Устройство измерения координаты ионизирующей частицы

,СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

< 111 G Ol T 5 12

gf FA" &r- g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3746472/24-25 (22) 30.05,84 (46) 07.04.87. Бюл. М 13 (71) Ленинградский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова (72) С.С.Волков, О.В.Миклухо и О.Е.Прокофьев (53) 621.3.08(088.8) (56) А.Б.Иванов, С.П.Черненко, ОИЯИ Р10-83-370, Дубна, 1983.

К.D.Rausome et а1. А polarimeter

for protons between 100 and 800Ne V

М 1 М, 201, 1982, р.р.309-313. (54) (57 ) 1. УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ

КООРДИНАТЫ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ ЧАСТИЦЫ, включающее сцинтилляционный счетчик, многопроволочную дрейфовую или пропорциональную камеру со съемом информацйи посредством линий задержки, три преобразователя временных интервалов в код, причем выход сцинтилляционного счетчика соединен с входами "Старт" преобразователей временных интервалов в код, выходы Стоп которых соединены соответственно с первым выходом линии задержки, с вторым выходом линии задержки и с катодом камеры, а выходы преобразователей временных интервалов в код являются выходом устройства и соединены с 3ВМ шинами передачи и синхронизации считывания данных, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени получения результата измерения и повышения эффективности режекции случаев с искажением координаты, в устройство введеи детектор множественности, первый вход которого соединен с первым выходом линии задержки, второй вход соединен с вторым выходом линии задержки, третий вход соединен с катодом камеры, а выход детектора множественности соединен со входами Сброс" преобразователей временных интервалов в код.

1220466

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е .с я тем, что детектор множественности частиц состоит из двух КВ триггеров, двух одновибраторов, схемы ИЛИ, трех ключей, двух источников тока равной величины, конденсатора, компаратора напряжений, источника напряжения и схемы И, причем вход R сброса первого триггера является первым входом детектора, вход R сброса второго триггера — вторым входом детектора, а вход первого одновибратора — третьим входом детектора, причем выход первого одновибратора соединен с входами 5 установки первого и второго триггеров, с первым входом схемы ИЛИ и с входом второго одновибратора, выход которого соединен с вторым входом схемы

ИЛИ, выходы первого, второго триггеров и выход схемы ИЛИ независимо соеИзобретение относится к технике ядерно-физического .эксперимента, точнее к устройствам измерения координаты ионизирующей частицы с помощью многопроволочной дрейфовой или пропорциональной камеры со сьемом информации о координате посредством линии задержки, когда регистрируется одна и только одна частица, а случаи множественности (две и более) частиц, искажающие результат измерения, выделяются и режектируются.

Целью изобретения является сокращение времени на получение результата измерения при одновременном сокращении необходимого для накопления данных объема памяти ЗВМ и повышение эффективности режекции случаев с искажением координаты.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства измерения координаты ионизирующей частицы; на фиг.2 функциональная схема детектора множественности.

Устройство содержит сцинтилляционный счетчик 1, МДК 2, катод МДК 3, линию задержки (ЛЗ) 4, преобразователи временных интервалов 5, 6 и и детектор множественности 8. динены с входами управления соответственно первого, второго и третьего ключей, входы первого и второго ключей независимо соединены с выходами источников токов равной величины, вход третьего ключа соединен с общим потенциалом, выходы ключей объединены и присоединены к первому выводу конденсатора, второй вывод которого соединен с общим потенциалом, первый вывод конденсатора соединен с инверсным входом компаратора напряжений, неинверсный вход которого соединен с выходом источника Напряжения, выход компаратора напряжений соединен с первым входам схемы И, выход второго одновибратора соединен с входом стробирования компаратора напряжений и . вторым входом схемы И, выход которой является выходом детектора множественности.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии преобразователи временных интервалов, детектор множественности и ЭВМ находятся в режиме ожидания прихода сигналов со сцинтилляционного счетчика и каме.ры. После прохождения ионизирующей частицы срабатывает сцинтилляционный счетчик 1 и по входам "СТАРТ" запускает преобразователи временных интервалов 5, 6 и 7. Трек от частицы начинает дрейфовать по направлению к ближайшей проволочке камеры и в мо-.

15 мент достижения ее на катоде камеры и il. 3 появляется сигнал и начинает распространяться по направлению к выходам ЛЗ. В этот момент вырабатывается сигнал "СТОП" для преобразователя 7, а после времени распространения сигналов до выходов ЛЗ вырабатывается сигнал "СТОП" для преобразователей 5 и 6. Одновременно с этим сигналы поступают на входы детектора множественности, который в зависимости от наличия или отсутствия множественности вырабатывает или не вырабатывает импульс сброса преобразователей. При отсутствии сброса с детек!

220466 тора множественности данные с преобразователей считываются в память ЭВМ с целью вычисления координаты после окончания измерений.

В основу детектирования множественности в предлагаемом устройстве положено условие, что сумма времени распространения сигналов в ЛЗ от момента появления сигнала на проволочке до моментов появления сигналов !0 на выходах ЛЗ (контрольная сумма) есть величина постоянная и равная максимальной задержке используемой

ЛЗ. Это условие нарушается в случае множественности частиц в камере. В f5 предлагаемом устройстве выбор моментов отсчета временных интервалов, яв- ляющихся входными параметрами детектора множественности, отличается тем, что из контрольной суммы исклю- 20 чено время дрейфа. Начало временных интервалов Т, и Т, используемых для образования контрольной суммы, определяется сигналом с катода камеры, конец первого Т< сигналом с пер- 25 вого выхода ЛЗ, конец второго Т сигналом с второго выхода ЛЗ.

Указанные временные интервалы связаны с параметрами камеры и ЛЗ следующими соотношениями 30

Сумма в этом случае

Как видно, S в случае множественности частиц в камере меньше суммы (2), вычисленной для опночастичного случая, и может служить критерием множественности частиц в камере.

Таким образом, для выделения множественности достаточно сложить два указанных интервала и сравнить полученную сумму с постоянной величиной; равной сумме этих интервалов в случае попадания в камеру одной и только одной частицы.

Детектор множественности (фиг.2) содержит триггеры 9 и 10, три ключа

1l, 12 и 13, два одновибратора 14 и 15, схему ИЛИ 16, два источника

17 и 18 токов I и Т соответственно, конденсатор 19, компаратор напряжений 20, источник напряжения 21 и схему И 22.

В исходном состоянии триггеры 9 и 10 удерживают ключи 11 и !2 в таком положении, когда токи источников 17 и 18 токов I, I отключены от кон— денсатора 19; напряжение на котором относительно общего потенциала равно нулю. Ключ 13 удерживается выходом схемы ИЛИ 16 в состоянии, при котором первая обкладка конденсатора 19 и вход компаратора 20 соединены с общим потенциалом. Сигнал с катода камеры запускает одновибратор 14 импульс которого передним фронтом устанавливает в "1" триггеры 9 и 10 а задним фронтом запускает одновибратор 15, длительность сигнала которого равна времени задержки ЛЗ, при этом все три ключа l 1,,12 и 13 переключаются, конденсатор 19 при этом начинает заряжаться током I +I

Триггер 9 переключается в исходное состояние сигналом с выхода 1

ЛЗ 4, при этом ключ 11 возвращается в положение 1, одновременно отключая источник тока от конденсатора. Аналогичная процедура происходит и с триггером 9 в момент прихода сигнала с выхода 2 ЛЗ.

Т, = С, + и 11

2 (N n)Dь

40 (2) 45

Определим напряжение на конден55 . саторе после прихода сигналов при условии Т =I = I = const и С2 — начальные. постоянные, п — номер сработавшей проволочки;

N — число проволочек в камере;

D — шаг задержки.

Определим сумму S

S„=Т,+Т =С,+С +ND т.е. сумма не зависит от координаты частицы и постоянна.

Вычислим ту же сумму в случае множественности частиц.

Предположим, что в камеру попадают две части одновременно: А с координатой п, и Б с координатой и

Величина первого интервала останется без изменений, во втором интервале сигнал от частицы Б придет к выходу J13 раньше, чем сигнал от частицы А на величину (и -и,) D,и воспримется как конец Т2. ТОгда т1 = с,+nD

Т,=С, + (N,)D-{п,-n,)D.

С +С +МЭ вЂ” (n -n )D км 2

Т 1 ?2 Т2 Т !

V = --- — + — --- = --- (Т +Т ).

С С С 2

1220466

Ф . Я

Составитель Т. Тулик

Техред А„Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Редактор В.Зивтынь

Заказ !230/! Тираж 73l Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1t3035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5 т

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

Так как I/Ñ постоянный коэффициент, то напряжение на конденсаторе пропорционально сумме временных интервалов, т.е. напряжение моделирует контрольную сумму согласно формуле (2).

В случае единичности событий в камере напряжение на конденсаторе постоянно. В случае неединичной мно-. жественности это напряжение 7 меньше V . Если величину напряжения V ! во втором входе компаратора выбрать меньше V, на величину порога gv,. то зг комгаратор будет срабатывать (перехолить в момент прихода последнего

I из входных сигналов в другое логическое состояние по выходу) только в случае единичности частиц в камере, а в случае множественности выход компаратора останется в первоначальном состоянии. Это обстоятельство используется для формирования импульса сброса преобразователей временных интервалов.

Чем меньше может быть выбрана величина порога ЬЛ, тем эффективнее разделение единичности и множественности частиц, зарегистрированных камерой. Минимальная величина порога

hV ограничивается дисперсией величины 7 для одночастичных случаев.