Радиационный дозиметр

 

Изобретение относится к области радиационного приборостроения, а именно к рентгеновской экспонометрии. Цель изобретения - расширение диапазона мощностей измеряемых доз излучения . В устройство, содержащее ионизационную камеру, интегрирующий конИзобретение относится к радиационному приборостроению, а именно к рентгеновской экспонометрии. Цель изобретения - расширение диапазона мощностей измеряемых доз излучения . На фиг.1 представлена функциональная схема радиационного дозиметра; на Фиг.2 - электрическая схема коммутатора; на фиг.З - эпюры напряжений в функции времени t, поясняющие работу дозиметра. Радиационный дозиметр содержит (фиг.1) последовательио соединенные ионизационную камеру 1 с питающим в денсатор, усилитель, компаратор с обратной связью и коммутатор, введен компенсирующий конденсатор с емкостью, равной междуэлектродной емкости ионизационной камеры, а коммутатор выполнен двухканальным и снабжен вторым выходом , соединенным через компенсирующий конденсатор с входом усилителя. Компенсация наброса заряда одного знака через междуэлектродную емкость ионизационной камеры, возникающего при переключении полярности напряжения ее питания, осуществляется при любом напряжении питания камеры и лйбом значении интегрирующего конденсатора за счет наброса заряда противоположного знака через коммутатор и компенсируюций конденсатор, что позволяет осуществлять измерения радиационных доз в полях как с низким, так и с высоким уровнем излучения, 3 ил. с %г выходным электродами и усилитель 2, а также интегрирующий конденсатор 3, компаратор 4 с цепью 5 обратной связи, коммутатор 6, компенсирующий конденсатор 7 и общую шину (не показана ) . Цепь 5 обратной связи компаратора 4 состоит из двух последовательно соединенных резисторов 8 и 9, двух встречно включенных диодов 10 и II, а также резистора 12. Выходной электрод ионизационной камеры 1 соединен через интегрирующий конденсатор (С-) 3 с общей шиной. Выход усилителя 2 подключен к одному iвходу компаратора 4, подсоединенного |СО ю. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 Т 1/! 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР и АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 4024708/31-25 (22) 19.02.86 (46) 30.01.90. Бюл. В 4 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском политехническом институте им, С.N,Êèðoâà (72) В.Г.Волков и М.М.Штейн (53) 621.3.08(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 240119, кл. G 01 Т 1/17 ° 1983.

Авторское свидетельство. СССР

Ф 1290882, кл, 6 О1 Т 1/16, 26.11 ° 85 ° (54) РАДИАЦИОННЫЙ ДОЗИМЕТР (57) Изобретение относится к области радиационного приборостроения, а именНо к рентгеновской экспонометрии.

Цель изобретения — расширение диапазона мощностей измеряемых доз излучения. В устройство, содержащее иониэационную камеру, интегрирующий конИзобретение относится к радиационному приборостроению, а именно к рентгеновской экспонометрии.

Цель изобретения — расширение диапазона мощностей измеряемых доэ излучения.

На фиг,l представлена функциональная схема радиационного доэиметра; на фиг.2 — электрическая схема коммутатора; на фиг.3 — эпюры напряжений в функции времени t поясняющие работу дозиметра °

Радиационный дозиметр содержит (фиг.l) последовательно соединенные ионизациоыную камеру l с питающим и

„„SU„„1328774

2 денсатор, усилитель, компаратор с обратной связью и коммутатор, введен компенсирующий конденсатор с емкостью, равной междуэлектродной емкости ионизационной камеры, а коммутатор выполнен двухканальным и снабжен вторым выходом, соединенным через компенсирующий конденсатор с входом усилителя.

Компенсация наброса заряда одного знака через междуэлектродную емкость ионизационной камеры, возникающего при переключении полярности напряжения ее питания, осуществляется при любом напряжении питания камеры и любом значении интегрирующего конденсатора за счет наброса заряда противоположного знака через коммутатор и компенси- Е рующий конденсатор, что позволяет осу- уу, ществлять измерения радиационных доз M Ф в полях как с низким, так и с высоким С уровнем излучения. 3 ил, выходным электродами и усилитель 2, а также интегрирующий конденсатор

3, компаратор 4 с цепью 5 обратной связи, коммутатор 6, компенсирующий конденсатор 7 и общую шину (не показана), Цепь 5 обратной связи компаратора 4 состоит из двух последовательно соединенных резисторов 8 и 9, двух встречно включенных диодов 10 и ll а также резистора !2.

Выходной электрод иониэационной камеры 1 соединен через интегрирующий конденсатор (C ) 3 с общей шиной.

Выход усилителя 2 подключен к одному

?входу компаратора 4, подсоед ?ненного

1328774 выходом к другому входу компаратора

4 через цепь 5 офратной связи и входу компаратора 6, первый выход которого соединен с питающим электродом

5 ионизационной камеры и второй выход с входом усилителя 2 через компенсирующИй конденсатор 7, Коммутатор 6 выполнен (фиг. 2) двухканальным и содержит два ключа 13 и

14 в виде транзисторов противоположной проводимости, базы которых являются входом коммутатора, двухполярный источник питания (не показаны) и четыре оптопары, светодиоды 15-18 ко" 1 торых вклщчены попарно последователь-но в коллекторные цепи транзисторов с соответствующих ключей 13 и 14, катоды фотодиодов 20 и 21 второй и третьей оптопар подключены к плюсовому выводу -,0 иСточника питания, аноды фотодиодов

19 и 22 первой и четвертой оптопар соединены с минусовым выводом источника питания. Анод фотодиода 20 второй оптопары, соединенньд с катодом 25 фотодиода 22 четвертой оптопары„ явля. ется первым выходом коммутатора 6,, Катод фотодиода 19 т ервой оптопары, соединенный с анодом фотодиода 21 .третьей оптопары, является вторым вы-::9 ходом коммутатора 6.

Коммутатор 6 работает следующим образом, Допустим, что опорное напряжение имеет положительный знак, Поскольку напряжение на выходе компа=- „, ) ратора 4 имеет этот же знак, то о..;-"крыт транзистор 13 коммутатора 6. По светодиодам 15 и.16 первой и второй оптопар протекает ток„ при этом открываются фотодиоды 19 и 20 этих оптопар, Через фотодиоц 20 на. питающий эЛектрод ионизационной камеры подается положительное напряжение, а через фотодиод 19 отрицательное напряжение подается на компенсируюший концем-45 сатор (Сх) 7. Ток, ионизационной камеры 1 составляет 10 -10 A а ком-Ф мутатор 6 может обеспечить ток 10

10 А.

При отрицательном Опорном напряже- нии открьвается транзистор 14 и вклю-. чаются светодиоды 17 и 18, при этом открьваются фотодиоды 21 и 22, В этом случае на первый выход коммутато55 ра 6 подается через фотодиод 22 отрицательное напряжение и на второй выход - положительное напряжение через фотодиод 21.

>1Я интегрирующем конденсаторе 3 имеется сигнал 23„а на выходе компаратора 4 сигнал 24, Радиационный дозиметр работает следующим образом, В ионизационной камере 1 с плоскопяраллельными питающими и выходным электродами под действием рентгеновского излучения возникают ионы рязных знаков.

Ня ионизационную камеру l с межэлектродной емкостью 0 подается напряжение питания с полярностью, обеспечивающей сбор заряда на интегрирующем конденсаторе 3 с е. ;костью 330 пф„ такого же знака,, что и опорное напри жение компаратора 4, Это достигается с помошью коммутатора 6 ня четы сх ОптОпаряхр управляемогс От компярятО ра 4 через транзисторные ключи 13 ч

14, базовые переходы которых защища-.тг друг другa от обратного напряжения, Для питания ионизационной камеры

1 мОгут использоваться дня источни ка,, нли один источник со средней точкой., образованной резисторным делителем H соединен» вй с Общей шиной, HaIIpeseIIIIe с кондея; атора 3 поступает на вхоц усилителя 2,, выполненного в виде усиля,еля тока — истокового повторителя на полевоv. трячзисторе потенциал на выход .;:Оторого П =(О

0.,5) В, Усиленный сигнал с выхода усилителя 2 подается на первый (инвертирующий) вход операционного усилителя компаратора 4 С малым напряжением смещения, Ня второй (неинвертирующий) вход операционного усилителя компаратора 4 подается по цепи обратной связи 5 опорное напряжение U „, абсо- лютная величина которого должна быть больше напряжения смещения усилителя 2у

При достижении сигнала ня выходе

$ ñHëèòÿëÿ 2 энячения, рявнОГО Опорному U „, срабатьвает компаратор 4, Полученный перепад напряжения на выходе компаратора 4 поступает на транзисторные ключи 13 и 14 коммутатора 6 и по цепи обратной связи изменяет зиак опорного напряжения компяратора 4, При этом закрывается транзистор 13 и открывается транзистор 1-4, Через открытый фотодиод 22 четвертой оптопары на питающий электрод иончзационной камеры 1 подается отрицательное напря>кение. Величина напряжения на интегрирующем конденсаторе 3 скачком изме1328774 6

Формула изобретения

См няется на (- "-2U ). Одновременно

Си через открытый фотодиод 21 третьей оптопары на интегрирующий конден5 сатор 3 через компенсирующий конденсатор 7 подается скачок напряжения (+ « 20„), Так как С„ выбраны равС

Си ной С, то компенсация наброса заря- ;0 да на интегрирующем конденсаторе 3 всегда имеет место, Под действием излучения происходит перезаряд.интегрирующего конденсатора 3, При достижении напряжения на входе компаратора 4, равного опорному U Ä, компаратор 4 снова изменяет свое состояние

Величина напряжения U, до которого заряжается интегрирующий конденсатор

3„ определяется формулой Uc= Uo + Uon ° 20

Изменение напряжения на интегрирующем конденсаторе 3 sa время между коммутациями компаратора 4 равно

2Uon Таким образом, компаратор 4 переключается каждь»й раз после накопления интегрирующим конденсатором

3 заряда 2C„Uo и по количеству импульсов с компаратора 4 можно судить о величине радиационной дозы. Пос" 30 кольку цена отсчета (чувствительность) дозиметра не зависит от напряжения питания ионизационной камеры 1» то возможно измерение радиационных полей как низкой, так .и высокой интен- 35 сивности

Использование предлагаемого дозиметра обеспечивает расширение диапазона мощностей доз измеряемого излуче- 40 ния, при этом упрощается настройка, так как не требуется подбор делителя напряжения и возможна плавная регулировка за счет изменения опорного напряжения, Радиационнь»й дозиметр, содержащий последовательно соединенные ионизационную камеру с питающим и выходным эЛектродами и усилитель, а также общую шину, коммутатор с двухполярным источником питания, интегрирующий конденсатор и компаратор, подключенный одним входом к выходу усилителя и выходом к другому входу компаратора через цепь обратной связи и к входу коммутатора, выход которого соединен с пцтающим электродом ионизационной камеры, подсоединенной выходным электродом через интегрирующий конденсатор к общей шине, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона мощностей измеряемых доз, в него введен компенсирующий конденсатор с емкостью, равной ме»»;цуэлектродной емкости ионизационной камеры, а коммутатор выполнен двухканальным, снабжен вторым выходом, соединенным через компенсирующий конденсатор с . входом усилителя и содержит два ключа в виде транзисторов противоположной проводимости, базы которых являются входом коммутатора, и четырех оптопар, светодиоды которых включены попарно последовательно в коллекторные цепи транзисторов соответствующих ключей, катоды фотодиодов второй и третьей оптопар подключены к плюсовому выводу источника питания, аноды фотодиодов первой и четвертой оптопар соединены с минусовым. выводом источника, питания, анод фотоднода второй оптопары, соединенный с катодом фотбдиода. четвертой оптопары, является первым выходом компаратора, катод фотодиода первой оптопары, соединенный с анодом фотодиода третьей оптопары, является вторым выходом компаратора.

)g?8774

Ф

1 71 й

«9 д.j:C"

» С

tj

Г(Я

1 ( (,1

UhI

grI Я

-.1 (" ) ы

1

p а- -1

1 .4, f, 1

I" .=--- ..Ы.-й

-«:6

/ (1

@ Ф Г (II

1 а т-; ф

1 !! (",,:,;. „

Др" )

1

jl

1,1328774

Составитель В,Костюхин

Редактор О.Головач Техред Л.Сердюкова ° . Корректор Т.Палий

Заказ 157 Тираж 357 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101