Мессбауэровский спектрометр

(51) 4 С 01 И 24/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСА Н ДВТОРСНО ЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕПЬСТ(21) 41 20236/ (22) 17. 09.86 (46) 15.06.88 (71) Научно-и тут ядерной фи техническом и 1-25 Бюл. Уследова льскии инстиТомском полиим, С.М.Кирова зики приституте(53) 621. 039 (088, 8) рный гамма-резонансный спек ГРС: Техническое описание укция по эксплуатации ж.ш. Г 0(56) Ядрометри инстр287,368АвтоУ 31416 кое свидетельство СССР кл. С 01 И 24/00, 1971. СПЕКТРОМЕТР сится к области рной физики и но для исследои химических ых наблюдается с, Цель - увелисоеядче ости п(54) МЕССБАУЭРОВСКИЙ(57) Изобретение отно экспериментальной яде может быть использова вания свойств веществдинений, на котор ерный гамма-резонан ние разрешающей спо рости. В спектрометр введены аналогоцифровой преобразователь, компенсирующая катушка, дифференциальный усилитель, триггер, дополнительные регистры числа и времени и шесть схем совпадения, кроме того, формировательимпульса записи содержит входнойрегистр,арифметико-логическое устройство, дешифратор, логический элементи регистр ширины канала. В результате при работе спектрометра происходит непосредственная адресация заполняемого канала в соответствии с изменением скорости движения источникаизлучения, при этом разрешающая спо-.собность по скорости определяется величиной шага квантования аналогоцифрового преобразователя. Дополнительное улучшение разрешения по скорости достигнуто благодаря подавлению электромагнитных шумов и наводокв канале изменения скорости. Крометого, исключена потеря информации вовремя записи данных в блок памяти.1 з.п. ф-лы, 1 ил.10 Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и можетбыть использовано для исследованиясвойств веществ, на которых наблюдается ядерныи гамма-резонанс,а5Целью изобретения является повыше ние разрешения по скорости.На чертеже показана структурнаясхема спектрометра.Спектрометр содержит вибратор 1,имеющий измерительную 2, задающую 3и компенсирующую 4 катушки, шток 5вибратора 1, источник 6, поглотитель7, блок 8 регистрации, числовые регистры 9 и 10, блок 11 памяти, регистры 12 и 13 времени, кварцевыйгенератор 14, дифференциальный усилитель 15, задающий генератор 16,суммирующий усилитель 17, амплитудноцифровой преобразователь (АЦП) 18;программное устройство 19, формирователь 20 импульса записи, входнойрегистр 21, арифметико-логическое,устройство (АЛУ) 22 регистр 23 ширины канала, дешифратор 24, формирователь 25 импульса сброса, логический элемент 26, триггер 27, адресныйреверсивный счетчик 28, логическиеэлементы 29-34 совпадения. На штоке 305 вибратора 1 закреплен источник бизлучения; выход блока 8 регистрациичерез первые входы логических элементов 29 и 30 схем совпадения, соединен с числовыми регистрами 9 и 10,кварцевый генератор 14 подключенчерез первые входы логических элементов 33,34 к входам регистров 12,23времени. Выходы регистров числа ивремени соединены с соответствующими 40входами блока 11 памяти. Вход дифференциального усилителя 15 соединенс измерительной 2 и компенсирующей4 катушками. Выход дифференциальногоусилителя подключен к первому входу 45суммирующего усилителя 17 и входуАЦП 18, выход задающего генератора16 соединен с вторым входом суммирукщего усилителя 17, выход которогоподключен к задакицей катушке 3, Выход 50АЦП 18 соединен с первым входом АЛУ22 непосредственно, а с вторым - через входной регистр 21, входящий всостав формирователя 20 импульса записи программного устройства 19, Выход АЛУ 22 подключен к первому входудешифратора 24, второй вход которого соединен с регистром 23 ширины канала, выход дешифратсра 24 подключен к входу управления записью блока 11памяти, к пе рвому входу ло гиче ско гоэлемента 26, выход ко торо го соединен с входом управления записьювходного регистра 21, к входам триггера 27, адресного реверсивного счетчика 28 и формирователя 25 импульсасброса, выход которого через первыевходы логических элементов 31,32 совпадения соединен с входами сбросарегистров числа 9,10 и времени 12,13,Выход изменения знака разности дешифратора 24 подключен к второму входулогического элемента 26 и входу изменения направления счета адресногореверсивного счетчика 28, выход которого соединен с адресным входом блока 11 памяти. Неинвертирующий и инвертирующий выходы триггера 27 подключены к вторым входам логических элементов 29,32,34 и 30,31,33 совпадения соответственно.Спектрометр работает следующимобразом,В исходном состоянии во входномрегистре 21 записан нулевой код, ав регистре 23 ширины канала - цифровой код, соответствующий ширине канала, необходимой при данном измерении спектра, Логические элементы30,31,33 совпадения открыты уровнемлогической единицы с инвертирующеговыхода триггера 2.Поглощенные резонансные гаммакванты преобразуются в импульсы напряжения блоком 8 регистрации, поступают через логический элемент 30совпадения в числовой регистр 10. Одновременно импульсы тактовой частотыс кварцевого генератора 14 черезлогический элемент 23 совпадения накапливаются в регистре 12 времени.Задающий генератор 16 вырабатываетопорный сигнал скорости, поступающийна первый вход суммирующего усилителя 17. Напряжение, соответствующеескорости движения штока 5 вибратора1, снимается с измерительной катушки2 и, вычитаясь из сигнала компенсирукщей катушки 4 в дифференциальномусилители 15, подается на второйвход суммирующего усилителя 17 и навход АЦП 18.Суммирующий усилитель 17 усиливает разность между опорным сигналомскорости и сигналом обратной связи с3 14028выхода дифференциального усилителя15.Усиленная разность поступает вкачестве управляющего. токового сигнала на задающую катушку 3, заставляяшток 5 вибратора отрабатывать законизменения скорости, вырабатываемыйзадающим генератором 16. АЦП 18преобразует напряжение, соответствую Ощее изменению скорости в цифровой код,который поступает на первый вход АЛУ22, АЛУ 22 осуществляет операциювычитания между кодом, записаннымво входной регистр 21, и кодом АЦП18, Дешифратор 24 сравнивает цифровой код, идущий с выхода АЛУ 22, скодом, записанным в регистре 23 ширины канала,При равенстве этих кодов дешифратор 24 вырабатывает импульс записи,который поступает на вход управлениязаписью блока 11 памяти и через логический элемент 26 - на вход управления записью входного регистра, а 25также на входы триггера 27, реверсивного счетчика 28 адреса и формирователя 25 импульса сброса. В блоке 11памяти этот импульс по фронту записывает цифровой код числового регист- З 0ра 10, соответствующий значению ка 1 нала, и код регистра 12 времени, соответствующий времени нахождения вканале, по адресу, номер которогоберется с выхода адресного реверсивного счетчика 28. Одновременно кодс выхода АЦП 18 записывается во входной регистр 21 и переключается триггер 27, работающий в режиме Т-триггера с приходом очередного импульсаизменяет свое состояние на противоположное).В результате логические элементы30,31,33 совпадения закрываются, аэлементы 29,32,34 открываются и 45импульсы с выхода блока 8 регистрации и кварцевого генератора 14 начинают заполнять регистры числа 9 ивремени 13. Благодаря этому в моментзаписи данных в блок 11 памяти устраняется потеря информации. Длительность импульса записи выбираетсяравной времени, необходимому для занесения информации в блок 11 памяти,По срезу импульса записи адресныйреверсивный счетчик 28 устанавливает адрес очередного +1 канала,и формирователь импульса сброса вырабатывает импульс, который, посту 784пая через логический элемент 32совпадения на входы сброса регистровчисла 10 и времени 12, осуществляетсброс их содержимого, При дальнейшемувеличении скорости спектрометрработает аналогичным образом лишьс той разницей, что заполняютсявновь регистры числа 10 и времени 12,а сброс содержимого регистров 9,13 происходит через логический элемент 31 совпадения.Если в соответствии с опорной скоростью или под воздействием какихлибо дестабилизирующих факторов скорость штока 5 вибратора началауменьшаться, то в момент изменениязнака разности кодов на выходе АЛУ22, т.е, когда скорость из -го канала переходит в -1 канал, дешифратор 24 вместе с очередным.импульсом записи формирует на выходе изменения знака разности импульс, который переключает счет в адресном реврсивном счетчике 28 с прямого наинверсный и блокирует прохождениеимпульса записи очередного кода вовходной регистр 21 по второму входулогического элемента 26.В результате информация из работавших регистров числа и временизаносится в -й канал, а номер одреса на выходе адресного реверсивногосчетчика в соответствии с измене"нием скорости уменьшается на единицу и становится равным -1. Теперьдальнейшее уменьшение скорости приводит к тому, что адресный реверсивГный счетчик работает. в режиме реверсивного счета,При новом увеличении скоростидвижения. штока вибратора дешифраторпереключает адресный реверсивныйсчетчик импульсов с выхода изменения знака разности в режим прямого счета. Таким образом, в соответствии с изменением скорости осуществляется автоматическое изменение адреса заполняемого какала, информация с выхо-, да блока регистрации резонансных гамма-квантов в каждый момент времени поступает в каналы, соответствующие действительной скорости, отрабатываемой вибратором. Регистры времени введены для того, чтобы при последующей математической обработке спектра учесть время нахождения ис1. Мессбауэровский спектрометр, содержащий вибратор с задакнцей и изме рительной катушками, источник радиоактивного излучения, укрепленный на штоке вибратора, поглотитель, блок регистрации, генератор задающего сигнала, выход которого соединен с входом суммирующего усилителя, блок памяти, подключенный к выходам регистров числа, времени и адреса, программное устройство, состоящее из соединенных последовательно Формирователей импульса сброса и записи, кварцевый генератор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния разрешения по скорости, в него введены аналого-цифровой преобразователь, триггер, дополнительные регистры числа и времени и шесть логических элементов совпадения, при этом Формирователь импульса записи состоит из входного регистра, арифметико в логическо устройства, регистра ширины канала, дешифратора и логического элемента, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу арифметикологического устройства непосредствен. но, а к второму - через входной регистр, выход арифметико-логического устройства соединен с первым входом дешифратора, к второму входу которого подключен регистр ширины канала, выход дешифратора соединен с входами управления записью блока памяти и через первый вход логическоточника излучения в каждом каналескорости. Формула изобретения 402878 6го элемента - с входом управлениязаписью входного регистра, входомтриггера и входом адресного реверсивного счетчика, выходы блока регистрации и формирователя импульсасброса кварцевого генератора соединены с первымч входами первого ивторого, третьего и четвертого, пятого и шестого логических элементовсоответственно, к вторым входам первого, четвертого и шестого логических элементов подключен неинвертирующий выход триггера, инвертирующийвыход которого соединен с вторымивходами второго, третьего и четвертого логических элементов, выходывторого и первого логических элементов соединены с входами второго ипервого регистров числа, выходытретьего и четвертого логических элементов подключены к входам сброса первых и вторых регистров числа и времени, выходы четвертого и шестого логических элементов соединены с входами первого и второго регистров времени, выходы первых и вторых регистров числа и времени соединены междусобой, выход суммирующего усилителяподключен к задающей катушке.2. Спектрометр по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения уровня шумов, введеныдифференциальный усилитель и компенсирующая катушка, выход которой подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с измерительной катушкой, выход дифференциального усили 4 О теля подключен к первому входу суммирующего усилителя и входу аналогоцифрового преобразователя.авитель В. ФилипповедЛ. Сердюкова Корректор В. Гири Со актор И.Слоб к аказ 2848/31 Тираж 847 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, РаушскаПодписноеета СССР ткрыт я наб., д. ул Проект Производственно-полиграфическое предприятие, г, Уж