Дозиметр Советский патент 1990 года по МПК G01R29/00 

Г

1Q

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее трехэлементную изотропную антенну 1, соединенную выходами с тремя квадратичными преобразователями 2 переменного напряжения в постояиное сумматор 3, а также индикаг тор 1 , введены N-разрядный аналого- . цифровой преобразователь (АЦП) 4,

N ключей 5, интегратор 6, содержащий операционный усилитель, конден.сатор и N резисторов, а также резистор, компенсирующий саморазряд конденсатора, два источника 7,8 опорного напряжения, компаратор 9 и устройство 10 сигнализации, 1 з,п, фппы,

1 Ш1,

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения энергетической нагрузки на человека, подвергающегося воздействию неионизирующего излучения при обслуживании установок, изучающих энергию электромагнитного поля. Целью изобретения является повышение безопасности труда путем оповещания оператора, подвергающегося воздействию электромагнитного поля, о превышении предельного значения энергетической нагрузки. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее трехэлементную изотропную антенну 1, соединенную выходами с тремя квадратичными преобразователями 2 переменного напряжения в постоянное, сумматор 3, а также индикатор 11, введены N-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, N ключей 5, интегратор 6, содержащий операционный усилитель, конденсатор и N резисторов, а также резистор, компенсирующий саморазряд конденсатора, два источника 7, 8 опорного напряжения, компаратор 9 и устройство 10 сигнализации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для целей охраны здоровья трудяпр1хся, подвергающихся воздействию неионизирующего излучения при обслуживании установок, излучающих энерги электромагнитного поля.

Цепью изобретения является повышение безопасности труда путем оповещения оператора, подвергающегося воздействию электромагнитного поля, о превьшении предельного .значения энергетической нагрузки.

На чертеже приведена функциональная схема устройства,

Устройство содержит трехэлементную изотропную антенну 1, выходы которой соединены со входами трех квадратичных преобразователей 2 переменного напряжения в постоянное, выходы которых соединены со входами сумматора 3 напряжений. Выход суМматора подключен к АЦП 4, выход которого соединен с управляющими входами ключей 5, количество которых равно числу разрядов АЦП, Ключи 5 соедиН51ЮТ входы интегратора 6 с источнигком 7 опорного . Интегратор 6 состоит из операционного усили теля, конденсатора, включенного межд инвертирующим вкодо и выходом операционного усилителя, и резисторов RQRI Дпо числу разрядов АЦП), Еричем резисторы RO - R(.-, имеют общую точку, соединенную с инвертирующим входом операционного усилителя, а вто-. рые выводы этих резисторов являются входами интеграторове Кроме этих резисторов интегратор 6 содержит резистор R, компенсирующий саморазряд йонденсаторэ и подключенный между инвертирующим входом операционного усилителя и пврвьш источником 7 опорного напряжения. Выход операцион ного усилителя -является выходом интегратора 6, Выходы интегратора 6 и второго источника 8 опорного напряжения соединены со входами компаратора 9j выход которого подключен к управляю1чему вх;оду устройства сигнализации 10, Вход индикатора 11 соединен с выходом интегратора 6,

Сопротивление каждого резистора интегратора 6 в 2 раза меньще сопрог. тивления резистора, соединенного с ключом 5, управляемым предыдущим младшим разрядом АЦП А,

Устройство работает следующим образом.

На выходах изотропной трехэлементной антенны 1, помещенной в электромагнитное поле с напряженностью Ё, появляются переменные напряжения U, Dy и и2, пропорциональные трем составляющим вектора напряженности поля ориентированным вдоль осей элементов антенны 1, После преобразования этих напряжений квадратичными преобразователями 2 напряжения Ujf,Uy и U, поступающие на вход сумматора 3, постоянны и также пропорциональны составляющим вектора напряженности. На выходе сумматора 3 постоянное напряжение Ug пропорционально квадрату вектора напряженности поля в точке размещения антенны.

Выходной сигнал сумматора 3 напряжений поступает на вход АЦП 4, Выходные сигналы каждого разряда АЦП управляют соответствующими ключами 5, которые подключают к источнику опорного напряжения 7 резисторы интегратора 6, Постоянная времени интегрирования интегратора 6 определяется емкостью конденсатора и сопротивлением параллельно соединенных резисторов, соответствующих включенным разрядам АЦП 4, Чем больше напряженность поля, тем больше напряжение и на выходе сумматора 3 напряжений и тем более старшие разряды АЦП 4 подключают резисторы интегратора 6 к источнику 7 опориого напряжения, т.е. тем меньше сопротивление параллельно соединенных резисторов : интегратора 6, а значит и его постоянная времени интегрирования. Выходное напряжение интегратора 6 определ ется вьфажением l-Rr- . опорное напряжение источника 7 опорного напряжения ; С - емкость конденсатора интегратора;R - сопротивление параллельно соединенных резисторов интегратора, подключенных данный момент ключами 5 к источнику 7 опорного напряжения. Поскольку величина сопротивления резисторов уменьшается вдвое по срав нению с сопротивлением, соответствующим соседнему младшему разряду АЦП параллельное сопротивление резисторов обратно пропорционально входному напряжению АЦП 4, , обратно пр порционально квадрату напряженности поля Е в месте расположения антенны. При этом выражение (1) принимает вид , где К - коэффициентпропорциональности. При постоянной напряженности поля (2) упрощается К Е Т, (3) - время от момента включения. устройствав Таким образом, напряжение на выходе интегратора пропорционально энергетической нагрузке на оператора, . находящегося в непосредственной близости от устройства под воздействием электромагнитного поля. Резистор R интегратора 6 компенсирует разряд конденсатора через его сопротивление.изоляции и за счет вхо ных токов операционного усилителя. При достижении выходным напряжением интегратора 6 определенной вел чины, задаваемой источником 8-опор11 ного напряжения и соответствугацей предельно допустимой энергетической нагрузке регламентированной нормативными документами (ГОСТ 12.1006-84) срабатывает компаратор 9, под воздействием его выходного напряжения включается устройство 10 сигнализации, оповещая оператора о необходимости покинуть зону с повьшгенной напряженностью поля. Сигнал с выхода интегратора 6 поступает также на индикатор II, При этом индикатор 11 показывает текущее значение энергетической нагрузки, например в процентах от предельно допустимой. Таким образом, предлагаемое устройство оповещает оператора, подвергающегося воздействию электромагнитного поля, о превьш1ении предельно допустимого значения энергетической нагрузки в соответствии с действующими нор- мативными документами. При этом созда- ются условия для повышения не только безопасности труда, но и его производительности, за счет сокращения потерь времени на контроль и оценку напряженности поля в зоне проведения работ. Формула изобретения 1, Дозиметр, содержащий трехэле- ментную изотропную антенну, соединенную выходами с тремя квадратичными преобразователями, сумматор напряжений, входы которого соединены с выходами квадратичных преобразователей а также индикатор, о тличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения безопасности труда путем оповещения оператора о превьш1ении предель- ного значения энергетической нагрузки, в него введены N-разрядный аналого-цифровой преобразователь, N ключей интегратор, содержащий операционный усилитель, конденсатор и N резисторов, а также компенсирующий резнетор, два источника опорного напряжения, компаратор и блок сигнализации, причем вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу сумматора напряжений, а выход - к управляю- Щимвходам ключей, каждый резистор интегратора одним своим выводом соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и первым выводом конденсатора, а вторым выводом через соответстэукщий ключ подключен к первому источнику опорного напряжения, компенсирующий резистор включен между инвертирующим входом onepattHOHHo го усилител й и первым источником опорного нап- I ряжения, с выходом операционного усилителя соединены второй вывод конденсатора и индикатор, а также пер&ькй вход компаратора, второй вход которого соединен сг. вторым источником i опорного напряжения, а выход - с управляющим входом блока сигнализации2, Дозиметр по п,1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что сопротивления резисторов интегратора равны 2R, где i - номер разряда аналого-цифрового преобразователя, сопротивление резистора, подключенного к нулевому разряду аналого-цифрового преобразователя.