ПРИБОР ДЛЯ ИНДИКАЦИИ РАДИАЦИИ Российский патент 1998 года по МПК G01T1/167 

Предлагаемое изобретение относится к области измерения ядерных излучений и может быть использовано в устройствах контроля радиационного загрязнения окружающей среды и пищевых продуктов.

Известен прибор для измерения ионизирующего излучения РКСБ-104, содержащий последовательно соединенные преобразователь напряжения, детектор, измеритель средней частоты следования импульсов и цифровой жидкокристаллический индикатор [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является дозиметр ДРГ-01Т (тГБ2.805.001 ПС), содержащий последовательно соединенные коммутатор, выполненный на одновибраторе, преобразователь напряжения, детектор, измеритель средней частоты импульсов и индикатор, вход одновибратора которого соединен с выходом детектора [2]
Однако этот дозиметр не имеет оптимальной экономичности, поскольку время включения формированного режима блокинг-генератора преобразователя напряжения задается одновибратором и не зависит от реальной необходимости. Время включенного состояния преобразователя напряжения, задаваемое одновибратором, должно выбираться таким, чтобы при максимальной разрядке элементов питания обеспечить необходимое выходное напряжение, тогда при свежих элементах питания оно окажется слишком большим. Кроме того, указанный цифровой дозиметр не имеет сигнализации о степени разрядки элементов питания, как это имеется у аналоговых индикаторов мощности экспозиционной дозы, например "БЕРЕГ-ИРИ1" аН2.746.002.ТУ.

Технической задачей предлагаемого решения являются повышение экономичности и обеспечение возможности контроля разрядки элементов питания, а также возможность нормальной работы индикатора при более глубокой разрядке элементов питания.

Техническая задача достигается тем, что в приборе для индикации радиации, содержащем последовательно соединенные коммутатор, преобразователь напряжения, детектор, измеритель средней частоты импульсов и индикатор, его индикатор выполнен с дополнительным входом сигнализации разрядки элементов питания, который соединен с выходом коммутатора, вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения.

На фиг.1 приведена функциональная схема прибора для индикации радиации, который содержит последовательно соединенные коммутатор 1, преобразователь 2 напряжения, детектор 3, измеритель 4 средней частоты импульсов и индикатор 5, дополнительный вход которого соединен с выходом коммутатора 1, вход которого соединен с выходом преобразователя 2 напряжения.

На фиг. 2 приведен пример выполнения прибора для индикации радиации, в котором коммутатор 1 содержит последовательно соединенные стабилитрон 6, транзистор 7 и триггер 8, второй вход которого соединен с выходом детектора 3.

Прибор для индикации радиации работает следующим образом.

При подключении питания к прибору для индикации радиации по цепи сброса, которая на чертеже не показана, измеритель 4 средней частоты импульсов устанавливается в исходное состояние и включает коммутатор 1, устанавливая его выход в единичное состояние. Сигнал с выхода коммутатора 1 запускает преобразователь 2 напряжения. При установлении на выходе преобразователя 2 номинального напряжения питания детектора 3 выключится коммутатор 1, сигнал с его выхода отключит преобразователь 2 напряжения. При регистрации детектором 3 гамма квантов или бэта частиц на его выходе появляется импульс, который передается на измеритель 4 средней частоты импульсов и понижает напряжение на выходе преобразователя 2, что включит коммутатор 1 и сигнал с его выхода опять включит преобразователь 2 напряжения и по достижении заданного напряжения на его выходе коммутатор 1 выключит преобразователь 2 напряжения.

Так как коммутатор 1 выполнен на стабилитроне 6, транзисторе 7 и триггере 8, то по мере зарядки конденсаторов выпрямителя, подключенного на выходе импульсного трансформатора преобразователя 2, уменьшится ток зарядки конденсаторов и повысится напряжение на обмотках импульсного трансформатора и, когда оно становится выше напряжения стабилизации стабилитрона 6, появится ток через стабилитрон 6 и базу транзистора 7, что создает коллекторный ток транзистора 7, который переведет триггер 8 в нулевое состояние. Триггер 8 будет установлен в единичное состояние по цепи сброса или импульсом с выхода детектора 3.

При этом для уменьшения потребляемой мощности вход коммутатора 1 может быть подключен не к выходу высокого напряжения преобразователя 2, а к дополнительному выходу более низкого напряжения, снимаемого с его импульсного трансформатора.

Если прибор выполнен с пороговым элементом в цепи питания, выполненным, например, на обогащенном (нормально закрытом) МОП транзисторе, и он питается от дополнительного выхода преобразователя напряжения, то после включения питания прибор начнет индицировать показания только после времени, необходимого для достижения на выходе преобразователя напряжения выше порога индикации, и по времени, через которое появится индикация, можно судить о степени разрядки элементов питания.

После истечения времени измерения измерителя 4 средней частоты импульсов на индикаторе 5 можно отсчитать результат измерения, а при разрядке элементов питания преобразователь 2 напряжения будет работать почти непрерывно, о чем будет индицировать дополнительный знак индикатора 5.

Пример выполнения прибора для индикации радиации по данному техническому решению обеспечивает, например, при изменении напряжения элементов питания от 3 до 4,5 В напряжение на выходе преобразователя 2 в пределах 400±5 В, при этом время включенного состояния преобразователя 2 при напряжении 4,5 В 11 миллисекунд, при 3,6 В 120 миллисекунд, а при 3 В преобразователь 2 работает непрерывно, и прибор сохраняет работоспособность.

Из приведенного примера выполнения прибора для индикации радиации видно, что, если для прототипа длительность сигнала одновибратора выбрать равной 120 миллисекунд, он сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от 4,5 до 3,6 В, и потребляемая мощность при напряжении питания 4,5 В будет в 10 раз больше, чем для предлагаемого устройства, которое сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от 4,5 до 3 В, и по времени включенного состояния преобразователя 2, которое отражается на индикаторе 5, можно судить о степени разрядки элементов питания, и когда преобразователь работает почти непрерывно, то это сигнализирует о том, что необходимо сменить элементы питания прибора для индикации радиации.

Если номинальное напряжение на дополнительном выходе преобразователя напряжения равно 3,3-3,6 B и пороговый элемент подключает питание прибора, когда это напряжение достигнет 3 B, то, например, при включении питания напряжением 1,5 B индикация появляется через 0,6-0,8 с, а при напряжении 1 B индикация появится после 4-5 с, что будет свидетельствовать о необходимости замены элементов питания.

Использование: изобретение может использоваться при разработке и выпуске приборов для индикации ядерных излучений, контроле загрязнений в окружающей среде. Сущность изобретения: прибор для индикации радиации содержит последовательно соединенные коммутатор, преобразователь напряжения, детектор, измеритель средней частоты импульса и индикатор. Коммутатор выполнен на пороговом элементе, вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения. Дополнительный вход индикатора, предназначенный для сигнализации о времени работы преобразователя напряжения, соединен с входом или дополнительным выходом преобразователя напряжения. 2 ил.

Прибор для индикации радиации, содержащий последовательно соединенные коммутатор, преобразователь напряжения, детектор, измеритель средней частоты импульса и индикатор, отличающийся тем, что индикатор содержит элемент сигнализации о времени работы преобразователя напряжения, вход которого является вторым входом индикатора и соединен с входом или дополнительным выходом преобразователя напряжения, а коммутатор содержит стабилитрон, транзистор и триггер, причем стабилитрон соединен с базой включенного по схеме с общим эмиттером транзистора, коллектор которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом детектора, выход триггера является выходом коммутатора, а вход стабилитрона входом коммутатора, соединенным с выходом преобразователя напряжения.