Стабилизатор давления для проточного детектора рентгеновского излучения Советский патент 1993 года по МПК G05D16/00 H01J47/06 

Изобретение относится к области рент- геноспектрального анализа, в частности к устройству гидравлического затвора в системе подачи сжатого газа проточных пропорциональных детекторов.

Целью изобретения является повышение точности проведения анализа за счет снижения влияния температуры на стабилизацию давления газовой смеси в рабочем объеме детектора.

На чертеже схематично изображен стабилизатор давления для проточного детектора рентгеновского излучения, общий вид.

Стабилизатор давления для проточного детектора рентгеновского излучения содержит сосуд 1, заполненный рабочей жидкостью 2, в который установлена трубка 3 на

глубину, определяющую рабочее давление газа в детекторе, дополнительную емкость 4, заполненную жидкостью, подвижную мембрану 5, которая опирается на пружину 7, помещенную в вакуумированную камеру 6. Геометрические соотношения сосуда и дополнительной емкости с мембраной 5, а также физические параметры жидкости и компенсирующей пружины описываются уравнением

SM

S

а

(К-1) + 1) где S - площадь поперечного сечения сосу00

со со

00

-N

00

да,

SM - площадь подвижной мембраны; у- плотность жидкости;

а- жесткость пружины;

К - коэффициент стабилизации давления газа в детекторе.

Устройство работает следующим образом: газ поступает из газового баллона через редуктор, заполняет рабочую камеру детектора и через трубку 3, пройдя слой жидкости высотой hi, уходит в атмосферу.

Термодинамическое состояние газа в детекторе описывается уравнением

Рда(Гс Ратм + yhi(1)

где Рда6с - абсолютное давление газа в детекторе,

Ратм абсолютное давление атмосферы,

у- плотность жидкости,

hi - высота столба жидкости над срезом труб(Ы 3

Равновесное состояние мембраны определяется уравнением

Ратм+У(г.1 + П2),

где а-жесткость пружины,

Н - величина сжатия пружины,

5м - площадь мембраны,

h2 - высота уровня среза трубки 3 над уровнем диафрагмы 5.

Анализ уравнений (1) и (2) показал, что осуществить стабилизацию давления газа в детекторе при изменении атмосферного давления можно за счет изменения высоты столба жидкости hi.

При увеличении атмосферного давления, согласно уравнению (1) давление газа внутри детектора увеличивается, а также нарушается равновесие сил на мембране, Мембрана перемещается, поджимая пружину до тех пор, пока увеличение атмосферного давления не скомпенсируется дополнительной силой сжатия пружины. При этом увеличивается объем дополнительной емкости 4 и часть жидкости 2 из сосуда 1 перетекает в дополнительную емкость 4. За счет понижения уровня жидкости в сосуде 1 уменьшается высота столба жидкости и давление газа в детекторе понизится. При уменьшении атмосферного давления процессы протекают в обратном направлении.

Основным недостатком гидравлического затвора для проточного счетчика рентгеновского излучения 2 является сильная зависимость коэффициента стабилизации

от температуры, так как в качестве демпфирующего рабочего тела избран сжатый газ. При дрейфе температуры 5-6 К изменение давления сжатого газа в дополнительной емкости составит 2%, что значительно ухудшает стабилизирующие свойства системы, Использование предлагаемого стабилизатора давления для проточного детектора рентгеновского излучения автоматически уменьшающего влияние нестабильности атмосферного давления и температуры на давление газа в детекторе позволяет упростить рентгеновскую аппаратуру и повысить точность результатов рентгеноспектрально- го анализа.

Формула изобретения

Стабилизатор давления для проточного детектора рентгеновского излучения, содержащий сосуд, заполненный жидкостью, трубку, погруженную в нее на глубину, определяющую требуемое рабочее давление газа в детекторе, и дополнительную емкость, сообщающуюся с сосудом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния изменения температуры окружающей среды на стабилизацию давления газа в детекторе и повышения точности проведения анализа, дополнительная емкость выполнена двухкамерной и разделена подвижной мембраной, причем одна камера, сообщающаяся с сосудом, заполнена жидкостью, а в другой объем вакуумирован, и в него помещена пружина, опирающаяся на мембрану и компенсирующая исходное атмосферное давление, при этом площадь

поперечного сечения сосуда S определяется из формулы

5м

С

а

(к-0( + 0

где SM - площадь подвижной мембраны;

а- жесткость пружины;

у- плотность жидкости;

К - коэффициент стабилизации давления газа в детекторе.

Изобретение относится к рентгеноспек- тральному анализу, в частности к устройству гидравлического затвора в системе подачи сжатого газа проточных пропорциональных детекторов. Цель изобретения - повышение точности проведения анализа за счет снижения температуры на стабилизацию давления газовой смеси в рабочем объеме детектора, Указанная цель достигается тем, что в стабилизаторе давления дл-я проточного детектора рентгеновского излучения, содержащем сосуд, заполненный жидкостью, трубку, нагруженную в нее на глубину, опре- .деляющую требуемое рабочее давление газа в детекторе, .и дополнительную емкость, сообщающуюся с сосудом, дополнительная емкость выполнена в виде двухкамерной и разделена подвижной мембраной, причем одна камера сообщающаяся с сосудом заполнена жидкостью, а в другой объем ваку- умирован и в него помещена пружина, опирающаяся на мембрану и компенсирующая исходное атмосферное давление. 1 ил. Ё