окружающей среды, а также нестабильностью во времени и вследствие токов утечки в изоляторах и конструктивных узлах включения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является радиометрический блок детектирования, содержащий высоковольтный источник питания, подключенный черед гасящий резистор к аноду счетчика Гейгера—

Мюллера, катод которого подсоединен через резистор нагрузки к общей ши35 не, а также послецовательно соединенные первый пороговый элемент и измеритель скорости счета импульсов (2 j.

Недостатком известного устрой- 40 ства является невысокая точность иэмерения плотности потока излучения, обусловленная наличием "мертвого" времени у счетчика, величина которого зависит от температуры окружающей 45 среды и напряжения питания счетчика.

Цель изобретения — повышение точности измерения плотности потока излучения в широком диапазоне температур. 50, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее высоковольтный источник питания, подключенный через гасящий резистор к аноду счетчика Гейгера — Мюллера, 55 катод которого подсоединен через резистор нагрузки к общей шине, а также последовательно соединенные первый пороговый элемент и измеритель скорости счета импульсов, введены второй пороговый элемент, раэностный измеритель скорости счета импульсов, измеритель "мертвого" времени и управляемый усилитель, подключенный своим входом к катоду счетчика Гейгера — Мюллера, а выходом через измеритель "мертвого" времени —, к управляющему входу высоковольтного источника питания и непосредственно — к входам обоих пороговых элементов, выходы которых соединены с соответствующими входами раэностного .измерителя скорости счета импульсов, подключенного своим выходом к управляющему входу управляемого усилителя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема радиометрического блока детектирования; на фиг, 2 — распределение импульсов счетчика Гейгера—

Мюллера по амплитудам (дифференциальный аппаратурный спектр), причем

3 — плотность амплитудного распределения; V — ; V порог амплитудной дискриминации первого порогового каскада, V — порог амплитудной дискриминации второго порогового каскада, Радиометрический блок детектирования (фиг. 1) содержит измеритель 1

"мертвого" времени, высоковольтный источник 2 питания, гасящий резистор 3, счетчик 4 Гейгера — Мюллера, резистор 5 нагрузки, управляемый усилитель 6, пороговые элементы 7 и 8, измеритель 9 скорости счета импульсов и разностный измеритель 10 скорости счета импульсов, Измеритель I "мертвого" времени подключен через последовательно соединенные высоковольтный источник 2 питания и гасящий резистор 3 к аноду счетчика 4 Гейгера — Мюллера, катод которого соединен с входом управляемого усилителя 6 и через резистор 5 нагрузки с общей шиной. Выход управляемого усилителя 6 соединен с входами измерителя 1 "мертвого" времени и пороговых элементов 7 и 8. Выход порогового элемента 7 подключен к входу измерителя 9 скорости счета импульсов и к одному из входов раэностного измерителя 10 скорости счета импульсов, другой вход которого соединен с выходом порогового элемента 8 и выход — с управляющим входом управляемого усилителя 6.

11660

Радиометрический блок детектирования работает следующим образом.

На высоковольтном источнике 2 питания устанавливается рабочее напряжение, которое через гасящий резис тор 3 подается на счетчик 4 Гейгера—

Мюллера. При попадании измеряемого излучения в рабочий объем счетчика 4

Гейгера — Мюллера в нем раэвивается10 разряд. Токовые импульсы счетчика 4

Гейгера — Мюллера выделяются на резисторе 5 нагрузки и подаются на вход управляемого усилителя б. Амплитудное распределение импульсов имеет характерную область — пик с

15 узким разрешением порядка 5 — S (фиг. 2). Усиленные управляемым усилителем 6 импульсы поступают на входы измерителя 1 "мертвого" времени и пороговых элементов 7 и 8.

Уровни (пороги) амплитудной дискриминации пороговых элементов 7 и 8 установлены соответственно на склоне пика (V ) и в максимуме пика (Ч ).

1 2

Если амплитуда импульса превышает порог дискриминации соответствующего порогового элемента 7 (или 8), то он вырабатывает нормализованный по амплитуде и длительности импульс. Измеритель 9 скорости счета импульсов измеряет количество импульсов за единицу времени, которое пропорционально плотности потока излучения, падающего на счетчик 4 ГейгераХнллера. Раэностный измеритель 10 35 скорости счета импульсов измеряет разницу в скоростях счета импульсов с выходов пороговых элементов 7 и 3 и по их соотношению вырабатывает сигнал рассогласования. В исходном состоянии порог дискриминации порогового элемента 7 (V„) установлен на склоне пика, а порог дискриминации .порогового элемента 8 (Ч2) установлен в максимуме пика, поэтому разница скоростей счета импульсов с выходов пороговых элементов 7 и 8 имеет настроенное значение. На выходе разностного измерителя 10 скорости счета импульсов сигнал рас- 50 согласования имеет нулевое значение..По величине сигнала рассогласо- вания в управляемом усилителе 6 устанавливается значение коэффициента усиления. При наличии возмущения, приводящего к сдвигу пика распределения относительно порогов дискриминации V< и U пороговых

26 4 элементов 7 и 8, например, при измерении (увеличении) амплитуды импульсов тока со счетчика 4 Гейгера—

Моллера (например; при увеличении напряжения питания), измечится соотношение скоростей счета импульсов на выходах пороговых элементов 7 и 8. Это изменение в разнице скоростей счета приведет к изменению величины сигнала рассогласования на выходе измерителя 10, который, воздействуя на управляемый усилитель 6, изменит его коэффициент усиления (в данном случае уменьшит). Пик амплитудного распределения импульсов установится в исходное положение относительно порогов дискриминации (фиг. 2). Таким образом осуществляется удержание порогов дискриминации на амплитудном распределении, что повышает точность измерения и упрощает конструкцию устройства, так как снижаются требования к стабильности напряжения высоковольтного источника. Измеритель i "мертвого" времени определяет величину мертвого" времени i счетчика 4 Гейгера—

Мюллера, измеряя импульсный сигнал с выхода управляемого усилителя 6, В исходном состоянии при комнатной температуре величина "мертвого" времени ь имеет номинальное значение.

Измеритель 1 "мертвого" времени выдает на управляемый вход высоковольтного источника 2 питания номинальное значение напряжения управления, по величине которого он вырабатывает номинальное рабочее напряжение питания счетчика 4 Гейгера — Мюллева.

При понижении температуры уменьшается

"мертвое" гремя счетчика 4 Гейгера ——

Мюллера. Это уменьшение определяет измеритель 1 "мертвого" времени и, воздействуя на управляющий вход высоковольтного источника 2 питания, .Уменьшает рабочее напряжение питания счетчика 4 Гейгера — Мюллера. !

При уменьшении напряйения питания счетчика 4 Гейгера — Мюллера его

"мертвое" время увеличивается. Таким образом, обеспечивается автоматическая стабилизация "мертвого" времени счетчика 4 Гейгера — Мюллера в широком диапазоне температур и тем самым увеличивается точность измерения радиометрического блока детектирования.

Использование изобретения о6еспечивает измерение плотности потока

5 1166026 6 гамма-излучения в диапазоне темпера- микросхем типа 198УТ1Б и 198НТ5А, тур от +50 С до -50 С с точностью пороговые каскады — 198У01Б, и

1Ж (против 9,7Х у известного), при . 134ЛБ1Б, измеритель и разностный этом время измерения составляет 2 с. измерители скорости счета импульсовВ устройстве использован счетчик . 198УТ1Б и 198НТ5А, измеритель мертвоМюллера - Гейгера типа СБМ-29, управ- ro времени — 198УТ1Б, 198НТ5А, ляемый усилитель выполнен на основе 134НЕ5, 134ЛБ1Б и 134ТВ14.

1 1,66026

Составитель В. Костюхин

Редактор Н. Данкулич Техред Л.Коцюбняк

Корректор А. Обручар

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4306/40 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5