ГАММА-РЕЗОНАНСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01T1/36 

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики и может быть использовано при исследовании элементов и их соединений, на которых наблюдается ядерный гамма-резонанс, в особенности, -при исследовании спектров со сверхтонкой структурой.

Известны спектрометры для измерения гамма-резонансных спектров, содержащие вибратор для перемещения источника относительно поглотителя с датчиком скорости; генератор низкочастотного сигнала, задающего определенный закон измерения относительной скорости между источником резонансных гаммаквантов и поглотителем; блок памяти с запоминающей матрицей, адресным и арифметическим регистрами и программное устройства, распределяющее информацию с выхода тракта регистрации в каналы запоминающей матрицы.

При движении источника относительно поглотителя, например, с постоянным ускорением (когда скорость линейно возрастает) информация с выхода тракта регистрации поступает в кааалы блока памяти последовательно во времени, причем каждому каналу блока памяти соответствует определенная скорость перемещения источника относительно поглотителя.

ра, так как в каждый : 1омент движения скорость вибратора отличается от заданной на некоторую величину, которая определяется механическими параметрами вибратора, а информация поступает в каналы блока памяти последовательно во времени незав исимо от действительной скорости.

Цель изобретения - повыщение разрешающей способности спектрометра по скоростям.

Поставленная цель достигается тем, что ко входам суммирующего усилителя подключены датчик скорости, генератор низкочастотного сигнала и через цифро-аналоговый преобразователь выход дополнительного реверсивного регистра; входы сложения и вычитания дополнительного реверсивного регистра и регистра адреса соединены с программным устройством через ключи, к потенциальным входам которых подключены выходы пороговых каскадов нижнего и верхнего уровней и триггера; к входам программного устройства и триггера подключен синхронизирующий выход генератора низкой частоты и выходы пороговых каскадов нижнего и верхнего уровней, входы которых подключены к выходу суммирующего усилителя; вход регистра числа через ключ, управляемый с программного устройства, соединен с выходом блока регистрации; вход регистра времени через ключ, управляемый с программного устройства, соединен с выходом кварцевого генератора.

Такое выполнение спектрометра позволяет определить откланение скорости от заданной в каждый момент и скорректировать номер канала, где происходит набор информации. Но.мер Канала выбирается в зависимости от того, насколько сильно отклонилась действ-ительная скорость вибратора от заданной. Одновременно с записью информации с выхода блока регистрации в выбранный канал происходит запись времени в запоминающем устройстве (ЗУ), в течение которого происходил набор информации. Таким образом, информация заносится в ЗУ в соответствии с действительной скоростью вибратора в каждый момент движения вабратора, и происходит нормирование по времени набора в каждый канал.

Функциональная схема спектрометра изображена на чертеже. Спектрометр содержит вибратор / с датчиком2 скорости (на вибраторе крепится источник 3 гамма-излучения), поглотитель 4, тракт 5 регистрации резонансных гамма-квантов, генератор 6 низкочастотного ситнала. Система выделения сигнала отклонения действительной скорости от заданного значения включает суммирующ.ий усилитель 7, пороговые каокады 8 и 9 соответственно верхнего и нижнего уровней относительно среднего уровня сигнала отклонения, дополнительный реверсивный регистр 10, цифро-аналоговое устройство У/. К -запоминающему устройству (ЗУ) 12 подключены реверсивный регистр 13 адреса, р-егистр М числа, регистр 15 времени. Вход регистра М числа подключен к выходу блока 5 регистрации через ключ 16, а вход регистра времени к выходу кварцевого генератора 17--через ключ 18. Программное устройство 19 содержит схему «Пуск-стоп 20 схему 21 записи, схему 22 сброса, схему 23 переключения номера «анала, схему 24 записи. Сигнал 25 переключения номера канала поступает на входы сложения и вычитания реверсивных регистров 13 и дополнительного регистра 10 через ключи 26-Ж которые управляются пороговыми каскадами 5 я 9 и триггером 29.

Спектрометр работает следующим образом. Сигналы с выхода генератора 6 низкочастотного ситнала и с датчика 2 скорости подаются на входы сумлшрующего усилителя 7 в противофазе. Если вибратордвижется с заданной скоростью, то сигналы с датчика 2 и генератора 6 полностью компенсируются, и сигнал отклонения на выходе сулМмирующего усилителя равен нулю.

:В это.м случае спектрометр работает в обычном временном режиме. После поступления синхронизирующего импульса с генератора 6 в программное устройство 19 на в.ход схемы «Пуск-стоп 20 ключи 16 и 18 запираются,информация из регистров 14 и 15 записывается при помощи схемы 2/ в соответствующий канал запоминающего устройства 12.

Регистры 14 числа и 15 времени переключаются в нулевое состояние схемой 22 сброса. После этого и.мпульс с выхода схемы 23 переключения номера канала через ключ 28 поступает на один из входов -сложения регистра 13 адреса и переключает его.

Ключ 28 открывается триггером 29 в тот момент, когда на вход триггера 29 поступает синхронизирующ-ий импульс с генератора 6.

Далее происходит за-пись инфор1ма|ции из вновь выбранного канала запоминающего устройства 12 в каналы 14 и 15 при помощи схе.мы 24, которая переключает также схему 20 в положение «Пуск. Начинается набор информации, соответствующий следующей скорости вибратора.

Если же в какой-то момент времени скорость отклонилась в ту или другую сторону от заданного значения на величину, которая больще щирины измеряемого скоростного канала, на выходе сум.мирующего усилителя 7 появляется сигнал отклонения скорости, и срабатывает один из пороговых каскадов верхнего или нижнего уровня. Например, скорость уменьщилась по сравнению с задаяным значением, тогда сработает пороговый каскад 9 нижнего уровня. Си--гнал с выхода порогового каскада .9 переключит схему 20 в положение «Стоп (при этом прекратится поступление информа-ции в регистры 14 и 15), триггер 29 (который откроет ключи 26 и 27 по одним потенциальным входам), а также откроет ключ 27 по другому потенциальному входу.

После срабатывания схемы «Пуск-стап 20 происходит запись информации из регистров 14 -л 15 -в ЗУ и сброс этих регистров схемой 22.

Далее сигнал с выхода схемы 23 переключения каналов через ключ 27 поступает на входы вычитания реверси-вных регистров 13 адреса и дополнительного регистра 10.

Следовательно, при последующей операции считывания из ЗУ 12 в каналы М и 15 при помощи схемы 24 записывается информация, соответствующая предыдущему (л-1)-му каналу (где п-номер капала, соответствующий заданной скорости), т. е. соответствующему действительной скорости вибратора в данный момент.

Так как переключение каналов зависит от изменения скорости и может произойти в любой момент, то время набора информации в различные каналы разное, нео1бходимо запоминать время для каждого канала. Для этой цели и служит регистр 15 времени, который заполняется импульсами с кварцевого генератора одновременно с набором информации в канал числа с выхода теракта 5 регистрации резонансных гамма-квантов.

Дополнительный реверсивный регистр W служит для запоминания величины отклонения скорости от заданного значения, выраженной в уровнях квантования скорости. Расстояние между уровнями соответствует щирине скоростного канала. Когда в дополнительном реверсивном регистре 10 после описанного переключения записывается единица по входу вычитания, то сиг.лал с выхода этого регистра че1рез цифро-аналоговое устройство 11 посгупает на вход суммирующего усилителя 7 и компенсирует отклонение скорости от заданного значения на выходе этого усилителя. При этом пороговый каскад 9 возвращается в исходное состояние, ключ 27 запирается. Если скорость продолжает отклоняться и дальше, то о-пять срабатывает пороговый каскад Я и происходит запись информации уже в (п-2)-и канал. Если величина скорости увеличилась по сравнению с заданным значением, то информация записывается в (/г+1)-й, (л+2)-й и т. д. каналы в зависимости от величины отклонения. Таким образом происходит коррекция номера канала ЗУ в зависимости от величины отклонения скорости от заданного значения. Информация с выхода блока регистрации резонансных га(ммачквантов в каждый момент времени поступает в каналы, соответствующие действительной скорости, отрабатываемой вибратором. Предмет изобретения Гамма-резонансный спектрометр, содержащий вибратор для перемещения источника гамма-излучения, датчик скорости, генератор, задающий закон изменения относительной скорости между источником и поглотителем и синхронизирующий переключение каналов памяти, запоминающее устройство, адресный регистр, программное устройство и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повыщения разрешающей способности спектрометра по скоростям, ко входам суммирующего усилителя подключены датчик скорости, генератор низкочастотного сигнала и через цифроаналоговый ггреобразователь - .выход дополнительного реверсивного регистра; входы сложения и вычитания дополнительного реверсивного регистра и регистра адреса соединены с программным устройством через ключи, к потенциальным входам которых подключены выходы порогОБЫх каскадов ниж-него и верхнего уровней и триггера; к входам пропраммного устройства и триггера подключен синх1ронизирующий выход генератора низкой частоты и выходы пороговых каскадов нижнего и верхнего уровней, входы которых подключены к выходу суммирующего усилителя; вход регистра числа через ключ, управляемый с программиого устройства, соединен с выходом блока регистрации; вход регистра времени через ключ, управляемый с программного устройства, соединен с выходом кварцевого генератора.