Устройство определения времени начала всплеска плотности потока ионизирующего излучения
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
.В. Половь ленов,У 1411207 О, опублик.01 Т 1/17,ьт ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР В 1/О1975,Патент США Р 3859532, Сопублик. 1975.Зенченко В.М., Кузнецов А.В.,Эстулин И.В., Верден Ш Ниель Н ,Харле К. Предварительные результатыпоиска гамма-всплесков на АМС "Венера 11" и "Венера 12" прибором(54)(57) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ,НАЧАЛА ВСПЛЕСКА ПЛОТНОСТИ ПОТОКА, ИОНИЗИР 5 ЧОРЖГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащеедетектор, выход которого соединен стактовым, входом счетчика. импульсов,первым входом системы предваритель-ного запоминания и с первым входомформирователя порога, второй входИзобретение относится к измерению рентгеновского и гамма-излучения в. экспериментальной космической физике и может быть использовано для йсследования случайных импульсных процессов, например, при решении задач по обнаружению всплесков излучения плотности,потока фотонов с целью излучения природы явления, определения координат источников на небесной сфере в космической рентгеновской и гаимаастрономии. 2которого соединен с первым выходом таймера, а выход - с первым входом компаратора, второй выход таймера - с вторым входом системы предварительного запоминания, выход которой соединен с первым входом ключевой схемы, второй вход. которой соединен с выходом ВЯ-триггера, а выход ключевой схемы соединен с информационным выходом всего устройства, а Н.-вход триггера соединен с входом установки - устройства в исходное состояние, о тл и ч а ю .щ е е с я тем, что, с целью улучшений временного разрешения устройства обнаружения всплеска плотности потока ионизирующего излучения и уменьшения объема системы предварительного запоминания, в устройство введен счетчик времени, тактовый вход которого соединен с третьим выходом таймера, а выход - с вторым входом .компаратора,.выход которого соединен с входом сброса счетчика времени и счетчика импульсов, причем выход счетчика импульсов соединен с 8-входом КБ-триггера,Основными задачами устройств регист- Орации излучения в рентгеновской и гамма-астрономии являются задачи обнаружения всплеска излучения и задачи измерения его параметров, напри, мер, времени реального начала всплеска, однако, в силу недостаточного временного разрешения устройств обаружения всплекса, подавляющее бол шинство коротких (с длительностью о единиц до десятков миллисекунд) всплесков пропускается, а для измерения времени реалвного начала всплеска(особенно для всплесков,с большойдлительностью фазы нарастания) приходится использовать систему предварительного запоминания с большим объемом памяти. Эти недостатки устройстврегистрации можно в значительной степени устранить, уменьшив время принятия решения о начале всплеска излучения.Известен детектор перегрузки откосмического излучения, который содержит сцинтилляционный счетчик, подключенный к каналу прохождения сигнала. В канал входит вентиль прохождения сигнала. Времязадающий канал от.крывает вентиль на заданный периодвремени, в течение которого регистрируются импульсы сигнала. Если интенсивность сигнала превышает уровень,устанавливаемый блоком. сравнения,запускается идущий мультивибратор,который запирает на заданный периодканал прохождения сигнала и времязадающий канал.Недостатками этого устройстваявляется наличие фиксированного уровня, с которым сравнивается интенсивность сигнала, и малое временноеразрешение устройства, Первый недостаток не позволяет использовать данное устройство в реальных условияхизмерений рентгеновского и гамма-излучения в космическом пространстве,поскольку плотность потока фоновогоизлучения неизвестна и переменна вовремени, так как она зависит от состояния. активности Солнца и активациикосмического аппарата потока заряженных частиц. Второй недостаток не позволяет обнаруживать всплески излучения малой длительности.Известно также устройство, вкотором используется источник излучения, имеется сигнальный канал,обеспечивающий передачу сигнальныхимпульсов, поступающих с выхода детектора излучения к выходному устройству,Управление сигнальным каналом осущест вляется с помощью синхроимпульсов,сформированных в канале синхрониза-ции. Синхроимпульсы задают определенный временной интервал" ,втечениекоторого измеряются сигнальные импуль-сы. Устройство содержит элементы,. 55подключенные к выходу детектора дляформирования сигнала. Сигнал формиру- ;ется при условии, что выходной сигнал с детектора превышает заданный уровеньИмеется схема задержки, обеспечивающая одновременную задержку синхроимпульсов в канале синхронизациии сигнальных импульсов, распространяющих в сигнальном канале. Недостаткиданного устройства аналогичны недостаткам устройства, описанного вышее. Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату и технической сущности является устройство, содержащее детектор (включающий в себя,например, сцинтилляционный счетчик и схемы отбора и формирования сигналов) выход которого соединен с тактовым входом счетчика импульсов, первым входом системы предварительного запоминания и с первым входом формирователя порога, второй вход которого соединен с первым выходом таймера, а выход - с первым входом компаратора, а второй выход таймера - с вторым входом системы предварительного запоминания, выход которой соединен с первым входом ключевой схемы, второйвход которой соединен с выходомйь-триггера, а выход ключевой схемысоединен с информационным выходомвсего устройства, а К-вход триггерасоединен с входом установки устройства в исходное состояние. При этомтакже выход счетчика импульсов соединен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с 8-входомтриггера, вход, сброс счетчика импульсов соединен с первым выходом таймера. В этом устройстве фоновое излучение преобразуется детектором в поток фоновых импульсов, который по" ступает на входц формирователя порога, счетчика импульсов и системы предварительного запоминания. За каждый интервал времени, определяемый таймером и равный 32 с, в узле формирователя порога устанавливается средняя частота фоновых импульсов, и, а на его выходе - пороговое значение, определяемое выражением:Апйт + х, САт, (1) где х - процентная точка нормальЫного распределения, определяющая вероятность ложногообнаружения всплеска;ДТ в . интервал времени, определяется таймером и равный0,25 с.10441При этом в счетчике импульсов фиксируется приращение счета аа, от начала интервала Т и, если неравенствоап;ъ,А (2) по истечении интервала дТ не выполняется, счетчик импульсов сбрасывается и начинает фиксировать приращение дп; в следующем временном интерва- ле дТ. Если неравенство (2) выполняется, КБ-триггер вырабатывает сигнал о начале всплеска и информация о фоновой обстановке и временной эволю-. ции всплеска до момента его обнаружения, записанная в системе предварительного запоминания, через открытую сигналом КЯ-триггер ключевую схему, поступает в телеметрическую систему космического аппарата с целью переда чи на Землю для дальнейшей обработки.Недостатком этого устройства является то, что время принятия решения о начале всплеска плотности потока ионизирующего излучения с момента его 25 реального начала, определяемое выражением: Ап+ дф.(3) В 4 п ф (4 30где И - объем счетчика импульсов.Можно показать, что при заданной вероятности ложного обнаружения всплеска, т.е. при заданном значении х ,и нри одинаковом с прототипом значе нии средней частоты фоновых п данныйпорог В дает одинаковую с прототипомдостоверность обнаружения всплеска,На чертеже представлена схема устройства определения времени начала 400 всплеска плотности потока ионизирующего излученияОна содержит детектор 1, счетчик 2 импульсов, формирователь 3 порога, таймер 4, компаратор 5, систему 6 предварительного 45 запоминания, ключевую схему, 7,КЯ-триггер 8 и счетчик 9 времени.Выход детектора 1 соединен с тактовым входом счетчика импульсов 2 и 50с первым входом формирователя 3 порога, а второй вход формирователя 3порога соединен с первым выходом таймера 4. Выход формирователя 3 порога,соединен с первым входом компаратора 5, а выход компаратора 5 - 55 с входом сброса счетчика 2 импульсов. Второй выход таймера 4 соединенс вторым входом системы 6 предварительного запоминания, первый вход где п - частота импульсов во время всплеска, может достигать больших значений. Например, при и ф = 512 имп/с х с, = 8, йТ д 0,5 с и скачкообразном всплеске с п = 512 имп/с начало коВторого совпадает с началом интервала ДТ, время принятия решения о начале всплеска для указанного устройства составляет около 0,35 с. При указанных выше параметрах устройства обнаружения и параметрах фонового излучения всплески излучения, длительностью меньшей 0,25 с и с той же частотой импульсов и , обнаружены не будутЦелью изобретения является улучшение временного разрешения устройства обнаружения всплеска ионизирующего излучения в космическом пространстве и уменьшение объема системы предварительного запоминания.указанная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее детектор, выход которого соединен с тактовым входом счетчика импульсов, первым входом системы предварительного запоминания и с первым входом. Формирователя порога, второй вход которого соединен с первым выходом таймера, а выход -, с первым входом 76 6компаратора, а второй вйход таймера - с вторым входом системы предварительного запоминания, выход которой соединен с первым входом ключевой системы, второй вход которой соединен с выходОм КЯ-триггера, а.выход ключевой схемы соединен с информационным выходом всего устройства,. а К-вход триггера соединен с входом установки устройства в исходное состояние, дополнительно введен счетчик времени, тактовый вход которого соединен с третьим выходом таймера, а выход - с вторым входом компаратора, выход которого соединен с входами сброса счетчика импульсов и счетчика времени, причем выход счетчика импульсов соединен с Б-входом КЯ-триггера.В этом случае компаратор сравнивает время между первым и К-ым импульсами (К=1, , И), поступающими с детектора, со значением порога, вы-раженного в единицах времени, вырабатываемого формирователем порога и определяемого следующим выражением:, (К),где 2- период следования импульсовс третьего выхода таймера 4. Значение порога В и интервала Снепрерывно сравнивается в компараторе 5, при.этом в счетчике 2 импульсов подсчитывается число импульсов, поступившихс детектора 1. Если интервал 1превышает значение порога В, на выходекомпаратора 5 формируется импульс,который сбрасывает показания счетчика 9 времени и счетчика 2 импульсовв нулевое состояние, После этого процесс измерения временных интервалови подсчета пришедших с детектора 1импульсов начинается заново. Если значение интервала йпри К = И меньшезначения порога В, то положительный которой соединен с выходом детектора 1, а выход - с первым входом ключевой схемы 7. Второй вход ключевой схемы 7 соединен с выходом КЯ-триггера, а выход - с информационным выходом устройства. Я-вход триггера 8 соединен с выходом счетчика импульсов, аВ-вход - с входом установки устройства в исходное состояние, третий вы О ход таймера 4 соединен с тактовым входом счетчика 9 времени, выход которого соединен с вторым входом компаратора 5, а вход сброса - с выходом компаратора 5. 15Работа устройства осуществляется следующим образом.Сигнал, поступающий с входа установки устройства в исходное состояние на К-вход КЯ-триггера 8 устанавливаУ 20 ет его в состояние "0". Ионизирующее излучение преобразуется детектором 1 в поток импульсов, который поступает на входы формирователя 3 порога, счетчика 2 импульсов и систему 6 предварительного запоминания. В зависимости от частоты фоновых импульсов и формирователь 3 порога периодически устанавливает на первом входе компаратора 5 пороговое значение В. Пери О од следования импульсов с первого выхода таймера 4 определяет время в течение которого пороговое значение В адаптируется к изменениям Фоновой обстановки. На второй вход компаратора 5 со счетчика 9 времени поступает постоянно растущее напряжение (или код), которое в единицах времени равно расстоянию между первым и К-ым импульсами таймера40(5) перепад напряжения с выхода счетчи-ка 2 импульсов переводит КЯ-триггер 8 из состояния "0" в состояние "1", и информация о потоке фоновых импульсов и эволюции всплеска плотности потока ионизирующего излучения, записанная в системе б предварительного запоминания, через открытую перепадом напряжения с выхода КЯ-триггера 8 кпючевую схему 7 поступает на информационный выход устройства. Установка устройства в исходное состояние проводится по внешней команде после того, как информация о предыдущем всплеске списывается в телеметрическую систему космического аппарата.Таким образом, время, затраченное на принятие решения о наличии всплеска плотности потока ионизирующего излучения, в настоящем устройстве равно:(6)а выигрыш во времени принятия решения о начале всплеска плотности потока излучения (при равных вероятностях ложного обнаружения всплеска), по сравнению с известным устройством, составит:Ч = А/И (7)Так, например при п= 512 Гц, йТ = 0,5 с, И = 256 и х, = 8, время принятия решения о наличии всплеска уменьшается приблизительно в 1,5 раза.С другой стороны, для того, чтобы известное устройство давало то же время принятия решения о наличии всплеска, что и настоящее устройство, оно должно обеспечивать приблизительно в 2 раза большуючастоту импульсов во время всплеска, что возможно сделать, увеличив приблизительно в 4 раза активную площадь детектора.Настоящее техническое решение устройства определения времени начала всплеска плотности потока ионизируюцего излучения обладает следующимипреимуществ ами: а) меньшим приблизительно в 1,5 раза временем принятия решения о начале всплеска плотности потока иони, зирующего излучения, возможность регистрировать всплески ионизирующего излучения меньшей. длительности. Поскольку настоящее устройство, имеетменьшее время принятия решения о наСоставительедактор Л Письман Техред Л,СердюковаКорректор, М. Кучерявав ат Юаа аВЮЕ Заказ 8256 Тираж 483ВНИИПИ Государственного комитета по изо113035, Москва, Ж, Р Подписноеетениям и открытиям приушская наб., д. 4/5 1тельский комбинат "Патент", г.Ужго Гагарина,101 изводственно-и 91044176 10чале всплеска, требуемый объем систе- . Лпя обеспечения той же разреш еЗГмыпредварительного запоминания мо- способности по времени, что и у нажет быть также уменьшен без.потери стоящего устройства, у базового обьинформации оначальной эволюции всплес-екта площадь детектора должна быть вка; 4 раза больше. В устройствах детекб) при одинаковых технических ха- тирования гаммаизлучения среднейрактеристиках с прототипом возмож- энергии обычно используются неорганиностью регистрировать всплески аппа- ческие сцинтилляционные кристаллыратурой с приблизительно в два раза . 10 Сз 1 диаметром 63 мм и толщиной 63 мм.меньшими габаритами и в четыре разаУдельный вес кристалла 45 Г. см-З,. меньшей массой детектора;следовательно его вес около 0,884 кГ.в) ожидаемый экономический эффект Диаметр требуемого кристалла 126 мм,от использования настоящего изобре- его вес (при той же толщине) состатения для устройства, устанавливаейо вит 3536 кГ. Следовательно, эконого на борту космического аппарата, ,мия только в весе кристалла составитсостоит в экономии веса устройства. около 2,6 кГ,
СмотретьЗаявка
3425564, 26.02.1982
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-2502
ВЕРЕВКИН А. Д, ПОЛЕНОВ Б. В, САБИРОВ М. А, СОЛОВЬЕВ В. М
МПК / Метки
МПК: G01T 1/17
Метки: времени, всплеска, излучения, ионизирующего, начала, плотности, потока
Опубликовано: 15.12.1989
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1044176-ustrojjstvo-opredeleniya-vremeni-nachala-vspleska-plotnosti-potoka-ioniziruyushhego-izlucheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство определения времени начала всплеска плотности потока ионизирующего излучения</a>
Предыдущий патент: Способ записи информации на приборах с зарядовой связью
Следующий патент: Способ деасфальтизации тяжелых нефтяных остатков
Случайный патент: Устройство для защиты тепловоза с электрической передачей от боксования