Индивидуальный радиометр-индикатор Советский патент 1993 года по МПК G01T1/15 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к приборам для определения радиоактивного излучения, и может быть использовано в качестве индивидуального радиометра-индикатора.

Известны индивидуальные радиометры с автономным питанием, в которых преобразователь напряжения выполнен на основе блокинг-трансформаторов.

Недостатками данных радиометров яв- лпется низкий КПД, т.к. потери энергии в сердечнике блокинг-трансформатора, обусловлены в основном его насыщением, намного превышающим потребляемую счетчиком энергию.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является индивидуальный радиометр-индикатор, содержащий высоковольтный источник питания, подключенный через гасящий резистор к аноду, счетчика Гейгера, катод которого соединен через нагрузочный резистор с общей шиной, формирователь импульсов, соединенный с катодом счетчика Гейгера, и узел индикации, подключенный к выходу формирователя импульсов.

Недостатком данного радиометра также является низкий КПД.

Целью изобретения является повышение экономичности прибора.

Указанная цель достигается тем, что источник питания выполнен в виде ключевого транзистора, коллектор которого подключен к отводу дросселя, эмиттер через низко- омный резистор - к общей шине, а база через ограничительный резистор - к выходу генератора импульсов, в виде двух последовательно включенных КМОП-инверторов и времязадающих конденсатора и резистора, разрядного транзистора, база которого соединена с эмиттером ключевого транзистора, эмиттер - с общей шиной, а коллектор - с времязадающим конденсатором генератора импульсов, демпфирующего диода, подключенного катодом к коллектору ключевого транзистора, а анодом - к общей шине выпрямительного диода и накопительного конденсатора, при этом узел индикации выполнен в виде последовательно соединенных порогового элемента, звукового генератора, буферного каскада и акустического излучателя.

Кроме того, цель достигается тем, что радиометр имеет узел индикации, выполненный в виде последовательно соединенных стабилизатора амплитуды импульсов, состоящего из транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, база через ограничительный резистор - к выходу формирователя импульсов, а коллектор через резистор - к световоду; и интегрирующего устройства, в виде зарядного резистора и соединенных с ним накопительного конденсатора и разрядного резистора, соединенных с эмиттерным повторителем и подключенного к нему стрелочного прибора.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - то же, со стрелочным узлом индикации.

Устройство содержит высоковольтный источник питания (преобразователь напряжения) 1 с генератором 2 импульсов и последовательно соединенные счетчик 3 Гейгера, формирователь 4 импульсов, пороговый элемент 5, звуковой генератор 6, буферный каскад 7 и акустический излучатель 8. Устройство может содержать стабилизатор 9 амплитуды, интегрирующее устройство 10 и

эмиттерный повторитель 11, и регистрирующий (стрелочный) прибор 12.

Указанные узлы состоят из времязада- ющего резистора 13, ограничительного резистора .14, гасящего резистора 15, гасящего резистора 16, нагрузочного резистора 17, времязадающего резистора 18, зарядного резистора 18, разрядного резистора 20, времязадающего резистора

21. Кроме того, в состав указанных узлов входят времязадающие конденсаторы 22- 24, конденсаторы 25 и 26 фильтра, накопительная емкость 27, демпфирующий диод 28, выпрямительный диод 29, зарядный диод 30, ключевой транзистор 31, разрядный транзистор 32, дроссель 33. Кроме того, в устройство входят КМОП-инверторы 34 и 35, инверторы 36, 37, а также инверторы 38, 39, 40, 41, пьезокерамический излучатель 42.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Генератор 2 импульсов, собранный на КМОП-инверторах34 и 35, вырабатывает управляющие импульсы, открывающие ключевой транзистор 31. С момента начала импульса ток через дроссель 33 начинает линейно нарастать. Одновременно с этим возрастает падение напряжения на резисторе 15, включенном в эмиттерную цепь

ключевого транзистора 31. Когда это напряжение достигнет величины 0,6 В, транзистор 32 открывается и перебрасывает генератор 2 импульсов в нулевое положение При этом ключевой транзистор 31 закрывается в колебательном контуре, образованном дросселем 33 и конденсатором 26, возникают затухающие колебания. Исходя из баланса энергии в колебательном контуре, можно составить уравнение:

LI2o

CoVS

где lo - максимальный ток через дроссель

33;

V0 - амплитуда напряжения в контуре; С0 - емкость конденсатора 25; L -К индуктивность дросселя 33.

В течение первого полупериода колебаний конденсатор 26 заряжается до напряжения, близкого к V0. Когда напряжение на колебательном контуре изменяет знак, открывается диод 28 и оставшаяся в контуре

энергия возвращается в источник.,Этот факт, а также то, что индукция в сердечнике дросселя 33 при достаточно большой индуктивности далека от индукции насыщения, обуславливает высокую эффективность данного преобразователя.

Поскольку максимальный ток через дроссель 33 не определяется лишь напряжением отпирания транзистора 32, выходное напряжение преобразователя практически не зависит от напряжения пи- тания, при изменении напряжения питания в 3 раза выходное напряжение изменялось на 6%.

Схема индикации включает в себя формирователь импульсов 4 (инверторы 36 и 37), звуковой генератор 6 (инверторы 38 и 39), пороговый элемент 5 (на инверторе 40). буферный каскад на инверторе 41 и пьезо- керамический излучатель 42. Короткие положительные импульсы, поступающие со счетчика 3 Гейгера, запускают формирователь 4 импульсов. Импульсы длительностью порядка 0,1 с через инвертор открывают звуковой генератор 6. Выработанный звуковым генератором 6 пакет импульсов посту-

лает на буферный каскад 7, а затем воспроизводится акустическим излучателем.

Импульсы, поступающие с формирователя 4 импульсов через резистор 21, заряжает конденсатор 24. В промежутках между импульсами конденсатор разряжается через резистор. Если частота импульсов, поступающих со счетчика 3 Гейгера, превысит определенное значение, напряжение на конденсаторе 24 достигнет напряжения срабатывания инвертора 40 и звуковой генератор 6 перейдет в режим непрерывного сигнала. Это свидетельствует о том, что уровень радиации достиг некоторого порогового значения. Величина указанного порога определяется номиналами резисторов.

Изобретение позволяет значительно повысить КПД устройства, повысить его экономичность.

Использование: ядерное приборостроение в частности, в приборах для определения радиоактивного излучения для индивидуального радиометра-индикатора. Сущность изобретения: в индивидуальном радиометре-индикаторе, содержащем, высоковольтный источник питания, подключенный через гасящий резистор к аноду счетчика Гейгера, катод которого соединен через нагрузочный резистор с общей шиной, формирователь импульсов, соединенный с катодом счетчика Гейгера, и блок индикации, подключенный к выходу формирователя импульсов, источник питания выполнен в виде ключевого транзистора, коллектор которого подключен к отводу дросселя, эмиттер через низкоомный резистор-к общей шине, а Ьаза через ограничительный резистор - к выходу генератора импульсов, разрядного транзистора, база которого соединена с эмиттером ключевого транзистора, эмиттер с общей шиной, а коллектор связан с входом генератора импульсов, демпфирующего диода, подключенного катодом к коллектору ключевого транзистора, а анодом - к общей шине выпрямительного диода, анод.которого связан с первым выводом дросселя, подключенного вторым выводом к клемме источника питания, катод выпрямительного диода через накопительный конденсатор подсоединен к общей шине и является входом высоковольтного источника питания, генератор импульсов состоит из двух последовательно включенных КМОГ1-инверторов и времязадающей цепи, выполненной на конденсаторе и резисторе, а блок индикации выполнен в виде последовательно соединенных порогового элемента, звукового индикатора буферного каскада и акустического излучателя. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. ел с J о ел со ю о

Формула изобретения 1. Индивидуальный радиометр-индикатор, содержащий высоковольтный источник питания, подключенный через гасящий резистор к аноду счетчика Гейгера, катод которого соединен через нагрузочный резистор с общей шиной, формирователь импульсов, соединенный с катодом счетчика Гейгера, и блок индикации, подключенный к выходу формирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности прибора, источник питания выполнен в виде ключевого транзистора, коллектор которого подключен к отводу дросселя, эмиттер через низкоомный резистор - к общей шине, а база через ограничительный резистор - к выходу генератора импульсов, в виде двух последовательно включенных КМОП-инверторов и времязадающих конденсатора и резистора, а также разрядного транзистора, база которого соединена с эмиттером ключевого транзистора, эмиттер с общей шиной, а коллектор связан с входом генератора импульсов, демпфирующего диода, подключенного катодом к коллектору ключевого транзистора, а анодом - к общей шине, выпрямительного диода, анод которого связан с первым выводом дросселя,

подключенного вторым выводом к клемме источника питания, катод выпрямительного диода через накопительный конденсатор подсоединен к общей шине и является выходом высоковольтного источника питания, генератор импульсов состоит из двух последовательно включенных КМОП-инверторов и времязадающей цепи, выполненной на конденсаторе и резисторе, а блок индикации выполнен в виде последовательно соединенных порогового элемента, звукового индикатора, буферного каскада и акустического излучателя.

2. Радиометр-индикатор по п. 1, о т л и - чающийся тем, что блок индикации выполнен в виде последовательно соединенных стабилизатора амплитуды импульсов, транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, база - к первому выводу ограничительного резистора, второй вывод которого является входом блока индикации, а коллектор - через резистор к световоду, инвертирующий блок выполнен из зарядного резистора и соединенных с ним накопительного конденсатора и разрядного резистора, а также эмиттерный повторитель и подключенный к нему регистрирующий прибор.