Устройство формирования спектрометрического импульса Советский патент 1975 года по МПК G01T1/36 G01T7/00 

1

Изобретение относится к эксперимен-тальноц ядерной физике.

Известно устройство формиюования спектрометрического импульса по авт. св № 272445, содержащее сцинтиллятор и фотоумножитель (ФЭУ), в котором к аноду ФЭУ подсоединен электронный ключ, управляемый сигналом от управляющей схемы, соединенной с последним динодом

Известное устройство обладает большим быстродействиемJ однако она ограничивается быстродействием сцинтилля- ; ционного датчика и в случае применения кристалла NajCTt) не может превышать

(1-2)-10 имп/сек. При загрузке выше

10 имп/сек на выходе ФЭУ наблюдается ухудшение амплитудного разрешения за счет наложения световых вспышек, соответствующих зарегистрированным частицам в самом сщштилляторе. Амплитудное разрешение незначительно ухудшается, если при формировании спектрометрического сигнала напряжения на аноде ФЭУ интегрировать не весь ток, а его часть.

Цель изобретения - повысить загрузочную способность устройства

.(10 имп/сек); при регистрации гаммаLквантов в энергетическом диапазоне от

250 до 2500 KB С помощью медленного

сцинтидлятора; Na 3 (Т v).

Это достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные блок выделения заднего фронта спектрометрического импульса, формирователь компенсирующего сигнала и разрядный блок, состоящий из двух включенных встречно генераторов тока, управлякщий вход одного из которых соединен с выходом формирователя кo лпeнcиpyющeгo сигнала, а выходы подключены к аноду фотоэлектронного умножителя, с которым соег динен вход блока выделения заднего фронта спектрометрического импульса.

На фиг. I. представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2,3 импульсы тока и напряжения на аноде ФЭУ,

Б состав устройства входят сцинтилляционный датчик 1, электронный ключ 2, управляющая схема 3, анод 4 ФЭУ, блок 5 выделения заднего фронта спектрометрического сигнала, формирователь компенсирующего сигнала 6, разрядный блок 7, состоящий из двух генераторов тока В, 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом,

В результате поглощения гамма-гшанта в сцинтилляционном датчике I на аноде и ,диноде ФЭУ появляются тонкие сигналы, IB исходном состоянии электронный ключ находится в замкнутом ооотояшш (внутреннее активное сопротивление мало, составляет десятки ом). Под действием сигнала схаглы управления, которая запус кается передним фронтом импульса тока, снимаемого с динода, электронный ключ переводится в высокоомшзе состояние на время, равное длительности сигнала схемы управления. В течение этого времени происходит интегращя выходного тока на аноде ТФЭУ цепью с постоянной : времени j R K внх - К„„„ - внутреннее сопротивление ключа SciK. в закрытом соса:оянии (сотни ком;, а С™ - суглмарная емкость анодной цепи БЫХ ФЭУ, После окончания длительности сигнала управления электронный клкзч переходит в исходное состояние Б маишгл внутре1шим сопротивлением C Qijjm суммарная емкость разряжаетсяс постоянной времени Тд2 -- откр вых t:-,« Длительность сформированного спектрометр тческого сигнала определяет ся диителышстью сигнала управления (Т и равна ей. Для эбеспечения загрузки |На выходе ФЭУ 10 и лп/ceк величина Т выбирается меньше длительности импульса тока на аноде ФЭУ (т, е. для формирования спектрометрического сигнала ис пользуется часть заряда (тока) на выхо де ФЭУ, чтобы обеспечить допустш-шй пр цент наложензай спектрометрических tarrналов на выходе ФЭУ. При нсек чи ло наложенных спектрометрических импул сов напряжения на алоде ФЭУ будет поря 15-20 от общето числа сигналов. В слу чае появления второго токового сигнала в момент времени |6з (см.фиг.Т,, если не производить компенсацию остаточного тока от первого сигнала ( (5 Л-) спектрометрический шпульо напряжения на аноде ФЭУ от второго токового сигнала будет сформирован по алшлитуде с ошибкой д , в результате чего в спектре амшш туд сигналов наблюдают частотно-зависи 1мые искажения, которые при загрузке 10 ш ш/сек НА аноде ФЭУ весьма значительны. Для устранения указанных искажений необходимо при формировании второго спектрометрического иглпульса исключить заряд Q, который создает ошибку-.д в амплитуде сигнала. ( Д V при Кзакс - Это достигается вычитанием равного заряда за время формирования спектрометрического сигнала - 1)противоположното по знаку заряду Q Компенсация заряда Qjj осуществляете с помощью блока 5 выделения заднего фронта спект рометрического .иш.Нсищ, форшфователя i компенсирта1щего бигнала 6 и разрядного блока 7, Спектрометрический сигнал, следуя на амплитудный анализ, одно:теменно подается на вход блока 5, который состоит из дифференцирующего звена и дискриминатора сигналов отрицательной полярности. На выходе блока 5 появляет я короткий импульс положительной полярности, амплитуда которого рйш амплитуде спектрометрического сигнала (см.фиг.З), и подается на вход . I формирователя 6. Формирователь 6 содержит eivBcocTb,которая заряжается до ампттуды входного сигнала разр5 жается f, време1ЕШ . кольку в первом приближеши (Тхэрма све- . тового 1шпульса в сцинтилляторе писы вается выршкеш1ем:Ф(у -с ехр С- Л где TQ - постоянная.време1 и высвечивания сцинтиллятора, а форма т пульса тока в дели анода, фЭУ повторяет форму светового сигнала/.сцинтилмятора, то при Tj TQ форма тшульса напряжения на емкости памяти в формирователе соответствует форме токового сигнала на аноде ФЭУ. Амплитуда этого сигнала ре|Гул11руется при заряде емкости памяти и подбирается так, чтобы на аноде ФЭУ . происходюта полная когшенсадия заряда QJJ, Сигнал с выхода формирователя подается на управляющий вход разрядного блока, который состоит из двух генераторов 8 и 9 тока, подключенных к аноду ФЭУ, через которые протекают одинаковые токи. Причем генератор 8 имеет управляющий вход, соединенный с выходом формирователя. Под действием сигнала формирователя ток генератора изменяется, и разность токпв двз генераторов становится отличной от нуля. Этот разностный ток протекает в направлении, противоположном анодному току ФЭУ, причем форма разностного тока соответствует форме сигнала управления, снимаемого с выхода формирователя 6 (см.фиг, 3,6 и 2,а), в результате чего происходит комг пенссщия заряда С-j разностным током ге-нераторов разрядного устройства. Предмет изобретения, Устройство формирования спектрометрического импульса по авт.св, № 272445, отл ичающееся тем, что. с целью повышения загрузочной способности ОНО содержит последовательно соед1шенные блок выделения заднего фронта спекарометрического импульса, формирователь компенсирующего сигнала и разрядный блок, состоящий из двух включенных встречно генераторов тока, управляюцщй вход одного из которых соединен: с выходом ормирователя компенсирующего сигналу/ а выходы подключены к аноду фотоэлектроного умножителя, с которым соединен вход блока выделения заднего фронта спектроМетрического импульса.| и а fPSy tt2 tj Ь p ,