Устройство измерения координаты ионизирующей частицы Советский патент 1987 года по МПК G01T5/12 

2. Устройстве по п. 1 , о т л и - чающее.с я тем, что детектор множественности частиц состоит из двух RS триггеров, двух одновибра- торов, схемы ИЛИ, трех ключей, двух источников тока равной величины, конденсатора, компаратора напряжений, источника напряжения и схемы И, причем вход R сброса первого триггера является первым входом детектора, вход R сброса второго триггера - вторым входом детектора, а вход первого одновибратора - третьим входом детектора, причем выход первого одно- вибратора соединен с входами & установки первого и второго триггеров, с первым входом схемы ИЛИ и с входом второго одновибратора, выход которого соединен с вторым входом схемы ИЛИ, выходы первого, второго триггеров и выход схемы ИЛИ независимо сое1

Изобретение относится к технике ядерно-физического --эксперимента, точнее к устройствам измерения координаты ионизирующей частицы с помощью многопроволочной дрейфовой или пропорциональной камеры со съемом информации о координате посредством линии задержки, когда регистрируется одна и только одна частица, а случаи множественности (две и более) частиц, искажающие результат измерения, выделяются и режектируются.

Целью изобретения является сокращение времени на получение результата измерения при одновременном .сокращении необходимого для накопления данных объема памяти ЭВМ и повышение эффективности режекции случаев с искажением координаты.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства измерения координаты ионизирующей частицы; на фиг.2 - функциональная схема детектора множественности.

Устройство содержит сцинтилляци- онный счетчик 1, МДК 2, катод МДК 3, линию задержки (ЛЗ) 4, преобразователи временных интервалов 5, 6 и 7 и детектор множественности 8.

динены с входами управления соответственно первого, второго и третьего ключей, входы первого и второго ключей независимо соединены с выходами источников токов равной величины, вход третьего ключа соединен с общим потенциалом, выходы ключей объединены и присоединены к первому выводу конденсатора, второй вывод которого соединен с общим потенциалом, первый вывод конденсатора соединен с инверсным входом компаратора напряжений, неинверсный вход которого соединен с выходом источника Напряжения, выход компаратора напряжений соединен с г первым входом схемы И, выход второго одновибратора соединен с входом стро- бирования компаратора напряжений и .. вторым входом схемы И, выход которой является выходом детектора множественности .

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии преобразователи временных интервалов, детектор

множественности и ЭВМ находятся в режиме ожидания прихода сигналов со сцинтилляционного счетчика и каме- .ры. После прохождения ионизирующей частицы срабатывает сцинтилляционный счетчик 1 и по входам СТАРТ запускает преобразователи временных интервалов 5, 6 и 7. Трек от частицы начинает дрейфовать по направлению к блшкайшей проволочке камеры и в момент достижения ее на катоде камеры и ЛЗ появляется сигнал и начинает распространяться по направлению к выходам ЛЗ. В этот тчомент вырабатывается сигнал стоп для преобразователя 7, а после времени распространения сигналов до выходов ЛЗ вырабатывается сигнал стоп для преобразователей 5 и 6. Одновременно с этим сигналы поступают на входы детектора множественности, который в зависимости от наличия или отсутствия множественности вырабатывает или не вырабатывает импульс сброса преобразователей. При отсутствии сброса с детектора множественности данные с преобразователей считываются в память ЭВМ с целью вычисления координаты после окончания измерений.

В основу детектирования множественности в предлагаемом устройстве положено условие, что сумма времени распространения сигналов в ЛЗ от момента появления сигнала на проволочке до моментов появления сигналов на выходах ЛЗ (контрольная сумма) есть величина постоянная и равная максимальной задержке используемой ЛЗ. Это условие нарушается в случае множественности частиц в камере. В предлагаемом устройстве выбор момен-. тов отсчета временных интервалов, являющихся входными параметрами детектора множественности, отличается тем, что из контрольной суммы исключено время дрейфа. Начало временных интервалов Т и Т, используемых для образования контрольной суммы, определяется сигналом с катода камеры, конец первого Т, сигналом с первого выхода ЛЗ, конец второго Т сигналом с второго выхода ЛЗ.

Указанные временные интервалы связаны с параметрами камеры и ЛЗ следующими соотношениями

км

20

25

т

- {

где С

С, + nD С, + (N-n)D,

начальные.постоянные; номер сработавшей проволочки;

N - число проволочек в камере;

D - шаг задержки.

г

и С п

Определим сумму S,,

S Т,

Т

1

Сг +ND

т.е. сумма не зависит от координаты частицы и постоянна.

Вычислим ту же сумму в случае множественности частиц.

Предположим, что в камеру попадают две части одновременно: А с координатой п, и Б с координатой п. Величина первого интервала останется без изменений, во втором интервале сигнал от частицы Б придет к выходу ЛЗ раньше, чем сигнал от частицы А на величину (,) D, и вос- примется как конец Т,. Тогда

Сумма в этом случае:

С, +С +to- (,)D

Как видно, в случае множествен5 ности частиц в камере меньше суммы (2), вычисленной для опночастич- ного случая, и может служить критерием множественности частиц в камере.

0 Таким образом, для выделения множественности достаточно сложить два указанных интервала и сравнить полученную сумму с постоянной величиной-,- равной сумме этих интервалов

5 в случае попадания в камеру одной и только одной частицы.

Детектор множественности (фиг.2) содержит триггеры 9 и 10, три ключа 11, 12 и 13, два одновибратора 14 и 15, схему ИЛИ 16, два источника 17 и 18 токов I, и, соответственно, конденсатор 19, компаратор напряжений 20, источник напряжения 21 и схему И 22,

В исходном состоянии триггеры 9 и 10 удерживают ключи 11 и 12 в таком положении, когда токи источников 17 и 18 токов I,, Ij отключены от конденсатора 19, напряжение на котором

30 относительно общего потенциала равно нулю. Ключ 13 удерживается выходом схемы ИЛИ 16 в состоянии, при кото(1)ром первая обкладка конденсатора 19 и вход компаратора 20 соединены с

35 общим потенциалом. Сигнал с катода камеры запускает одновибратор 14, импульс которого передним фронтом устанавливает в l триггеры 9 и 10, а задним фронтом запускает одновиб- , 40 ратор 15, длительность сигнала которого равна времени задержки ЛЗ, при

(2)этом все три ключа 11, 12 и 13 переключаются, конденсатор 19 при этом начинает заряжаться током I,+1.

45 Триггер 9 переключается в исходное состояние сигналом с выхода 1 ЛЗ 4, при этом ключ 11 возвращается в положение 1, одновременно отключая источник тока от конденсатора. Ана50 логичная процедура происходит и с триггером 9 в момент прихода сигнала с выхода 2 ЛЗ.

55

Определим напряжение на конденсаторе после прихода сигналов при условии I, 12 I const.

Т -

С, +n,D

+ (N-n,)D-(,)D.

км

20

25

55

Определим напряжение на конденсаторе после прихода сигналов при условии I, 12 I const.

V-iiLll С С с

(Т , -t- Tj ) .

51220466

Так как I/C постоянный коэффициент, то напряжение на конденсаторе пропорционально сумме временных интер- Балов, т.е напряжение моделирует контрольную сумму согласно формулу (2).

В случае единичности событий в камере напряжение на конденсаторе

V 1/С-(С, С ND)

10

постоянно, в случае неединичной множественности это напряжение Уд, меньше V, , Если величину напряжения V, во втором входе компаратора выбрать меньше V, на величину порога &, то компаратор будет срабатывать (переходить в момент прихода последнего

из входных сигналов в другое логическое состояние по выходу) только в случае единичности частиц в камере, а в случае множественности выход ком- па.ратора останется в первоначальном состоянии. Это обстоятельство используется для формирования импульса сброса преобразователей временных интервалов.

Чем меньше может быть выбрана величина порога uV, тем эффективнее разделение единичности и множественности частиц, зарегистрированных камерой. Минимальная величина порога &V ограничивается дисперсией величины V для одночастичных случаев.

Вьиюд

Редактор В.Зивтынь

Составитель Т.Тулик

Техред А.Кравчук Корректор Л,П11ПИпенко

Заказ 1230/ Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4