Радиационный дозиметр

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 5с име оние относится к радистроению, а имениспонометрии.ретения - расширестей измеряемых д н к ренте диа- иэлуредставлена фуниационного доэимрическая схема3 - эпюры напряни й, поясняющи циональетра; на оммутаеиий в работу дозиметраРадиацио (фиг.1) пос ионизационн ержиненны ныи дозиметр со едовательно соед ую камеру 1 с пит им и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии пр Томском политехническом институте им, С,М,Кирова(56) Авторское свидетельство СССР В 24019, кл. С 01 Т 1/171983.Авторское свидетельство, СССР В 1290882, кл, С 01 Т 1/16, 26.11 (54) РАДИАЦИОННЫЙ ДОЗИМЕТР(57) Изобретение относится к обла радиационного приборостроения, а но к рентгеновской экспонометрии. Цель изобретения - расширение диа на мощностей измеряемых доз иэлуч ния. В устройство, содержащее ионн эационную камеру, интегрирующий к Изобретенному приборогеновской экЦель изобпазона мощночения,На фиг,1ная схема радфиг2 - электора 1 на фигфункции врем денсаторусилитель, компаратор с обратной связью и коммутатор, введенкомпенсирующий конденсатор с емкостью,равной междуэлектродной емкости ионизационной камеры, а коммутатор выполнен двухканальным и снабжен вторым выходом, соединенным через компенсирующий конденсатор с входом усилителя.Компенсация наброса заряда одного знака через междуэлектродную емкостьионизационной камеры, возникающегопри переключении полярности напряжения ее питания, осуществляется при любом напряжении питания камеры и любомзначенииинтегрирующего конденсатораза счет наброса заряда противоположного знака через коммутатор и компенси- Ерующий конденсатор, что позволяет осу- ур,ществлять измерения радиационных доз%Ф Фв полях как с низким, так и с высоким Суровнем излучения, 3 ил,щс выходным электродами и усилитель 2,а также интегрирующий конденсатор3, компаратор 4 с цепью 5 обратнойсвязи, коммутатор 6, компенсирующийконденсатор 7 и общую шину (не показана), Цепь 5 обратной связи компара-,тора 4 состоит из двух последова"тельно соединенных резисторов 8 и 9,двух встречно включенных диодов 10и 11, а также резистора 12,Выходной электрод иониэационнойкамеры 1 соединен через интегрирующий конденсатор (С,) 3 с общей виной.Выход усилителя 2 подключен к одномувходу компаратора 4, подсоед ненноговыходом к другому входу компаргтора4 через цепь 5 отвратной связи и входу компаратора 6, первый выход которого соединен с питающим электродомионизационной камеры и второй выход свходом усилителя 2 через компенсирующий конденсатор 7,Коммутатор 6 выполнен (фиг.2) двухканальным и содержит два ключа 13 и14 в виде транзисторов противоположной проводимости, базы которых являются входом коммутатора, двухполярный источник питания (не показаны) ичетыре оптопары, светодиоды 15-18 ко" 1торых вклЮчены попарно последовательно в коллекторные цепи транзисторов ссоответствующих ключей 13 и 14, катодыфотодиодов 20 и 21 второй и третьейОптопар подключены к плюсовому вьводу -,ОиСточника питания, аноды фотодиодов19 и 22 первой и четвертой оптопарсоединены с минусовым выводом источника питания, Анод фотодиода 20 второй оптопары, соединенньдл с катодом 25фотодиода 22 четвертой оптопары является первым выходом коммутатора 6Катод фотодиода 19 первой оптопары,соединенный с анодом фотодиода 21.третьей оптопары, является вторым вы- .9ходом коммутатора 6,Коммутатор 6 работает следующимобразом, Допустим, что опорное напряжение имеет положительный знак,Поскольку напряжение на выходе компа: -ратора 4 имеет этот же знак, то о.;крыт транзистор 13 коммутатора 6. Посветодиодам 15 и 16 первой и второйоптопар протекает ток при этом открываются фотодиоды 19 и 20 этих оптопар, Через фотодиоц 20 на. питающийэЛектрод ионизационной камерыподается положительное напряжение, а через фотодиод 19 отрицательное напряжение подается на компенсируюший кондек сатор (Ск) 7, Ток, ионизационной камеры 1 составляет 10 -1 ОА, а комфмутатор 6 может обеспечить ток 1010 А.50При Отрицательном Опорном напряже- нии открьвается транзистор 14 и включаются светодиоды 17 и 18, при этом открьваются фотодиоды 21 и 22, В этом случае на первый выход коммутато 55 ра 6 подается через фотодиод 22 отрицательное напряжение и на второй выход в положительное напряжение через фотодиод 21. Иа интегрирующем конденсаторе 3имеется сигнал 23 а на выходе компаратора 4 сигнал 24,Радиационный дозиметр работает следующим образом,В ионизационной камере 1 с плоскопараллельными питающими и выходнымэлектродами под действием рентгеновского излучениявозникают ионы разных знакова ионизационную камеру 1 с межэлектродной емкостью С подается напряжение питания с полярностью, обеспечивающей сбор заряда на интегрирующем конденсаторе 3 с е.;костью 330 пФ такого же знака что и опорное напри жение компаратора 4, Это досплгается с помошью коммутатора 6 на четырех Оп" топаряхр управляемого От компарато" ра 4 через транзисторные ключи 13 ч 14, базовые переходы которых защищают друг друга От обратного напряжения, Для питания ионизационной камеры 1 могут исполъэсватъся два источника или один источник со средней точкой образованной резгсторным делителем и соединенной с Общей шиной,Напряжение с кондея атора 3 поступает на вхоц усилителя 2 выполненного в виде усилителя тока - истоковогоповторителя на полевом трачзисторе потенциал на выходе которого П =(О 05) В, Усиленныи сигнал с вь 1 хода усилителя 2 подается на первый (инвертирующий) вход операционного усилителя компаратора 4 с малым напряжеп- ем смещения, На второй. (неинвертирующий) вход операционного усилителя компаратора 4 подается по цепи обратной связи 5 опорное напряжение Б, абсо- лютная величина которого должна быть больше напряжения смещения усилителя 2 уПри достикецпл сигнала на выходе усилителя 2 значения, равного опорному П срабатьвзет компаратор 4, Полученный перепад напряжения на выходе компаратора 4 поступает на транзисторные ключи 13 и 14 коммутатора 6 и по цепи обратной связи изменяет знак опорного напряжения компаратора 4, При этом закрывается транзистор 13 и открывается транзистор 14, Через открытый фотодиод 22 четвертой оптопары на питающий электрод иончзационной камеры 1 подается отрицательное напрякение. Величина напряжения на интегрирующем конденсаторе 3 скачком изме5 1328774 6 Формула изобретения Сцняется на (- "-20 ). ОдновременноСичерез открытый фотодиод 21 третьей оптопары на интегрирующий конден 5 сатор 3 через компенсирующий конденсатор 7 подается скачок напряжения (+ 2 П), Так как С выбраны равССиной Сц, то компенсация наброса заря- ;0 да на интегрирующем конденсаторе 3 всегда имеет место, Под действием излучения происходит перезаряд.интегрирующего конденсатора 3, При достижении напряжения на входе компаратора 4, равного опорному Б , компаратор 4 снова изменяет свое состояние Величина напряжения 11, до которого заряжается интегрирующий конденсатор 3 определяется формулой Ю =-110 + Б. 20 Изменение напряжения на интегрирующем конденсаторе 3 за время между коммутациями компаратора 4 равно 200, Таким образом, компаратор 4 25 переключается каждый раз после накопления интегрирующим конденсатором 3 заряда 2 СиБО, и по количеству импульсов с компаратора 4 можно судить о величине радиационной дозы. Пос" 30 кольку цена отсчета (чувствительность) дозиметра не зависит от напряжения питания ионизационной камеры 1 то возможно измерение радиационных полей как низкой, так .и высокой интенсивности,Использование предлагаемого дозиметра обеспечивает расширение диапазона мощностей доз измеряемого излучения, при этом упрощается настройка,так как не требуется подбор делителя напряжения и возможна плавная регулировка за счет изменения опорногонапряжения,Радиационньщ дозиметр, содержащий последовательно соединенные ионизационную камеру с питающим и выходным эЛектродами и усилитель, а также общую шину, коммутатор с двухполярным источником питания, интегрирующий конденсатор и компаратор, подключенный одним входом к выходу усилителя и выходом к другому входу компаратора через цепь обратной связи и к входу коммутатора, выход которого соединен с пцтающим электродом ионизационной камеры, подсоединенной выходным электродом через интегрирующий конденсатор к общей шине, о т л и ч а ю щ и йс ятем, что, с целью расширения диапазона мощностей измеряемых доз, в него введен компенсирующий конденсатор с емкостью, равной межцуэлектродной емкости ионизационной камеры, а коммутатор выполнен двухканальным, снабжен вторым выходом, соединенным через компенсирующий конденсатор с входом усилителя и содержит два ключа в виде транзисторов противоположной проводимости, базы которых являются входом коммутатора, и четырех оптопар, светодиоды которых включены попарно последовательно в коллекторные цепи транзисторов соответствующих ключей, катоды фотодиодов второй и третьей оптопар подключены к плюсовому выводу источника питания, аноды фотодиодов первой и четвертой оптопар соединены с минусовым, выводом источника, питания, анод фотоднода второй опто- пары, соединенный с катодом фотбдиода. четвертой оптопары, является первым выходом компаратора, катод фотодиода первой оптопары, соединенный с анодом фотодиода третьей оптопары, является вторым выходом компаратора.38774 т сгдпсг сь аъэ шжатшп,1328774 Редактор О.Головач оизводственно-издательский комбинат "Патен город, ул. Гагарина, 10 ЗакаВНИИП ставитель В,Костюхинхред Л.Сердюкова. Корректор Т,Пал 57 Тирам 357 Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5