Устройство для передачи спектрометрической информации от N детекторов излучения Советский патент 1986 года по МПК G01T7/00 

1 Изобретение относится к ядерной спектрометрии и может быть использовано для измерения параметров f излучения в водной иди другой низкоактивной средео Известно спектрометрическое устройство, содержащее блок преобразования передаваемьЕХ сигналов, который состоит из дискриминатора, линейного пропускателя, элемента задержки и формирователя уровня постоянног.о напряжения, а также линейный собирательньш блок. Для того, чтобы различить импульсы от разных детекторов, выданном устройстве к каждому импульсу при помопщ формирователя уровня постоянного напряжения и линейного пропускателя добавляют постоянную составляющую, величина которой зависит от номера детектора Недостатками данного устройства являются невысокая достоверность передаваемой информации и узкий динами ческий диапазон.регистрируемых ампли туд, обусловленные нестабильностью уровня постоянного напряжения. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для передачи телеметрической информации, содержащее формирователи импульсов по длительности, подключенные входами к вы ходам соответствующих датчиков информации и выходами к входам соответ ствующих усилителей многоканального блока усиления, и кабельную линию связи, выходной вьшод которой подсоединен к входу блока преобразования длительности импульсов в код номера датчика. В данном устройстве информационные сигналы преобразуются в импульсы длительность которых зависит от номе ра датчика, усиливаются и смешиваются в многоканальном блоке усиления и поступают в кабельную линию связи Селектирование импульсов по длительности на приемном конце кабельной ли нии связи осуществляется пьезоэлектрическими резонаторами, амплитуда напряжения на которых максимальна при длительности импульса, равной по ловине периода собственных колебаний и амплитудными дискриминаторами, настроенными на срабатывание от полезного сигнала. Недостатками данного устройства являются невысокая достоверность передаваемой информации и ограничение 242 диапазона амплитуд передаваемых сигналов, обусловленные увеличением числа наложений сигналов от разных де- текторов в кабельной линии связи при цифровом способе передачи и искажениями амплитудных спектров передаваемых сигналов при аналоговом способе, а также невозможность объединения сигналов от далеко разнесенньк датчиков, обусловленная применением многоканального блока усиления. Целью изобретения является повы- шение достоверности передаваемой информации в широком динамическом диапазоне ее изменения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем формирователи импульсов по длительности, подключенные входами к выходам соответствующих детекторов и выходами к входам соответствуюп их усилителей, и кабельную линию связи, выходной вывод которой подсоединен к входу блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора, выход каждого усилителя подсоединен к соответствующей точке кабельной линии связи, причем блок преобразования длительности импульсов в код номера детектора состоит из последовательно соединенных элемента И и преобразователя время-код, выход которого является выходом блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора, дифференциального усилителя, элемента задержки, делителя напряжения и соединенных входами с входом блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора амплитудного дискриминатора и дифференцирующего элемента, выход которого подключен к входам элемента задержки и делителя напряжения, подсоединенных выходами к соответствующим входам дифферен1щального усилителя, соединенного выходом с одним из входов элемента 1l, другой вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства на фиг. 2 - эпюры напряжений на выходах соответствующих блоков устройства, поясняющие его работу. Устройство дпя передачи спектрометрической информации содержит детекторы 1 излучения (на фиг. 1 услов-т но показаны три детектора излучения),:

линейные формирователи 2 и усилители

3по числу детекторов 1 излучения, однокабельную линию 4 связи с нагрузочными резисторами 5, блок 6 преобразования длительности импульсов в код номера детектора, включающий амплитудный дискриминатор 7, дифференцирующий элемент 8, элемент 9 задержки, дифференциальный усилитель 10, делитель 11 напряжения, элемент И 12 и преобразователь 13 время-код.

Выход каждого из детекторов 1 излучения подключен через соответствующий линейный формирователь 2 к входу соответствующего усилителя 3, Выходы усилителей 3 подсоединены к соответ01вующим точкам однокабельной линии

4связи, вьшоды которой нагружены

на резисторы 5 с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля однокабельной линии 4 связи. Приемный вывод однокабельной линии 4 связи соединен с входом блока 6 преобразования длительности импульсов в код номера детектора и с амплитудным анализатором (на фиг. 1 не показан). Входы амплитудного дискриминатора 7 и дифференцирующего элемента 8 .подсоединены к входу блока 6 преобразования длительности импульсов в код номера детектора. Выход дифференцирующего элемента 8 подключен через элемент 9 задержки и делитель 11 напряжения к соответствующим входам дифференциального усилителя 10, подсоединенного выходом к одному входу элемента И 12, другой вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора 7. Выход элемента И 12 подключен через преобразователь 13 время - код к выходу блока 6 преобразования длительности импульсов в код номера детектора.

Устройство для передачи спектрометрической информации работает следующим образом. Детекторы 1 излучения вырабатьтают импульсы (см. фиг. 2а), амплитуды которых пропорциональны энергиям регистрируемых квантов. Эти импульсы поступают на входы линейных формирователей 2, осуществляющих стандартизацию импульсов по длительности без изменения характера их амплитудного распределения (см. фиг. 2б),. В/качестве линейного формирователя 2 может быть использован, например, формирующий каскад с нагрузкой в виде закороченной линии задержки.

Каждый линейный формирователь 2 формирует импульсы строго определенной длительности, которые поступают на вход соответствующего усилителя

3и с выхода передаются в виде импульсов тока в однокабельную линию

4связи. В однокабельной линии 4 связи импульс распространяется в двзгх направлениях - к выводам, нагруженным на резисторы 5. Поскольку сопротивление резисторов 5 равно всшновому сопротивлению кабеля, а выходное сопротивление усилителей 3 с токовым выходом во много раз больше волнового сопротивления, то отражений импульсов от выводов однокабельной линии 4 связи и от точек подсоединения усилителей 3 к однокабельной линии

4 связи не возникает. Это позволяет соединять детекторы 1 излучения с .кабелем однокабельной линии 4 связи в произвольных точках. На приемном конце однокабельной линии 4 связи импульсы разветвляются и поступают на спектрометрической вход амплитудного анализатора (на фиг 1 не показан) и на вход блока 6 преобразования длительности сигналов в код номера детектора. Из-за ограниченной полосы пропускания, однокабельной линии 4 связи прямоугольные импульсы (смо фиг. 26) после прохождения по ней сильно искажаются и имеют форму, близкую к колоколообразной (см. фи. 2 в), поэтому непосредственное преобразование таких импульсов в код номера детектора невозможно. Для преобразования меняющихся в широком амплитудном диапазоне колоколообразных импульсов в стандартные по ам1шитуде и длительности кодовые импульсы используется блок 6 преобразования длительности импульса в код номера детектора. Импульсы с выхода однокабельной линии 4 связи поступают на входы амплитудного дискриминатора 7 (см. фиг. 1) и дифференцирующего элемента В. Длительность импульса на выходе амплитудного дискриминатора

7соответствует ширине сигнала на уровйе дискриминации (см„ фиг. 2е). На выходе дифференцирующего элемента

8образуются разнополярные импульсы, соответствукнцие нарастанию и спаду Jзxoднoгo сигнала (см, фиг, 2 г). Эти импульсы поступают через элемент за

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОТ ДЕТЕКТОРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ, получаемой при анализе низкоактивной среды, со держащее формирователи импульсов по длительности, подключенные входами к выходам соответствующих детекторо и выходами к входам соответствующих усилителей, и кабельную линию связи выходной вывод которой подсоединен к входу блока преобразования длител ности импульсов в код номера детектора, отличающееся тем что, с целью повьшения достовернос передаваемой информации в широком динамическом диапазоне ее изменения, выход каждого усилителя подсоединен . к соответствующей точке кабельной линии связи, причем блок преобразования длительности импульсов в код номера детектора выполнен состоящим из последовательно соединенных элемента И и преобразователя время-код, выход которого является выходом блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора, дифференциального усилителя, элемента задержки, делителя напряжения и соединенных входами с входом блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора амплитудного дискриминатора и дифференцирзпощего элемента, выход которого подключен к входам элемента задержки и делителя напряжения, подсоединенных выходами к соответствуюпрм входам дифференциального усилителя, соединенного выходом с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора.