Радиометрический измерительный канал (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК G01T1/16 

Изобретение относится к области ядерной техники и предназначено для измерения радиоактивного излуч-ения, например, плотности потоков нейтронов в системах управления и защиты ядерных реакторов. Известны импульсные радиометриче ские каналы, состоящие из блока детектирования, расположенного в зоне .облучения, и электронного устройства обработки информации (сигналов), расположенного вне зоны облучения l и 2 , В этих радиометрических каналах блок детектирования выполненный, на ример, на основе импульсной ионизационной камеры, соединен с электрон ным устройством обработки сигналов посредством кабельной линии связи. Электронное устройство известных ра диометрических каналов, как правило состоит из предварительного, усилите ля осуществляющего усиление сигнала от детектора, и соединенного последовательно с ним устройства выделения полезного сигнала (дискриминатор, частотный детектор), с выхода которого сигнал поступает на выходное устройство обработки информации осуществляющее обработку и вывод ин формации на показывающие приборы и ЭВМ. Известные радиометрические каналы обладают недостаточной помехозащищенностью, так как экранировка входных цепей не обеспечивает полно го подавления помех из-за очень малых уровней сигналов с детектора, Наиболее близким по технической сущности к описываемому устройству является радиометрический измерител ный канал, . содержащий блок дете тирования, соединенный через линию связи с входом усилителя-формирователя, выход которого через линию задержки подключен к сигнальному входу схемы пропускания, вход управ ления которой соединен с выходом устройства выделения сигнала помехи а выход подключен к входу устройства обработки информации 3J , В этом устройстве помехозащищенность достигается за счет применения специального устройства выделения сигнала помехи и блокировки ос новного измерительного тракта на время действия помехи. Устройство выделения сигнала помехи в данном случае выполнено в виде специального антенного контура, выделяющего сигнал помехи, соединенного с допол нительным усилителем-формирователем с выхода которого усиленный сигнал помехи поступает на одновибратор, формирующий импульс блокировки, длительность которого больще длительности сигнала помехи. Импульс блокировки запирает схему пропускания на время действия сигнала помехи, и, таким образом, сигнгш помехи, наведенный в основном измерительном тракте, не проходит на выходное устройство обработки информации. Основным недостатком известного устройства является значительная погрешность измерения, обусловленная тем, что на время действия сигнала помехи измерительный сигнал блокироЬан и происходит потеря полезной информации. Цель изобретения - уменьшение погрешности измерений в условиях интенсивных помех. Это достигается тем, что в радиометрический измерительный канал введено корректирующее устройство, выполненное в виде последовательно соединенных устройства обработки импульсов помехи и выходного управляемого каскада, сигнальный управляющий вход корректирующего устройства соединен с выходом устройства выделения помех, сигнальный вход - с выходом устройства обработки информации, а выход является выходом канала. В устройстве - варианте поставленная цель достигается тем, что в радиометрический измерительный канал введено корректирующее устройство, выполненное в виде формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом устройства выделения сигнала помех, а выход - с управляющим входом усилителя-формирователя. На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого радиометрического канала, вариант 1; на фиг. 2 - блок-схема то же, вариант 2; на фиг. 3 - структурная схема преобразования сиг ралов, вариант 1; на фиг. 4 - то е, вариант 2; на фиг, 5 - зависимость рабочей характеристики измерительного канала от управляющего сигнала корректирующего устройства (кривая 11); кривая 12 - собственные шумы измерительного канала. Радиометрический измерительный канал по варианту 1 работает с любым типом детектора. Техническое решение по варианту 2 охватывает только радиометрические измерительные каналы с детекторами, имеющими наклонные рабочие характеристики и допускающие незначительное смещение рабочей характеристики, но при этом выполнение этих каналов проще по сравнению с вариантом 1. Радиометрический измерительный канал (вариант 1) состоит из детектора 1, например импульсной ионизационной камеры, который через коаксиальную линию 2 связи подключен к входу усилителя-формирователя 3, выход которого через линию 4 задержки подключен к сигнальному входу схемы 5 пропускания, вход управления которой соединен с выходом устройства б выделения сигнала помехи, а выход подключен к входу устройства обработки информации. Выход устройства 7 обработки информации подключен к сигнальному входу корректирующего устройства 8, выполненного в виде последовательно соединенных устройства 9 обработки импульсов помех и выходного управля емого каскада 10, сигнальный управляющий вход корректирующего устройства 8 соединен с выходом устройства 6 выделения сигнала помех, а выход корректирующего устройства 8 |является выходом канала. В радиометрическом измерительном канале по варианту 2 корректирующее устройство 8 выполнено в виде форми рователя импульсов и соединено свои входом с выходом устройства 6 выде-ления сигнала помехи, а выходом - с управляющим входом усилителя-формирователя 3. Радиометрический измерительный канал (вариант 1) работает следунвди образом. При отсутствии помех импульсы, возникающие в детекторе 1, через ли нию 2 связи поступают на усилительформирователь 3, затем через линию задержки и открытую схему 5 пропускания проходят в устройство 7 обра ботки информации, с выхода которого через корректирующее устройство 8, имеющее единичный коэффициент пропу скания при отсутствии на его сигнал ном управляющем входе сигнала от ус ройства б выделения сигнала помех, информационный сигнал проходит на выход измерительного кангша. При наличии помех импульсы, формируемые устройством 6 выделения си нала помехи, поступают в устройство 9 обработки импульсов помех, выполненное, например, в виде измерителя скорости счета, с выхода которого сигнал поступает на управляющи вход выходного управляемого каскада 10, например управляемого усилителя изменяющего свой коэффициент переда чи при подаче на него управляющего воздействия. Рассмотрим работу устройства при использовании в качестве устройства обработки импульсов помех измерителя скорости счета (ИССп) с коэффициенте передачи К, в качестве выходного управляемого каскада - управляе мого усилителя с коэффициентом передачи Кц, и в качестве устройства обработки информации - измерителя скорости счета HCCg с коэффициентом передачи К, (см. фиг, 3) . Примем следующие дополнительные обозначения: -частота следования импульсов полезного сигнала; -частота следования импульсов блокировки помехи; -коэффициент передачи выходного управляемого каскада; -длительность импульса блокировки;вых выходная информация (код, напряжение). На выходе устройства обработки импульсов помех формируется сигнгш, пропорциональный интенсивности помех Кц-Гп гД® Кп- коэффициент передачи устройства 9 обработки помех. Из структурной схемы фиг. 3 видно, что ие,и (-1ьл-Рп) (1) . где . Гц произведение определяет погрешность, вносимую в известный радиометрический канал сигналами помехи, т.е. Д % ТБО fп 100%. Изменяя Кц по закону К . ЬТел- п т.е. jipHHHB К|, - ТБА (3), получим вых ГТ;- -„ с-РсП-Тв.-Рп Кс-Рс(4) Таким образом, исключается влияние помех на выходную информацию. Граничная частота помех определяется из условия - Гп О (5), откуда Ph l/fbA (6) . Исходя из опыта эксплуатации аппаратуры на jABCj в реальных условиях TtioMetH (10-100) МКС и Г 5 кГц, граничная частота помех, при которой схема работоспособна .,10 кГЦ. Тем не менее следует отметить, что в общем случае граничная частота помех, при которой схема работает, может быть увеличена, если применить специальные схемные решения радиометрического измерительного канала, позволяющие уменьшить длительность наводимой помехи, что дает возможность уменьшения длительности импульса блокировки. Радиометрический измерительный канал по варианту 2 работает следующим образом. При отсутствии помех импульсы, возникающие в детекторе 1, через линию 2 связи поступают на усилительформирователь 3, затем полученный сигнал через линию 4 задержки и ткрытую схему 5 пропускания прохоят в устройство 7 обработки инфорации. В условиях помех импульсы помех, аводи1«1е как в информационном канае, так и в устройствах б выделения игнсша помех не проходят на выход ерез схему 5 пропускания, так как устройство 6 выделения сигнала помех формирует соответствующий импул блокировки на время действия сигнала помехи (Tg ) , который блокирует информационный канал. Из структурной схемы обработки сигналов видно, что в известном радиометрическом канале (без корректи рующего устройства 8) в устройство обработки проходит информация, опре деляемая следующим соотношением: ,,) П) где F,j, - частота следования импульсов в измерительном канале до схемы пропускания; F,j - частота следования импульсов в измерительном канале после схемы пропускания. Здесь произведение РП ТБЛ опре деляет погрешность, вносимую в результате измерения сигналами помех. В предлагаемом устройстве сразу после прекращения импульса блокировки корректирующее устройство 8 формирует импульс корректировки длительностью время его действия смещает рабочую характеристику канала (на и И ), при этом (фиг. 4): P2c cU-Fn- nV(,c-PnTKop(8) где К - коэффициент смещения рабочей характеристики равный (с учетом корректировки) Р.- (в нормальном режиме) Отсюда видно, что при условии T n-V-iM-Fn-TKop (10 Т.е. выбирая Т,р (1) получим F.2J, F(- , т.е. в описываемом устройстве потери информации не происходит.

РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ (ЕГО ВАРИАНТЫ), содержащий блок детектирования, соединенный через линию связи с входом усилителя-формирователя, выход которого через линию задержки подключен к сигнальному входу схемы пропускания, вход управления которой соединен с выходом устройства вьщапения сигнала помехи, а выход подключен к входу устройства обработки информации, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений в условиях интенсивных помех, в него введено корректирующее устройство, выполненное в виде последовательно соединенных устройства обработки импульсов помехи и выходного управляемого каскада, сигнальный управляющий вход корректирующесо устройства соединен с выходом устройства выделения помех, сигнальный вход - с выходом устройства обра ботки информации, а выход является выходом канала. . 2. Радиометрический измерительный канал, содержащий блок детектирования, соединенный через линию связи с входом усилителя-формирователя, выход которого через линию защержки подключен ксигнальному входу схемы СП пропускания, вход управления которой соединен, с выходом устройства выдес ления сигнала , а выход подключен к входу устройства обработки информации, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погреш.ности измерений в условиях интенсивных помех, в него введено-корректирующее устройство, выполненное в ; виде формирователя импyльcoв вход которого соединен с выходом устргй-т ства выделения сигнала помех, а выход с управляющим входом усилителя-формирователя .