АППАРАТ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ В СЦИНТИЛЛЯЦИОННОМ СЧЕТЧИКЕ Советский патент 1994 года по МПК G01T1/20 G01T7/08 

Изобретение относится к средствам автоматизации процесса измерения радиоактивности различных веществ, содержащих радионуклиды, а более точно касается транспортирующих устройств сцинтилляционных счетчиков, используемых для исследований в физико-химической биологии и биотехнологии, экспериментальной медицине, в работах по охране окружающей среды.

Изобретение может использоваться в составе сцинтилляционных измерительных систем для сменного размещения подготовленных для измерения образцов, их транспортировки в измерительную систему с возможностью автоматического управления процессом измерения образцов для многих пользователей, предъявляющих различающиеся требования к измерительной системе по условиям измерения и видам обработки данных для собственных исследуемых образцов.

Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение габаритов.

На фиг. 1 изображен аппарат для транспортирования образцов в сцинтилляционном счетчике, вид сверху со снятым транспортирующим устройством; на фиг. 2 транспортирующее устройство, вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - транспортирующее устройство в рабочем положении с узлом подачи образцов, разрез Б-Б на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 4 - транспортирующее устройство в рабочем положении с узлом для последовательного перемещения образцов, разрез В-В на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 5 и 6 - устройство индикации признаков программ в рабочем положении со считывающим устройством (два варианта), разрез по линии Г-Г на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 7 - транспортирующее устройство, вид по стрелке Д на фиг. 1.

Аппарат для транспортирования образцов в сцинтилляционном счетчике содержит транспортирующее устройство 1 (фиг. 1) с закрепленным в нем средством индикации признаков программ 2, прибор 3 для вертикального перемещения образцов, узел 4 подачи образцов, привод 5 для последовательного перемещения образцов, узел 6 для последовательного перемещения образцов внутри транспортирующего устройства 1 и считывающее устройство 7 с датчиками линейного положения 8.

Транспортирующее устройство 1 (фиг. 1) имеет днище 9, центральную 10, две боковые 11 и 11¹, и две радиальные 12 стенки с продольными выступами 13. Стенки 10, 11, 12 образуют замкнутый по контуру ручей 14, внутри которого установлено множество втулок 15, свободно перемещающихся по ручью 14 одна за другой. В днище 9 имеется окно 16, внутри которого установлена подвижная подпружиненная планка 17 (фиг. 1) с пружиной 18 (фиг. 8). В планке 17 имеется полукруглый паз 19, открытый в сторону стенки 11. На планке 17 вертикально вверх, симметрично относительно паза 19 и за ним закреплены две стойки 2, (фиг. 1, 3), а окно 16 открыто в сторону стенки 11. На внешней стороне стенки 11 смонтировано средство индикации признаков программ 2, содержащее пазы 21, внутри которых установлены шкалы 22 условных значений, признаков программы и органы набора признаков программ, выполненные в виде подвижных движков 23. Средство индикации признаков программ с внешней стороны закрыто панелью 24. На этой же стенке 11, но с другой стороны от окна 16 выполнен сквозной продольный паз 25 (фиг. 1, 4), предназначенный для доступа рабочего органа 26 узла 6 для последовательного перемещения образцов к втулкам 15 транспортирующего устройства 1.

Исследуемые образцы 27 помещаются во втулке 15 транспортирующего устройства 1 (фиг. 5, 6).

На приборе 3 для вертикального перемещения образцов (фиг. 1) закреплены в соответствующих рабочих положениях, определяемых связями (пунктирные линии), узел 4 подачи образцов, узел 6 для последовательного перемещения образцов, считывающее устройство 7, направляющая 28 для точной установки в рабочем положении транспортирующего устройства 1 в прибор 3 для вертикального перемещения образцов.

Узел 4 подачи образцов размещен с возможностью перемещения вверх - вниз внутри вертикального канала 29 (фиг. 1, 3) прибора для вертикального перемещения образца и предназначен для приема образца 27 из соответствующей втулки 15 транспортирующего устройства 1, перемещая его в зону измерения и возврата во втулку 15 после измерения. Узел подачи образцов 4 окружает полукруглый паз 30, открытый в сторону стенки 11 транспортирующего устройства 1 и выполненный в направляющей 28. Кроме того, направляющая 28 имеет вертикальный уступ 31, предназначенный для фиксации рабочего положения транспортирующего устройства 1 в прибор 3 для вертикального перемещения образцов (фиг. 1, 3).

Узел 6 для последовательного перемещения образцов имеет зубчатые колеса 32, 33 и концевой выключатель 34 (фиг. 1, 3, 4). Привод 5 связан с зубчатым колесом 32, которое, в свою очередь, связано с двумя зубчатыми колесами 33, на которых шарнирно закреплен рабочий орган 26 посредством стоек 35. Зубчатое колесо 32 в одну сторону, а оси стоек 35, закрепленных на зубчатых колесах 33, - в другую удалены от оси их вращения на расстояние, равное радиусу внешнего диаметра втулок 15, что обеспечивает перемещение последних посредством рабочего органа 26 точно на один шаг, равный внешнему диаметру втулок 15 и установки перемещаемого образца точно на узел 4 подачи образцов. При этом концевой выключатель 34 устанавливает привод 5 для последовательного перемещения образцов, а рабочий орган 26 занимает исходное положение для последующего перемещения образцов.

Сквозной продольный паз 25 (фиг. 4, 1) в транспортирующем устройстве 1 и рабочий орган 26 узла 6 для последовательного перемещения образцов размещается на одной высоте относительно верхней плоскости прибора 3 для вертикального перемещения образцов, благодаря чему обеспечивается доступ рабочего органа 26 к имеющимся на втулках 15 кольцевым углублениям 36, с которыми он связан во время перемещения втулок 15 по ручью 14 транспортирующего устройства 1.

Считывающее устройство 7 содержит датчики 8 линейных положений движков 23 (фиг. 1, 2), которые могут быть выполнены в виде концевых выключателей 37, 37¹ (фиг. 5), и выходную шину данных 38 для передачи цифрового кода в измерительную систему сцинтилляционного счетчика 39 считываемой программы измерения со средствами индикации признаков программы 2 посредством связи движков с соответствующими концевыми выключателями 37, 37¹. При этом движки 23 входят в контакт с теми концевыми выключателями 37, 371, напротив которых они установлены, и тем самым выдают соответствующие сигналы, формирующие необходимый цифровой код на шине данных 38.

Однако датчики линейных положений 8 могут быть выполнены в виде светочувствительных элементов 40, 40¹ (фиг. 6), преобразующих световой луч, испускаемый источниками света 41, 41¹, в электрические сигналы на шине данных 38, причем движки 23 в этом случае отражают и направляют световые лучи только на те светочувствительные элементы, против которых они находятся, и тем самым формируется необходимый цифровой код программы измерения образцов, размещенных в данном транспортирующем устройстве.

Кроме того, на транспортирующем устройстве 1 на стенке 11 (фиг. 1, 3) имеются зона 42 (фиг. 7) для присвоения ему какого-либо номера и место 43 для личной карточки использования, а на стенке 11¹ (фиг. 1, 3) расположены штыри 44 для кодирования присвоенного номера и передачи его в измерительную систему сцинтилляционного счетчика посредством датчиков 45, неподвижно закрепленных на приборе 3 для вертикального перемещения образцов, и шины данных 46.

Концевой выключатель 47 (фиг. 1), установленный в приборе 3 для вертикального перемещения образцов, предназначен для формирования сигнала о том, что транспортирующее устройство 1 заняло рабочее положение в приборе 3 для вертикального перемещения образцов и работа с ним возможна. Связи 48 поясняют взаимодействие между элементами устройства.

Аппарат для транспортировки образцов в сцинтилляционном счетчике работает следующим образом.

В исходном положении транспортирующее устройство 1 удалено с прибора 4 для вертикального перемещения образцов и находится у пользователя. При этом окно 16 транспортирующего устройства 1 частично перекрыто планкой 17, выдвинутой за счет силы сжатой пружины 18, а втулка 15 оказывается зажата между боковой стенкой 11 и двумя стойками 20. Этим достигается фиксированное положение всех втулок 15 в ручье 14 и невозможность их произвольного перемещения. Кроме того, одна из множества образцов размещается непосредственно под окном 16 транспортирующего устройства 1.

Пользователь устанавливает необходимую для измерения образцов программу посредством движков 23, передвигая их над шкалами признаков программ 22 до выбранных условных значений во всех имеющихся признаках программы, например, время измерения, которое для серии образцов равно 5 мин, из существующего набора условных значений этого признака программ: 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100 мин. В этом случае движок устанавливается над отметкой 5 мин. Таким же образом устанавливается вид радионуклида, выбор уровня низкого счета и другие условные значения по каждому из признаков программы.

Установив все движки 23 в необходимые линейные положения в пазах 21, пользователь тем самым подготавливает средство индикации признаков программ 2 к передаче данных о программе, зафиксированных в нем, в считывающее устройство 7. Загрузив исследуемые образцы 27 в это транспортирующее устройство во втулки 15 в необходимом порядке их измерения и в соответствии с имеющимися указателями направления их движения внутри транспортирующего устройства, пользователь полностью изготовил транспортное устройство к измерению образцов, размещенных в нем. С этого момента транспортирующее устройство 1 может быть установлено в любое время и в первую очередь независимо от транспортирующих устройств других пользователей в рабочее положение в прибор 3 для вертикального перемещения образцов сцинтилляционного счетчика, если только он не занят обработкой образцов предыдущего транспортирующего устройства.

Подготовленное транспортирующее устройство устанавливается в прибор для вертикального перемещения образцов, для чего транспортирующее устройство 1 выдвигается по верхней плоскости прибора 3 для вертикального перемещения образцов строго в определенном положении за счет связи направляющей 28 с окном 16 до тех пор, пока стенка 11¹ не упрется в вертикальный уступ 31 направляющей 28. Подпружиненная планка 17 вытесняется внутрь транспортирующего устройства 1 за счет контакта с торцом направляющей 28. Пружина 18 сжимается, втулка 15 освобождается от заклинивания стойками 20, полукруглый паз 19 планки 17 и полукруглый паз 30 направляющей 28 образует отверстие, внутри которого оказывается узел 4 подачи образцов, а на нем размещается первый измеряемый образец 27 серии образцов, размещенных в транспортирующем устройстве 1.

Средство индикации признаков программ 2 посредством движков 23 оказывается связанным с соответствующими датчиками линейного положения 8 считывающего устройства 7, которые формируют электрические сигналы цифрового кода установленной программы измерения, через шину данных 38 поступающие в измерительную систему сцинтилляционного счетчика 39, и тем самым обеспечивают ее выполнение на все время измерения серии образцов, размещенных в этом транспортирующем устройстве 1.

В первом варианте обеспечивается механическая связь движков 23 с соответствующими выключателями 37, 37¹, а во втором - оптическая связь упомянутых движков с соответствующими светочувствительными элементами 40, 40¹. Действие программы прекращается само собой как только транспортирующее устройство 1 будет снято с прибора для вертикального перемещения образцов 3.

Рабочий орган 26 оказывается связанным с кольцевыми углублениями 36 соответствующих втулок 15, и находится внутри сквозного продольного паза 25 стенки 11 транспортирующего устройства 1 и тем самым подготовлен для последовательного перемещения втулок 15 с образцами 27 внутри транспортирующего устройства 1 по ручью 14.

Кроме того, подготовлен к считыванию номер установленного транспортирующего устройства 1 посредством установившейся связи бинарной комбинации штырей 44 с соответствующими датчиками 45, преобразующими эту комбинацию в электрический цифровой код номера транспортирующего устройства 1. Этот цифровой код передается по шине данных 46 в измерительную систему сцинтилляционного счетчика 39 для последующей распечатки номера транспортирующего устройства 1.

Концевой выключатель 47 выдает сигнал готовности к измерениям аппаратуры для транспортировки образцов измерительной системе 39 сцинтилляционного счетчика за счет контакта с корпусом транспортирующего устройства 1.

Таким образом 1 установленное в рабочее положение транспортирующее устройство 1 в приборе 3 для вертикального перемещения образцов обеспечивает полную готовность к измерениям аппаратуры для транспортировки образцов в сцинтилляционном счетчике. При этом программа, зафиксированная в транспортирующем устройстве 1, полностью принадлежит измерительной системе 39 сцинтилляционного счетчика, а элементы, отвечающие за горизонтальное и вертикальное перемещение образцов, образуют соответствующие пространственные и кинематические связи 48, достаточные для осуществления указанных перемещений.

Поступивший сигнал начала работы возбуждает следующую последовательность действий. Узел 4 подачи образцов с исследуемым образцом 27 опускается в зону измерения сцинтилляционного счетчика. Исследуемый образец 27 измеряется измерительной системой 39 сцинтилляционного счетчика по установленной программе и после измерения возвращается в транспортирующее устройство 1 в собственное звено (втулки 15). Измерительная система формирует сигнал, включающий привод 5 для последовательного перемещения образцов. Вращение привода 5 передается посредством зубчатого колеса 23 зубчатым колесом 33 и шарнирно закрепленному на них рабочему органу 26. Рабочий орган 26 выходит из зацепления с кольцевыми проточками 36 втулок 15 и из сквозного продольного паза 25 транспортирующего устройства 1. Продолжая движение, рабочий орган 26 размыкает концевой выключатель 34 и после поворота зубчатых колес 33 на 180^о оказывается вновь внутри сквозного продольного паза 25 и вступает в контакт с кольцевыми проточками 36 последующих втулок 15. Зубчатые колеса 33 поворот в упомянутом направлении, рабочий орган 26 перемещается в направлении к узлу 4 подачи образцов, втулки 15 перемещаются в том же направлении, что и рабочий орган 26.

Зубчатые колеса 33 завершают полный оборот, рабочий орган 26 занимает исходное положение, которое он имел до начала движения. При этом втулки 15 перемещаются на один шаг, равный внешнему диаметру втулок 1, в результате чего следующая втулка 15 с исследуемым образцом 2 оказывается строго над узлом 4 подачи образцов, а сам исследуемый образец 27 оказывается установленным на узел 4 подачи образцов. Концевой выключатель 34 переключается под воздействием рабочего органа 26 и формирует сигнал, останавливающий вращение привода 5 для последовательного перемещения образцов. Кроме того концевой выключатель 34 выдает измерительной системе 39 сигнал, разрешающий вертикальное перемещение вниз нового исследуемого образца 27 на узле 4 подачи образцов в зону измерения сцинтилляционного счетчика. Последовательное перемещение всех образцов, размещенных в транспортирующем устройстве 1, осуществляется в соответствии с указанной последовательностью до тех пор, пока все исследуемые образцы не будут измерены измерительной системой сцинтилляционного счетчика или не возникает необходимость прерывания работы с установленным транспортирующим устройством 1.

По сигналу прерывания исследуемый образец 27, оказавшийся в этот момент в зоне измерения сцинтилляционного счетчика, будет измерен, поднят вверх на транспортирующее устройство 1 в собственную втулку 15, а сами втулки 15 продвинутся на один шаг, устанавливая тем самым следующий образец в рабочее положение под узлом подачи образцов 4, но перемещение этого образца вниз окажется блокированным поступившим сигналом прерывания. Этот образец будет измерен первым из оставшихся неизмеренными образцов этого транспортирующего устройства при возобновлении работы с ним.

Таким образом, указанное транспортирующее устройство оказывается готовым к замене на следующее транспортирующее устройство, которому потребовалось экстренное приоритетное обслуживание. Это, а также и другие транспортирующие устройства с исследуемыми образцами и выбранной программой их измерения подготавливаются, устанавливаются и взаимодействуют в работе с другими элементами аппаратуры для транспортировки образцов в сцинтилляционном счетчике точно так же, как и упомянутое первым транспортирующее устройство 1. (56) Патент США N 3604935, кл. 250/106, 1971.

Патент США N 3270202, кл. 250/715, 1966.

1. АППАРАТ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ В СЦИНТИЛЛЯЦИОННОМ СЧЕТЧИКЕ, содержащий узел подачи образцов, съемное транспортирующее устройство с группой пользователей и втулками для сменного размещения множества образцов, привод для последовательного перемещения образцов в транспортирующем устройстве к узлу подачи образцов, прибор для вертикального перемещения образцов в измерительную систему счетчика на узле подачи образцов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения габаритов, в группу пользователей на съемном транспортирующем устройстве введено собственное средство индикации с органами набора признаков программы измерения образцов, неподвижно закрепленное в корпусе транспортирующего устройства, а на приборе для вертикального перемещения образцов неподвижно установлены считывающее устройство признаков программы, узел для последовательного перемещения образцов внутри транспортирующего устройства, связанный с приводом для последовательного перемещения образцов, и направляющая для точного фиксирования в рабочем положении узла подачи образцов с транспортирующим устройством, причем средство индикации с органами для набора признаков программы измерения транспортирующего устройства, установленного в рабочее положение, находится в положении считывания признаков программы считывающим устройством и разъемно связано с ним, а узел для последовательного перемещения образцов имеет рабочий орган, разъемно связанный с втулками транспортирующего устройства через выполненный в нем сквозной продольный паз. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в днище корпуса транспортирующего устройства выполнено окно для передачи образца на узел подачи образцов из соответствующей втулки транспортирующего устройства, внутри которого установлена подвижная подпружиненная планка, удерживающая образец во втулке над окном при снятом транспортирующем устройстве. 3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что каждая втулка транспортирующего устройства имеет на внешнем диаметре кольцевую проточку для связи с рабочим органом узла последовательного перемещения образцов, а сквозной продольный паз выполнен в одной из боковых стенок корпуса соосно с кольцевыми проточками втулок и его длина больше удвоенного внешнего диаметра втулки, причем рабочий орган размещен в сквозном пазу. 4. Аппарат по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что средство индикации имеет пазы, выполненные на боковой стенке корпуса рядом со сквозным продольным пазом, шкалы с множеством установленных значений признаков программы, выполненные в виде движков, установленных над шкалами в тех же пазах, а считывающее устройство имеет датчики линейного положения движков, электрически подсоединенные к измерительной системе, причем количество пазов равно количеству признаков программы измерения образцов, а количество датчиков численно равно сумме условных значений всех признаков программы средства индикации. 5. Аппарат по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фиксирования в рабочем положении транспортирующего устройства, направляющая выполнена в виде плоской пластины с упором, имеющей полукруглый паз, открытый с торца, примыкающий в рабочем положении к торцу подвижной подпружиненной планки, имеющей такой же паз, причем узел для подачи образцов находится строго внутри отверстия образованного этими пазами, и верхние поверхности направляющей и узла подачи образцов расположены в одной горизонтальной плоскости с верхней поверхностью днища и подвижной подпружиненной планки транспортирующего устройства, а упомянутая направляющая находится строго в окне днища. 6. Аппарат по пп. 2 и 5, отличающийся тем, что планка имеет две стойки, закрепленные вертикально на верхней ее плоскости за полукруглым пазом симметрично относительно него и разъемно связанные с соответствующей втулкой. 7. Аппарат по п. 3, отличающийся тем, что кольцевые проточки втулок соответствуют имеющимся выступам на внутренней стороне стенок корпуса транспортирующего устройства, ограничивающим вертикальное перемещение втулок.