Радиационный дозиметр Советский патент 1990 года по МПК G01T1/16 

Ш

выходом к другому входу компаратора 4 через цепь 5 обратной связи и входу компаратора 6, первый выход которого соединен с питающим электродом ионизационной камеры и второй выход с входом усилителя 2 через компенсиргто- щий .конденсатор 7,

Коммутатор 6 выполнен () двух- канальным и содержит два ключа 13 и 14 в виде транзисторов противоположной проводимости, базы которых являются входом коммутатора, двукполяр- Щт источник питания (не показаны) и четыре оптопары, светодиоды 15-18 КО тррых включены попарно последовательно в коллекторные цепи транзисторов с соответствующих ключей 3 и 14, катоды фотодиодов 20 и 2 второй и третьей оптопар подключены к плюсовому вьшоду -.Q топарах управляемого от компарато15

На интегрирующем кояденсаторе 3 имеется сигнал 23,, а на выходе компа ратора 4 сигнал 24.,

Радиационный дозиметр работает сл дующим образом.

В ионизационной камере I с плоско параллельньц 1и питающими и выходным электродами под действием рентгеновского излучения возникают ионы разных знаков„

На ионизационную камеру 1 с межэлектродной емкостью С,д подается напряжение питания с полярностьгор обес печивающей сбор заряда на ингегриру1€ щём конденсаторе 3 с емкостью 330 пФ такого же знака,, что и опорное нагфя жение компаратора 4с. Это дост1 1гается с помошыо коммутатора б на четырех о

источника питания, аноды фотодиодов 19 и 22 первой и четвертой оптопар соединены с минусовым выводом источника питания. Анод фотодиода 20 второй оптопарЫл соединенньш с катрдом фотодиода 22 четвертой оптопары является первым выходом коммутатора 6о, Катод фотодиода 19 первой оптопарыд соединенньш с анодом фотодиода 21 .третьей оптопары, является вторым ходом коммутатора 6,

Коммутатор 6 работает следзгющим образом. Допустим, что опорное напряжение имеет положительный знак, Поскольку напряхсе1ше на выходе компаратора 4 имеет этот же знак, то от крыт транзистор 13 коммутатора 6, По светодиодам 5 и.16 первой и второй оптопар протекает ток, при этом открь5- ваются фотодиоды 19 и 20 этих опто- д napi Через фотодиод 20 на ПИТШОЕ ИЙ электрод ионизационной камеры I подается положительное напряжениеj а через фотодиод 19 отрицательное напряжение подается на компенсирующий кондеи- сатор (С|) 7, JoK. ионизационной камеры 1 составляет А, а ком35

ра 4 через транзистор-лыс ключи 13 и 14, базовые переходы которых защшда- ;от друг друга от обратного напряжения Дпя питанкя иоыизатдионной камер 1 могут использоваться два источника, или один НСТОЧ1ШК со средней точ кой образованной резисторным делите .лем и соединенной с общей шинойо

Напряженке с кондексагора 3 посту пает на вход усилителя 2г выполненно го 3 Bi-ще усилителя тока - истоковог повторителя на полевон транзисторе,, потенциал на выходе которого U(, (0(, OjS) В, Ускпеннъш сигн;гл с выхода усилителя 2 подается на первьй (инвертирующий) вход операционного усил теля компараторй 4 6 малым напряжешем смещения. На второй (неинвертирую щнй) вход операционного усилителя ко паратора 4 подается по цепи обратной связи 5 опорное напряжение Ug, абсо л отяая величина которого должна быть больше напряжения смещения усилителя 2,

При достиженг-м сигнала на выходе усилителя 2 значения, равного опорно му и 5 срабатьго лет компаратор 4 По лученный перепад напряжения на выход компаратора 4 поступает на транзисто ные ключи 13 и 14 коммутатора 6 и по цепи обратной связи изменяет знак опорного напряжения компаратора 4 о При этом закрывается транзистор 13 и открывается транзистор 14„ Через открытый фотодиод 22 четвертой оптопар на питающий электрод ионизационной камеры 1 подается отрицательное напр жение Величина напряжения на интегрирующем конденсаторе 3 скачком изме

мута тор 6 может обеспечить ток 10 10 А. .

50

При отрицательном опорном напряжении открьшается транзистор 14 и вклю- чаются светодиоды 17 и 18, при этом открьгоаю тся фотодиоды 2 к 22, Б этом случае на первьй выход коммутатора 6 подается через фотодиод 22 от- , рицательное напряжение и на второй выход - положительное напряжегше через фотодиод 21.

топарах управляемого от компарато

На интегрирующем кояденсаторе 3 имеется сигнал 23,, а на выходе компаратора 4 сигнал 24.,

Радиационный дозиметр работает следующим образом.

В ионизационной камере I с плоско- параллельньц 1и питающими и выходным электродами под действием рентгеновского излучения возникают ионы разных знаков„

На ионизационную камеру 1 с межэлектродной емкостью С,д подается напряжение питания с полярностьгор обеспечивающей сбор заряда на ингегриру1€- щём конденсаторе 3 с емкостью 330 пФ,, такого же знака,, что и опорное нагфя - жение компаратора 4с. Это дост1 1гается с помошыо коммутатора б на четырех опд

5

0

ра 4 через транзистор-лыс ключи 13 и 14, базовые переходы которых защшда- ;от друг друга от обратного напряжения Дпя питанкя иоыизатдионной камеры 1 могут использоваться два источника, или один НСТОЧ1ШК со средней точкой образованной резисторным делите- .лем и соединенной с общей шинойо

Напряженке с кондексагора 3 поступает на вход усилителя 2г выполненного 3 Bi-ще усилителя тока - истокового повторителя на полевон транзисторе,, г потенциал на выходе которого U(, (0(, -r OjS) В, Ускпеннъш сигн;гл с выхода усилителя 2 подается на первьй (инвертирующий) вход операционного усилителя компараторй 4 6 малым напряжеш - ем смещения. На второй (неинвертирую- щнй) вход операционного усилителя компаратора 4 подается по цепи обратной связи 5 опорное напряжение Ug, абсо- л отяая величина которого должна быть больше напряжения смещения усилителя 2,

При достиженг-м сигнала на выходе усилителя 2 значения, равного опорному и 5 срабатьго лет компаратор 4 Полученный перепад напряжения на выходе компаратора 4 поступает на транзисторные ключи 13 и 14 коммутатора 6 и по цепи обратной связи изменяет знак опорного напряжения компаратора 4 о При этом закрывается транзистор 13 и открывается транзистор 14„ Через открытый фотодиод 22 четвертой оптопары на питающий электрод ионизационной камеры 1 подается отрицательное напряжение Величина напряжения на интегрирующем конденсаторе 3 скачком измеf

няется на (- -2и,,). Одновременно

И

через открытый фотодиод 21 третьей оптопары на интегрирующий конденсатор 3 через компенсирующий конденсатор 7 подается скачок напряжения

( ). Так как Сц выбраны равCH .

ной Cf то компенсация наброса заряда на интегрирующем конденсаторе 3 всегда имеет место. Под действием излучения происходит перезаряд интегрирующего конденсатора 3, При достижении напряжения на входе компаратора 4, равного опорному U, компаратор 4 снова изменяет свое состояние Величина напряжения Uj,, до которого заряжается интегрирующий конденсатор

3, определяется формулой U.--,, Uj,n . 20 диапазона мощностей измеряемых доз, в

него введен компенсирующий конденсаИзменение напряжения на интегрирующем конденсаторе 3 за время между коммутациями компаратора 4 равно 2U(5n . Таким образом, компаратор 4 переключается каждый раз после накопления интегрирующим конденсатором 3 заряда 2Cj,Uon , и по количеству импульсов с компаратора 4 можно судить о величине радиационной дозы. Поскольку цена отсчета (чувствительность дозиметра не зависит от напряжения питания ионизационной камеры 1, то возможно измерение радиационных полей как низкой, так .и высокой интенсивности.

Использование предлагаемого дозиметра обеспечивает расщирение диапазона мощностей доз измеряемого излучения, при этом упрощается настройка, так как не требуется подбор делителя напряжения и возможна плавная регулировка за счет изменения опорного напряжения.

Формула изобретения

Радиационньп дозиметр, содержащий последо1вательно соединенные ионизационную камеру с питающим и выходным зЛектродами и усилитель, а также общую шину, коммутатор с двухполярным источником питания, интегрирующий

конденсатор и компаратор, подключенный одним входом к выходу усилителя . и выходом к другому входу компаратора через цепь обратной связи и к входу коммутатора, выход которого соединен

с пнтаницим электродом ионизационной камеры, подсоединенной выходным электродом через интегрирующий конденсатор к общей щине, отличающийся тем, что, с целью расщирения

тор с емкостью, равной междуэлектрод- ной емкости ионизационной камеры, а коммутатор выполнен двухканальным,

снабжен вторым выходом, соединенным через компенсирующий конденсатор с входом усилителя и содержит два ключа в виде транзисторов противоположной проводимости, базы которых являются

входом коммутатора, и четырех оптопар, светодиоды которых включены попарно последовательно в коллекторные цепи транзисторов соответствующих ключе й, катоды фотодиодов второй и третьей

оптопар подключены к плюсовому вьшо- ду источника питания, аноды фотодиоов первой и четвертой оптопар соединены с минусовым выводом источника , питания, анод фотодиода второй оптопары, соединенный с катодом фотбдиода четвертой оптопары, является первым выходом компаратора, катод фотодиода первой оптопары, соединенный с анодом фотодиода третьей оптопары, является вторым выходом компаратора.

./ -lr 1

«Я c/r Т

)- asraaicS:

if Си

«/ J,-.;

f/

.4

«(w-ггж ; ( ж - л j

V - S-|«J /ч Ь-рЛ- -

2

w/L

f

-СГг- ГСгЛ

(/ft f

Zu V„ .

i. V

x

1

0

CQ /JJ,

-1

r-

J$J-..

Sdri

Изобретение относится к области радиационного приборостроения, а именно к рентгеновской экспонометрии. Цель изобретения - расширение диапазона мощностей измеряемых доз излучения. В устройство, содержащее ионизационную камеру, интегрирующий конИзобретение относится к радиационному приборостроению, а именно к рентгеновской экспонометрии. Цель изобретения - расширение диапазона мощностей измеряемых доз излучения. На фиг.1 представлена функциональная схема радиационного дозиметра; на Фиг.2 - электрическая схема коммутатора; на фиг.З - эпюры напряжений в функции времени t, поясняющие работу дозиметра. Радиационный дозиметр содержит (фиг.1) последовательио соединенные ионизационную камеру 1 с питающим в денсатор, усилитель, компаратор с обратной связью и коммутатор, введен компенсирующий конденсатор с емкостью, равной междуэлектродной емкости ионизационной камеры, а коммутатор выполнен двухканальным и снабжен вторым выходом, соединенным через компенсирующий конденсатор с входом усилителя. Компенсация наброса заряда одного знака через междуэлектродную емкость ионизационной камеры, возникающего при переключении полярности напряжения ее питания, осуществляется при любом напряжении питания камеры и лйбом значении интегрирующего конденсатора за счет наброса заряда противоположного знака через коммутатор и компенси- руюций конденсатор, что позволяет осуществлять измерения радиационных доз в полях как с низким, так и с высоким уровнем излучения, 3 ил. с %г выходным электродами и усилитель 2, а также интегрирующий конденсатор 3, компаратор 4 с цепью 5 обратной связи, коммутатор 6, компенсирующий конденсатор 7 и общую шину (не показана) . Цепь 5 обратной связи компаратора 4 состоит из двух последовательно соединенных резисторов 8 и 9, двух встречно включенных диодов 10 и II, а также резистора 12. Выходной электрод ионизационной камеры 1 соединен через интегрирующий конденсатор (С-) 3 с общей шиной. Выход усилителя 2 подключен к одному iвходу компаратора 4, подсоединенного |СО ю. 00