УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ФОТОННЫХ ИСТОЧНИКОВ Российский патент 1994 года по МПК G01T1/16 

Изобретение относится к ядерному приборостроению и может быть использовано при радиометрическом и дозиметрическом контроле в качестве средства поиска и определения направления на фотонный источник.

Известно устройство [1] , содержащее два детектора, разделенных ослабляющим излучение экраном, и схему обработки. Когда источник расположен не симметрично относительно двух детекторов, разностный сигнал, снимаемый с дифференциального усилителя, не равен нулю. Добиваясь равенства нулю разностного сигнала, путем разворота детекторов определяют направление на источник. Недостатком устройства является относительно узкий (меньший π рад. ) диапазон угловой чувствительности.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство [2] , содержащее детектирующий блок, включающий три детектора, расположенные в вершинах правильного треугольника, ослабляющий излучение экран, разделяющий детекторы, и схему измерения, соединенную с выходами детекторов. Сигналы на выходе детекторов зависят от ориентации детектирующего блока относительно источника. Эти сигналы в виде напряжения постоянного тока поступают к катушкам, расположенным через 120^о на круговом индикаторе. Стрелка индикатора указывает направление результирующего вектора и, следовательно, направление на источник.

Недостатком устройства является относительно низкая точность определения направления на источник. Это связано с тем, что область изменения чувствительности детектора к угловому положению источника (при азимутальной изотропии чувствительности устройства) составляет величину θ_o= = 120^о, соответственно погрешность в определении на источник σ(θ)≈θ_o будет велика.

Другим недостатком устройства является относительная сложность конструкции защитного экрана, что усложняет его изготовление, а также юстировку детектирующего блока.

Целью изобретения является увеличение точности определения направления на источник.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для поиска фотонных источников, содержащее блок измерения, выход которого подключен к входу блока индикации, и детектирующий блок, состоящий из трех детекторов и экрана, снабжено блоком сравнения, в детектирующий блок введены n детекторов, где n ≥3, экран выполнен в виде цилиндра, все три +n детекторов установлены вокруг цилиндра по его образующей, выход каждого из упомянутых детекторов связан соответственно с первым (3+n)-м входом блока сравнения, выход которого подключен к входу блока измерения.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема детектирующего блока; на фиг. 3 - схема сравнения; на фиг. 4 - диаграмма направленности двух групп счетчиков 5, 6, 7 и 8, 9, 10.

Устройство содержит детектирующий блок 1, включающий m детекторов 2. . . 13 и ослабляющий излучение экран 14 цилиндрической формы, по образующей которого размещены m детекторов, схему 15 сравнения и схему 16 измерения. Схема 15 сравнения содержит счетчики 17. . . 20, входы которых соединены с выходами групп по 6 детекторов (2. . . 7, 5. . . 10, 8. . . 13, 11. . . 13. . . 4) соответственно, счетчик 21, входы которого соединены с выходами детекторов 2. . . 13, счетчики 22 и 23, входы которых соединены с выходами двух групп детекторов 5, 6, 7 и 8, 9, 10 соответственно. Схема 16 измерения - это микропроцессорный вычислитель, шина 24 которого соединена с выходом счетчиков 17. . . 23. Выход интерфейса схемы 16 измерения соединен с блоком 25 индикации. Линия визирования устройства (детектирующего блока) совападает с осью Y, проведенной для определенности между детекторами 13, 2 и 7, 8.

Устройство работает следующим образом.

Для грубого определения положения источника (с точностью ± 45^о) можно воспользоваться понятием квадрантов, определяемых как области углов ± 45^о, отсчитываемых от осей +Y - I квадрант, + X - II квадрант, - Y - III квадрант; -Х - IV квадрант. В процессе работы сигналы с выходов детекторов 2. . . 7, 5-10, 8. . . 13, 11. . . 13. . . 4 накапливаются в счетчиках 17. . . 20 соответственно и значения этих сумм поступают на шину 24 данных вычислителя 16. При попадании источника в поле зрения детектирующего блока суммарный сигнал с детекторов, поступающий на вход счетчика 21, превысит заданный порог (определяемый, например, величиной фона). По сигналу превышения порога определяется наименьшая сумма с выходов счетчиков 17. . . 20. При указанном на фиг. 2 положении источника И (во II квадранте) наименьшая сумма будет на выходе счетчика 20. Детектирующий блок разворачивают так, чтобы его линия визирования совпадала с направлением оси Х. После этого в счетчиках 22, 23 осуществляется сравнение суммарных сигналов с групп детекторов 5, 6, 7 и 8, 9,10 (фиг. 4). Сигнал разности с этих групп поступает из схемы 16 измерения на блок 25 индикации. По его величине и знаку осуществляют точное совмещение линии визирования с направлением на источник. Если источник оказался в III, IV или I квадранте, то минимальный сигал будет соответственно на выходах счетчика 17, 18 или 19. В этих случаях линию визирования совмещают соответственно с осью -Y, -X или Y, а затем по приведенной выше методике определяют направление на источник точно. Четкое фиксирование группы счетчиков с наименьшим суммарным сигналом и заметное различие суммарных сигналов с групп счетчиков на втором этапе осуществляются благодаря существенному различию коэффициентов η₁ и η₂ ослабления излучения экрана и детекторов.

При конкретном выполнении устройства в качестве детекторов 2. . . 13 можно использовать счетчики Гейгера, например СМБ-20. В этом случае при числе детекторов m = 12 диаметр ослабляющего излучение экрана составит 31 мм. Изготовить его можно из свинца.

Область применения: ядерное приборостроение, используется в частности, при радиометрическом и дозиметрическом контроле в качестве средства поиска и определения направления на фотонный источник. Сущность изобретения: для повышения точности поиска путем определения направления на источник фотонного излучения. Устройство состоит из детектирующего блока, ослабляющего излучение экрана, схемы сравнения и схемы измерения, при этом экран выполнен в виде цилиндра, а детекторы установлены вокруг экрана по его образующей. выходы детекторов, объединенных в несколько групп, через схему сравнения соединены со схемой измерения. 4 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ФОТОННЫХ ИСТОЧНИКОВ, содержащее блок измерения, выход которого подключен к входу блока индикации, и детектирующий блок состоящий из трех детекторов и экрана, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поиска путем определения направления на источник, оно снабжено блоком сравнения, в детектирующий блок введены n детекторов, где n ≥ 3, экран выполнен в форме цилиндра, все три +n детекторов установлены вокруг цилиндра по его образующей, выход каждого из упомянутых детекторов связан соответственно с первым (3 + n)-м входом блока сравнения, выход которого подключен к входу блока измерения.