Радиоизотопный прибор для измерения количества вещества Советский патент 1982 года по МПК G01F23/288 

(54) РАДИОИЗОТОПНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

1

Изобретение относится к радиоизотопному приборостроению и предназначено для бесконтактного. измерения количества вещества в сосуде.

Известен радиоизотопный прибор для измерения количества вещества, содержащий источник излучения, детекторы, расположенные с противоположной по отношению к источнику излучения стороны сосуда, индикатор, генератор постоянной частоты, коммутатор, пороговое релейное устройство, два элемента задержки, счетчик тактов, регистр памяти, преобразователь и схему сравнения кодов 1.

К недостаткам данного прибора относится его невысокое быстродействие, связанное с поочередным измерением сигналов с детекторов.

Наиболее близким к предлагаемому является радиоизотопный прибор, содержащий двоичные делители частоты, включенные между соответствующими детекторами и коммутатором, и соединенные между собой двоичный счетчик и одновибратор, вкл1оченные между генератором постоянной частоты и счетчиком тактов, при этом одКОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА

новибратор входом соединен с одним из элементов задержки, а выходом - с входом установки нуля двоичных делителей частоты, выход двоичного счетчика соединен с управляющими входами двоичных делителей частоты и одним из входов порогового релейного устройства, к другому входу которого подключен выход генератора постоянной частоты, выход коммутатора соединен с входом порогового релейного устройства, первый выход которого

10 соединен с информационным входом коммутатора и регистра памяти, второй выход порогового релейного устройства через соединенные между собой первый элемент задержки, второй элемент задержки, счет15чик тактов, регистр памяти, преобразователь соединен с индикатором, выходы счетчика тактов соединены с управляющими входами коммутатора, регистр памяти соединен со схемой сравнения кодов 2.

20

Недостатком данного прибора является сложность его составных частей.

Цель- изобретения - упрощение схемы прибора и увеличение его надежности. Указанная цель достигается тем, что в радиоизотопный прибор для измерения количества вещества, содержащий источник излучения, детекторы, расположенные с противоположной по отношению к источнику излучения стороны сосуда и соединенные с двоичными делителями частоты, генератор постоянной частоты, соединенный через двоичный счетчик с вторыми входами двоичных делителей частоты, элемент задержки, регистр памяти, выходы которого соединены с преобразователем и схемой сравнения кодов, и индикатор, соединенный с преобразователем, дополнительно введена кодирующая матрица, входы которой соединены с выходами двоичных делителей частоты, а .выходы - с входами регистра памяти, причем выход двоичного счетчика соединен с входом элемента задержки и входом синхронизации регистра памяти, выход элемента задержки соединен с входами установки нуля двоичных делителей частоты. На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 - пример выполнения схемы кодирующей матрицы. Радиоизотопный прибор для измерения количества вещества состоит из источника излучения 1, детекторов 2, двоичных делителей частоты 3, генератора постоянной частоты 4, двоичного счетчика 5, элемента задержки 6, регистра памяти 7, преобразователя 8, схемы сравнения кодов 9, индикатора 10 и кодирующей матрицы 11. Выходы всех дете торов 2 через двоичные делители частоты 3 соединены с входами кодирующей матрицы 11, выходы которой соединены через регистр памяти 7 с входами преобразователя 8 и схемы сравнения кодов 9, выход преобразователя 8 соединен с индикатором 10, генератор постоянной частоты 4 через двоичный счетчик 5 соединен с входами двоичных делителей частоты 3, входом элемента задержки 6 и входом синхронизации регистра памяти 7, выход элемента задержки 6 соединен с входами установки нуля двоичных делителей частоты 3. Прибор работает следующим образом. Источник излучения 1 испускает поток у-квантов, который проходит через сосуд и воздействует на детекторы 2. Выходной сигнал с детекторов 2 поступает на входы двоичных делителей частоты 3. Одновременно с генератора постоянной частоты 4 на вход двоичного счетчика 5 поступают импульсы. Выбранная емкость двоичного счетчика 5 определяет время, в течение которого происходит измерение сигналов с детекторов 2. Сигналы с каждого из детекторов 2 за время измерения накапливаются в соответствующие двоичные делители частоты 3. Емкость делителя частоты 3 выбирается так. чтобы логический сигнал на его выходе был равен «1, когда детектор, соединенный с его входом, перекрыт веществом и, следовательно, мала интенсивность излучения, приходящего на этот детектор излучения. Если детектор не перекрыт веществом, интенсивность излучения, приходящего на этот детектор, велика, то делитель 3 полностью заполняется, т.е. на его выходе появляется сигнал логического «О. Сигналы с выходов двоичных делителей частоты 3 поступают на входы кодирующей матрицы 11, которая преобразует входной позиционный код с двоичных делителей частоты 3 в двоичный код. После окончания измерительного интервала происходит запуск элемента задержки 6 и поступает сигнал на информационный вход регистра памяти 7, по которому осуществляется запись выходного двоичного кода кодирующей матрицы II. Время задержки выбирается таким, чтобы сначала происходила перепись кода в регистр памяти 7, а затем появлялся сигнал на выходе элемента задержки 6, который устанавливает двоичные делители частоты 3 в нулевое состояние. Начинается новый измерительный интервал. Код с выходов регистра памяти 7 подается на преобразователь 8, который преобразует его к виду необходимому для работы индикатора 10 и на схему сравнения кодов 9, которая выдает сигнал в превышении какого-то, заранее выбранного, количества вещества с сосуда. Этот сигнал может быть подан на исполнительное или сигнализирующее устройство. Кодирующая матрица 11 работает следующим образом. Для определенности показана матрица для работы с пятнадцатью детекторами (Д1-Д15). При большем или меньшем числе детекторов принцип построения кодирующей матрицы не изменяется, меняется только количество элементов и число входов этих элементов. Кодирующая матрица состоит из элементов И-HiE 12, 14, 15, 17, 18, 20, 22, 23, 25, 26, 28, 29, 31, 32, 33, 34 и 35 и инверторов 13, 16, 19, 21, 24, 27 и 30. Выходной двоичный код в данном случае четырех разрядный aBcd, где а,. в, с, d - логические переменные. Предположим, что уровень вещества в сосуде перекрывает седьмой детектор Д7, но не перекрывает восьмой Д8 (номера детекторов показаны у соответствующих входов на фиг. 2). Тогда на входах Д1...Д7 кодирующей матрицы будет сигнал логической «1, а на остальных - сигнал «О, т. е. входной код равен 000000001111I11. На выходе старшего разряда кода а сигнал «О. На выходе в будет сигнал логической «1, так как на вход элемента И-НЕ 33 приходит сигнал логического «О с элемента И-НЕ 26, на входах которого сигналы равны «1, на одном из входов «1 с четвертого входа Д4, а на другом инвертированный сигнал с восьмого входа Д8. На выходе с сигнал тоже будет «1, так как на. выходе элемента И-НЕ 23 будет сигнал логического «О, поскольку на всех его входах сигналы логической «1. На выходе младшего разряда d тоже будет сигнал логической «1, поскольку на входы элемента «И-НЕ 25 поступают сигналы логической с седьмого входа Д7 и после инверторов 21, 24 и 27, на входах которых сигналы равны «О, поэтому на выходе элемента 25 будет сигнал логического «О. Получаем код 0111, что соответствует числу 7, т. е. номеру последнего перекрытого веществом детектора. Аналогично можно рассмотреть и другие случаи. Предлагаемый прибор может быть выпол нен на микросхемах К133, К134, К155 и других серий. Все элементы могут быть выполнены по известным схемам. Кодирующая матрица выполнена на инверторах и схемах И-НЕ и может быть выполнена на десяти корпусах микросхем (в известном пятнадцать корпусов микросхем). Можно выполнить кодирующую матрицу в виде одной микросхемы (гибридной или монолитной). Если число детекторов более. пятнадцати, то достаточно взять две или несколько одинаковых кодирующих матриц и суммировать двоичный код этих матриц для получения выходного кода. Таким образом, предлагаемый радиоизотопный прибор для измерения количества вещества имеет более простую схему (количество используемых микросхем сокращается и используются более простые микросхемы) и большую надежность, что обусловлено отсутствием в схеме кодирующей матрицы триггеров и других элементов, в которых может произойти сбой. Кроме того, уменьшение количества им используемых элементов сокращает затраты времени и труда, необходимые на изготовление прибора, а более простая схема, упрощает его настройку. В предлагаемом приборе потребляемая мощность и стоимость снижается в 4 раза. Формула изобретения Радиоизотопный прибор- для измерений количества вещества, содержащий источник излучения, детекторы, расположенные с противоположной по отношению к источнику излучения стороны сосуда и соединенные с двоичными делителями частоты, генератор постоянной частоты, соединенный через двоичный счетчик с вторыми входами двоичных делителей частоты, элемент задержки, регистр памяти, выходы которого соединены с преобразователем и схемой сравнения коДов, и индкатор, соединенный с преобразователем, отличающийся тем, что, с целью упрощения прибора и повышения его надежности, в прибор введена кодирующая матрица, входы которой соединены с выходами двоичных делителей частоты, а выходы - с входами регистра памяти, причем выход двоичного счетчика соединен с входом элемента задержки и входом синхронизации регистра памяти, выход элемента задержки соединен с входами установки нуля двоичных делителей частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2783270, кл. G 01 F 23/28, 16.06.79. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2935881, кл. G Q1 F 23/28, 14.04.80 прототип;.

15

т л/

/112

Д11 AW

ff9 flS

Х77

/J6

Д5 Л A2 Д/

a

Т

иг.1