Устройство для автоматической стабилизации коэффициента передачи счетного радиометрического тракта Советский патент 1982 года по МПК G01T1/36 G01N23/08 

Изобретение относится -к экспериментальной ядерной физике и радиоизотопному,- приборостроению, и может быть использовано в радиоизотопных приборах для контроля материалов и изделий. Известны интегральные и дифференциальные системы стабилизации коэффи циента передачи тракта сцинтилляцион ного детектора. Интегральные системы .превосходят дифференциальные по прос тоте аппаратурного решения, по дости коэффициенту стабилизации, по ширине области стабилизации определяющей надежность автоматического вхождения системы в режим стабилизации и удержания данного режима при резких внешних и внутренних возмущаю щих воздействиях. Недостатком интегральных систем стабилизации является наличие .зависи мости между загрузкой детектора и значением стабилизируемого коэффициента передачи, что в условиях радиометрических измерений приводит за счет частичного подавления полезного сигнала к дополнительной погрешности. В дифференциальных системах стабилизсщии, когда смежные дифференциальные порюги расположены симметрично относительно центра опорного пика, вариации загрузки детектора не вызывают 1 зменений значения Стабилизируемого коэффициента передачи ij, Однако ограниченная область стабилизации затрудняет использование дифференциальных систем в автономной радиометрической и спектрометрической аппаратуре. Расширение области стабилизации дифференциальных систем значительно усложняет аппаратуру и приводит к дополнительной погрешности за счёт нестабильности элементов выработки пороговых напряженки, определяющих ширину каналов дифференциального дискриминатора. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора. В известном устройстве в ка честве опорного элемента используетг ся приборный спектр регистрируемого излучения, устройство-прототип состоит из СЦИНТИ.ПЛЯЦИОННОГО кристалла, ФЭУ, двух линейных усилителей, двух интегральных дискриминаторов, триггера, реверсивного счетчика, интенсиметра и высоковольтного блока питания E2J. . Недостатком известного устройства является его неспособность автомати чески входить в режим стабилизации при включении питания. . Цель изобретения - повышение надежности вхождения в режим стабилизации после включения, питания при одновременном повышении точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем что в .устройство .для автоматической стабилизации коэффициента передачи счетного радиометрического тракта, содержащее сцинтилляционннй кристалл фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), линейный усилитель, два интегральных дискриминатора, реверсивный счетчик и управляемый высоковольтный блок питания, дополнительно введены резистивный делитель напряжения, делитель частоты, частотный компаратор, элементы ИЛИ, И, и цифро-аналог вый Преобразовательi, ЦАП ), при этом выход ФЭУ через линейный усилитель соединен с входами первого интеграль ного дискриминатора и резистивного делителя, выход первого интегрального дискриминатора через Делитель частоты соединен с первым входом эле мента ИЛИ, одновременно выход первого интегрального дискриминатора чере компаратор и элемент И соединен со вторым входом Элемента ИЛИ, выход }соторого соединен со входом реверсивного счетчика, выход линейного усилителя, через резистивный делитель соединен со входом второго интеграль ного дискриминатора, выход которого соединен с другим входом реверсивного счетчика, выход которого через . ЦАП соединен с блоком питания. На чертеже представлена структурная схема описываемого устройства. Устройство содержит сцинтилляционннй детектор, состоящий из кристалла 1 и ФЭУ 2, выход которого через усилитель 3 соединен со входами делителя напряжения 4 и дискриминатора 5. Выход дискриминатора 5 чзре делитель частоты 6, компаратор часто 7 и элемент И 8 соединен со входами элемента ИЛИ 9. Входы интегратора 10, состоящего из реверсивного счет чика 11 и ЦАП 12, соединены с выходами элемента ИЛИ 9 и дискриминатора 13, а выход соединен со входом блока питания 14. Устройство работает следующим об разом. Прошедшее через объект контроля излучение преобразуется сцинтилляци ннм детектором в поток электрически импульсов. Импульсы с выхода ФЭУ 2, усиленные усилителем 3, поступают на входы резистивного делителя 4 и интегрального дискриминатора 5, порог (с Е которого, выставлен в области границы комптоновского рассеяния в спектре регистрируемого излучения (либо ниже этой границу, в области предельной информативности рассеянного излучения). Коэффициент Передачи делителя 4 имеет такое значение И , что приведенный порог дискриминатора 13(к.)соответствует максимуму фотопика в спектре регистрируемого излучения при номи.нальном значении коэффициента передачи тракта. Коэффициент пересчета делителя б имеет такое значение t , что в установившемся режиме скорости счета Nt на выходе дискриминатора 13 и( NI)/ н выходе делителя 6 равны. При включении питания, если реверсивный счетчик 11 находился до этого в исходном (нулевом / состоянии, напряжение на ФЭУ мало и скорость счета на выходе дискриминатора 5-отсутствует. В этой ситуации срабатывает компаратор частот 7 и открывает элемент И 8, пропуская частоту f., элемент ИЛИ 9 на вход реверсивного счетчика 11, который, заполняясь частотой f , вызывает увеличение регулирующего сигнала на выходе интегратора 10 и соответственно коэффициента усиления ФЭУ 2 посредством изменения высокого напряжения. В момент времени, когда усиление ФЭУ достигает такого значения, что скорость счета на выходе дискриминатора 5 становится выше foni компаратор частот 7 запирает элемент И 8. Реверсивный счетчик после этого продолжает заполняться только частотой ( Ni)/P с выхода делителя частоты 6. Частота €оп выбирается в пределах (1/3-1/5) от номинального значения скорости счета .; Когда скорость счета N на выходе дискриминатора 13 становится равной скорости счета )/Рна выходе делителя 7, переходной процесс заканчивается и устройство начинает отрабатывать любые дрейфа коэффициента передачи счетного тракта. Выходной сигнал снимается с дискриминатора 5. Подстройкой коэффициента пересчета f делителя б можно добиться равенства скоростей счета на входах реверсивного счетчика при любой форме приборного спектра и установке любых значений пооогов KEi и KEf/w. Таким образом, устройство позволяет повысить надежность автоматического вхождения устройства в режим стабилизации после включения питания путем подачи в течение времени выхода на режим на вход реверсивного счетчика частоты f ; повысить точность устройства за счет исключения погрешности, вносимой нестабильностью усилителя 4, повысить точность устройства за счет исключ ния зависимости значения стабилизируемого коэффициента передачу от , загрузки детектора, так как в установившемся режиме разность скоростей счета на входах ре версивного счетчика равна нулю при любых вариациях загрузки детектора повысить быстродействие устройства за счет сокращения времени выхода на режим после включения питания путем заполнения в течение всего этого времени реверсивного счетчика частотой ). Формула изобретения Устройство для автоматической стабилизации коэффициента передачи счетного радиометрического тракта, содержащее сцинтилляционный криста фотоэлектронный умножитель 1ФЭУ), линейный усилитель, два интегральных дискримина тора, реверсивный счетчик и yпpaвляe ий высоковольтный блок питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, точности и быстродействия, в него дополнительно введены резистивный

H,tlfi ВЫА. И делитель напряжения, делитель частоты, частотный компаратор, элементы ИЛИ, И и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП При этом выход ФЭУ через линейньй усилитель соединен со входс1ми Первого интегрального дискриминатора и резистивного делителя, выход первого интегрального дискриминатора через делитель частоты соединен с первым входам элемента ИЛИ, одновременно выход первого интегрального дискриминатора через компаратор и элемент И соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом реверсивного счетчика, выход линейного усилителя через резистивный делитель соединен со входом второго интегрального дискриминатора, выход которого соединен с другим входом реверсивного счетчика, выход которого через ЦДЛ соединен с блоком питания. Источники информсщии, принятые во- внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 477374, кл. G 01 Т 1/36, 1962. 2.Матвеев В.В. и Казанов Б.И. Приборы для измерения ионизирующих излучений. М., Атомиздат, 1967, с.626-629 ( прототипJ.