Радиометрический блок детектирования

(9)А 4(51) С 01 Т 1 18 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ БЛОК. ДЕТЕК ТИРОВАНИЯ, содержащий высоковольтныйисточник питания, подключенный через гасящий резистор к аноду счетчика Гейгера-Мюллера, катод которого подсо единен через резистор нагрузки к общей шине, а также, последовательно соединенные первый пороговый элемент и измеритель скорости счета импульсов, о т л и ч,а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения плотности потока излучения в широком диапазоне температур, в него введены второй пороговый элемент, разностный измеритель скорости счета импульсов, измеритель "мертвого" времени и управляемый усилитель, подключенный своим входом к катоду счетчика Гейгера-Мюллера, а выходом через измеритель мертвого времени .к управляющему, входу высоковольтного источника питания и непосредствен- Я но - к входам обоих пороговых элементов, выходы которых соединены с соответствующими входами раэностного из- Сю мерителя скорости счета импульсов, подключенного своим выходом к управляющему входу управляемого усилителя.Изобретение относится к ядерному приборостроению и может быть использовано при построении радиометрических блоков детектирования, выполненных на основе счетчиков Гейгера - Мюллера и предназначенных для измерения плотностей потока рентгеновского и гамма-излучений, а также бета-излучения в широком диапазоне температур окружающей среды. ОИзвестен радиометрический блок детектирования, содержащий высоковольтный источник питания, гасящий резистор, счетчик Гейгера - Мюллера, интегрирующую цепь, состоящую из 15 резистора нагрузки и конденсатора, пороговый каскад и индикатор 1 3.Недостатком такого радиометрического блока детектирования является невысокая точность измерения, обус ловленная зависимостью величины импульсов тока счетчика Гейгера - Мюллера от напряжения питания и температуры окружающей среды, а также нестабильностью во времени и вслед ствие токов утечки в изоляторах и конструктивных узлах включения.Наиболее близким техническим решением к изобретению является радиометрический блок детектирования, содержащий высоковольтный источник питания, подключенный через гасящий резистор к аноду счетчика Гейгера - Мюллера, катод которого подсоединен через резистор нагрузки к общей ши 35 не, а также послецовательно соединенные первый пороговый элемент и измеритель скорости счета импульсов 2 1,Недостатком известного устройства является невысокая точность иэмерения плотности потока излучения, обусловленная наличием "мертвого" времени у счетчика, величина которого зависит от температуры окружающей 45 среды и напряжения питания счетчика,Цель изобретения - повышение точности измерения плотности потока излучения в широком диапазоне температур, 50,Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее высоковольтный источник питания, подключенный через гасящий резистор к аноду счетчика Гейгера - Мюллера, 55 катод которого подсоединен через резистор нагрузки к общей шине, а также последовательно соединенные первый пороговый элемент и измеритель скорости счета импульсов, введены второй пороговый элемент, раэностный измеритель скорости счета импульсов, измеритель "мертвого" времени и управляемый усилитель, подключенный своим входом к катоду счетчика Гейгера - Мюллера, а выходом через измеритель "мертвого" времени - , к управляющему входу высоковольтного источника питания и непосредственно - к входам обоих пороговых элементов, выходы которых соединены с соответствующими входами раэностного .измерителя скорости счета импульсов, подключенного своим выходом к управляющему входу управляемого усилителя.На фиг. 1 представлена функциональная схема радиометрического блока детектирования; на фиг, 2 - распределение импульсов счетчика Гейгера - Мюллера по амплитудам (дифференциальный аппаратурный спектр), причем 7 - плотность амплитудного распределения; Ч - амплитуда импульсов; Ч - порог амплитудной дискриминации первого порогового каскада, 7 - порог амплитудной дискриминации второго порогового каскадаРадиометрический блок детектирования (фиг, 1) содержит измеритель 1 "мертвого" времени, высоковольтный источник 2 питания, гасящий резистор 3, счетчик ч Гейгера - Мюллера,резистор 5 нагрузки, управляемыйусилитель 6, пороговые элементы 7и 8, измеритель 9 скорости счета импульсов и разностный измеритель 10 скорости счета импульсов,Измеритель 1 "мертвого" времени подключен через последовательно соединенные высоковольтный источник 2 питания и гасящий резистор 3 к аноду счетчика 4 Гейгера - Мюллера, катод которого соединен с входом управляемого усилителя 6 и через резистор 5 нагрузки с общей шиной. Выход управляемого усилителя 6 соединен с входами измерителя 1 "мертвого" времени и пороговых элементов 7 и 8, Выход порогового элемента 7 подключен к входу измерителя 9 скорости счетаимпульсов и к одному из входов раэностного измерителя 10 скорости счета импульсов, другой вход которого соединен с выходом порогового элемента 8 и выход - с управляющим входом управляемого усилителя 6,Радиометрический блок детектирования работает следующим образом. 11660 30 На высоковольтном источнике 2 питания устанавливается рабочее напряжение, которое через гасящий резистор 3 подается на счетчик 4 Гейгера - Мюллера. При попадании измеряемого излучения в рабочий объем счетчика 4 Гейгера - Мюллера в нем развивается .10 разряд. Токовые импульсы счетчика 4 Гейгера - Мюллера выделяются на резисторе 5 нагрузки и подаются на вход управляемого усилителя 6, Амплитудное распределение импульсов имеет характерную область - пик с15 узким разрешением порядка 5 - 8(фиг, 2), Усиленные управляемым усилителем 6 импульсы поступают на входы измерителя 1 "мертвого" времени и пороговых элементов 7 и 8,20 Уровни (пороги) амплитудной дискри-. минации пороговых элементов 7 и 8 установлены соответственно на склоне пика (Ч ) и в максимуме пика (Ч ).2 Если амплитуда импульса превышает порог дискриминации соответствующего порогового элемента 7 (или 8), то он вырабатывает нормализованный по амплитуде и длительности импульс, Измеритель 9 скорости счета импульсов измеряет количество импульсов за единицу времени, которое пропорционально плотности потока излучения, падающего на счетчик 4 ГейгераХнллера. Раэностный измеритель 1 О 35 скорости счета импульсов измеряет разницу в скоростях счета импульсов с выходов пороговых элементов 7 и 3 и по их соотношению вырабатывает сигнал рассогласования, В исходном со стоянии порог дискриминации порогового элемента 7 (Ч) установлен на склоне пика, а порог дискриминации порогового элемента 8 (Ч) установлен в максимуме пика, поэтому раз ница скоростей счета импульсов с выходов пороговых элементов 7 и 8 имеет настроенное значение, На выходе разностного измерителя 10 скорости счета импульсов сигнал рас согласования имеет нулевое значение, По величине сигнала рассогласо- вания в управляемом усилителе 6 устанавливается значение коэффициента усиления. При наличии возмуще ния, приводящего к сдвигу пика распределения относительно порогов дискриминации Ч и Ч пороговых 26элементов 7 и 8, например, при измерении (увеличении) амплитуды импульсов тока со счетчика 4 Гейгера -Моллера (например; при увеличениинапряжения питания), измечится соотношение скоростей счета импульсовна выходах пороговых элементов 7и 8. Это изменение в разнице скоростей счета приведет к изменению величины сигнала рассогласования на выходе измерителя 10, который, воздействуя на управляемый усилитель 6,изменит его коэффициент усиления(в данном случае уменьшит). Пик амплитудного распределения импульсовустановится в исходное положениеотносительно порогов дискриминации(фиг. 2), Таким образом осуществляется удержание порогов дискриминации на амплитудном распределении,что повышает точность измерения иупрощает конструкцию устройства, таккак снижаются требования к стабильности напряжения высоковольтногоисточника, Измеритель 1 "мертвого"времени определяет величину мертвого" времени Т счетчика 4 Гейгера -Мюллера, измеряя импульсный сигналс выхода управляемого усилителя 6,В исходном состоянии при комнатнойтемпературе величина "мертвого" времени ь имеет номинальное значение.Измеритель 1 "мертвого" времени выдает на управляемый вход высоковольтного источника 2 питания номинальное значение напряжения управления,по величине которого он вырабатывает номинальное рабочее напряжениепитания счетчика 4 Гейгера - Мюллева.При понижении температуры умеНьшается"мертвое" гремя счетчика 4 Гейгера --Мюллера. Это уменьшение определяетизмеритель 1 "мертвого" времени и,воздействуя на управляющий вход высоковольтного источника 2 питания,уменьшает рабочее напряжение питания счетчика 4 Гейгера - Мюллера,При уменьшении напряйения питаниясчетчика 4 Гейгера - Мюллера его"мертвое" время увеличивается, Такимобразом, обеспечивается автоматическая стабилизация "мертвого" временисчетчика 4 Гейгера - Мюллера в широком диапазоне температур и тем самым увеличивается точность измерения радиометрического блока детектирования,Использование изобретения обеспечивает измерение плотности потока5 11 бб 026 бгамма-излучения в диапазоне темпера- микросхем типа 198 УТ 1 Б и 198 НТ 5 А,тур от +50 С до -50 С с точностью пороговые каскады - 198 У 01 Б, и1 Х (против 9,73 у известного), при . 134 ЛБ 1 Б, измеритель и разностныйэтом время измерения составляет 2 с. измерители скорости счета импульсовВ устройстве использован счетчик . 198 УТ 1 Б и 198 НТ 5 А, измеритель мертвоМюллера - Гейгера типа СБМ, управ- го времени - 198 УТ 1 Б, 198 НТ 5 А,ляемый усилитель выполнен на основе 134 НЕ 5, 134 ЛБ 1 Б и 134 ТВ 14.11,66026 акаэ 4306/4 8 ТиражГосударстве елам изобрет Москва, ЖПодписное и 03Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Редактор Н. Данкули Составитель В. КостТехред Л,Коцюбняк ого комитета СССРий и открытийРаушская наб д. 4 орректор А. Обручар