Радиометр Советский патент 1992 года по МПК G01T1/02 

Изобретение относится к радиационной технике, а именно к устройствам регистрации ионизирующего излучения, его порогового излучения.

Известно пороговое устройство регистрации ионизирующего излучения (авт.св, № 713281, кл. G 01 Т 1/02, 1978).

Недостатком этого устройства является сложность электронной схемы, большая мощность, потребляемая для генерирования пачек синусоидальных импульсов, нестабильность работы в зависимости от источника питания.

Известно устройство определения дозы ионизирующего излучения, содержащее элемент, формирующий интервал времени; количество импульсов с выхода детектора подсчитывается за интервал анализа. Недостатком данного устройства является сложность устройства и значительное время, затрачиваемое на регистрацию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство

определения дозы ионизирующего излуче ния, с помощью которого формируют изме- няющийся по длительности интервал времени анёлиза и подсчитывают количество импульсов с выхода детектора за интервал анализа.

Недостатком данного устройства является значительное время, затрачиваемое на регистрацию, и сложность устройства.

Цель изобретения - повышение быстродействия измерений.

В устройстве формируется период времени анализа и подсчитывается количество следующих друг за другом периодов, когда с выхода детектора за период анализа пришел хотя бы один импульс. Таким образом, весь период времени анализа делят на разные интервалы и о достижении порога уров- ня ионизирующего излучения судят по количеству интервалов, в течение которых с выхода детектора поступил хотя бы один импульс.

(Л

С

XI CD U) 4 (Л О

Заданный период анализа делят с помощью стабилизированного генератора на равные интервалы, в течение которых с выхода детектора могут поступать (или не поступать) импульсы. Если среднее число импульсов на выходе детектора велико и составляет 4-5 импульсов в течение интервала, то вероятность отсутствия хотя бы одного импульса мала. Процессы регистрации импульсов подчиняются законам случайных событий. В данном случае вычисление вероятности регистрации порога ионизирующего излучения определяется как вероятность события при повторных независимых испытаниях.

Вероятность регистрации порога Pt определяется формулой биноминального распределения как произведение вероятностей того, что в течение интервала придет хотя бы один импульс детектора и такое состояние будет длиться в течение заданного количества интервалов:

Pt (i-e-ntk),

где п - средний поток импульсов на выходе детектора в течение интервала;

k - число интервалов.

Пусть за время, равное 4 с, на выходе детектора имеется в среднем 32 импульса. Делят заданное время анализа, например,. на 5 интервалов, длительность каждого из которых составит 0,8 с. Средняя частота следования импульсов будет б импульсов за 1 интервал.

Вероятность того, что в течение одного интервала не поступит с выхода детектора ни одного импульса, определится как

РТо 0,008.

Вероятность того, что поступит хотя бы один импульс - как

Рт 1-0.008 0,992.

Вероятность того, что в течение интервалов в каждом из них будет хотя бы один импульс, определится как

Pt-0.,9925 0,96.

Из приведенного примера видно, что если интервалов больше, вероятность ложного срабатывания меньше. Нетрудно уве- диться также в том, что надежность регистрации порога уровня радиоактивного излучения этим прибором будет не хуже известного (паспортное значение для прибора типа ДРС-01 равно 0,95).

Таким образом, видно, что для регистрации порога ионизирующего излучения не обязательно считать импульсы, достаточно убедиться в том, что они есть, а сколько их - мало или много - значения не имеет, Если импульсов в среднем больше чем 5, то после

C 5

0

5

0

5

0

5

0

5

регистрации этого порога длительность интервала между импульсами генератора должна уменьшиться, например, в 2 раза. Если и в этом случае порог будет зарегистрирован, тотем самым будет подтверждена мощность дозы, превышающая в 2 раза первоначально зарегистрированную. Далее процесс уменьшения длительности интервалов продолжается до тех пор, пока схема срабатывает. Процесс остановится на значении предельной мощности дозы, зарегистрированной радиометром.

В соответствии с законом математической статистики маловероятно, чтобы в течение нескольких следующих друг за другом интервалов в каждом из них был хотя бы один импульс, если среднее значение число импульсов мало. Это возможно лишь в случае, если среднее число импульсов в течение интервала велико (5 и более), тогда можно быть уверенным, что хотя бы один импульс будет. Если же в один из интервалов импульса не последует, счет интервалов начнется сначала. Таким образом, в предлагаемом устройстве величина порога определяется количеством интервалов, в каждом из которых был хотя бы один импульс детектора Схема работает по принципу Да-нет. Этим устраняется существенный недостаток известного решения - громоздкость электронной схемы и необходимость счета числа импульсов. Очень просто в предлагаемом устройстве изменять достоверность регистрации порога, достаточно увеличить или уменьшить число интервалов, и достоверность регистрации соответственно возрастет или снизится

На фиг.1 представлена функциональная схема радиометра; на фиг 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Радиометр (фиг.1) содержит последовательно соединенные детектор 1, триггер 2, счетчик 3 числа интервалов и индикатор 4. а также генератор 5 импульсов, подключенный входом к выходу счетчика 3 и выходом - к второму входу триггера 2 и счетчика 3.

С выхода детектора 1 (например, счетчика Гейгера-Мюллера, типа СБМ-21) короткие импульсы подаются на первый вход триггера 2. Одновременно на второй вход триггера 2 подаются импульсы с выхода кварцованного генератора 5 (например, секундные импульсы электронных часов). Импульсы с выхода генератора 5 одновременно подаются на счетчик 3 счета интервалов, рассчитанный на определенное число (5-6 или более, в зависимости от требуемой достоверности регистрации)

Радиометр работает следующим образом. Импульсы с выхода детектора 1 (фиг 2а)

поступают на первый вход триггера 2, импульсы с выхода которого проходят на первый еход счетчика 3. Если в течение периода анализа Т с выхода генератора (фиг.26) на первый вход триггера 2 придет хотя бы один импульс с выхода детектора 1, то радиометр будет готов посчитать следующий импульс с выхода генератора 5, триггер 2 будет подготовлен для прохождения нового импульса с выхода детектора 1. Если э течение очередного периода анализа Т импульсов на выходе детектора 1 не будет (как это имеет место между вторым и третьим импульсами генератора на фиг,2а), то импульсом с выхода генератора 5 счетчик 3 будет обнулен и набор информации в нем начнется сначала. На фиг.2в показаны импульсы, поступающие на первый вход счетчика 3 Импульс на входе счетчика 3 показан на фиг.2г, а импульс, поступающий на вход индикатора 4. показан на фиг.2д. Счетчик 3 заполняется очередным импульсом с выхода детектора, и тем самым сокращается время регистрации порога.

Для сокращения времени регистрации срабатывание порога происходит не импульсами генератора, а импульсами детектора За счет этого время регистрации может быть сокращено на величину до одного интервала Т

Использование изобретения обеспечивает упрощение устройства для регистрации порога ионизирующего излучения и сокращение времени анализа

Формула изобретения

Радиометр, содержащий детектор, ге- нератор импульсов, счетчик и индикатор, отличающийся тем. что, с целью повышения быстродействия измерений, в него введен триггер, подключенный первым входом к выходу детектора, вторым входом - к выходу генератора импульсов и к обнуляющему входу счетчика и выходом - к счетному входу счетчика, выход которого соединен с входами индикатора и генератора импульсов.

Использование1 для измерения гамма-, бета-, альфа-, нейтронного, рентгеновского Сою- или иного ионизирующего излучения. Сущность изобретения1 радиометр содержит последовательно соединенные детектор, триггер, счетчик числа интервалов и индикатор, а также генератор импульсов. Выход счетчика числа интервалов соединен с входом генератора импульсов, выход которого подключен к второму входу триггера и к обнуляющему входу счетчика числа интервалов. 2 ил

Условнее обозначения:

i. eTP:;j зг/

jpirrep

. I

физ.г