Способ измерения числа истинных тройных совпадений и устройство для его осуществления

) 4 ЕНИ Е ВУ овн сов апр 1 е д гйпйдИ 1 М ИСТИННЫХ ТВО ДЛЯ областиучения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Рехин Е.И. и др. Методний. -.М.; Атомиздат, 1979Раиске П.Б., Б 1 щЬ В,Р.рь 1 аг согге 1 ай 1 оп шеЬой апцашша апяо 1 аг согге 1 айопСз Ггош йесау оГ Ва.ф 971) 123.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧИСЛАТРОЙНЫХ СОВПАДЕНИИ И УСТРОЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относитс регистрации ионизирующего Изобретение относится к регистрации ионизирующего излучения и может быть использовано для измерения интенсивности процессов, которые реги стрируются с помощью схем совпадени особенно в условиях высокого уровня фона случайных совпадений.Цель изобретения - повышение точности измерения путем учета всех сл чайных совпадений и одновременного измерения истинных и случайных совпадений.об. Способ осуществляют следующим разом.Измеряют число М совпадений пульсов трех каналов регистрации,и может быть использовано для измерения интенсивности процессов, которые регистрируются с использованием схем совпадения, Изобретение позволяет решить задачу измерения числа истинных тройных совпадений при наличии значительного фона случайных совпадений. Исключается влияние дрейфа параметров аппаратуры устройства на точность измерения. Способ включает в себя задержку импульсов двух каналов, имитацию импульсов третьего канала, измерение шести различных типов тройных совпадений, по которым определяется число истинных тройных совпадений. Устройство содержит три схемы совпадения, элемент И, два эле- Ж мента ИЛИ, два блока задержки, триггеры, ЭВМ и интерфейсный модуль. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. т.е. число таких случаев, когда вовсек трех каналах одновременно (впределах разрешающего времени совпадений) возникают импульсы. Каждыйканал представляет собой выход блокарегистрации ионизирующего излучения,например выход дискриминатора импуль-сов, подключенного к усилителю сигналов детектора излучения, Задерживают аимпульсы первого и второго каналовсоотвественно в первом и втором дополнительном каналах. Величина времени задержки устанавливается большей,чем разрешающее время совпадений, Измеряют числа И,) и И совпаденийимпульсов, После поступления каждого1гэ 1 Б На чертеже изображена функциональная схема устройства для измерения числа истинных тройных совпадений.Устройство для измерения числа ис тинных тройных совпацений состоит из первой 1, второй 2 и третьей 3 схем совпадения, первого 4 и второго 5 блоков задержки, элемента И б, первого 7 и второго 8 элементов ИЛИ, фор Б мирователя 9 длительности, триггера 10;блокировки, генератора 11 серии импульсов, первого 12, второго 13 и третьего 14 информационных триггеров, интерфейсного модуля 15 и ЭВМ 16, ко- ЗО торые соединены между собой шиной 17 данных и шиной 18 управления. Блоки 4 н 5 задержки имеют время задержки большее, чем длительность входных импульсов, кроме тогоим- ЗБ пульсы на выходе блоков задержки имеют такую же длительность, как и импульсы на входе. Такие блоки задержки могут быть построены на базе линий задержки. Интерфейсный модуль 15 40 осуществляет по команде ЭВМ 1 б передачу информации с информационных входов, соединенных с выходами триггеров 12 - 14 на шику данных, дешиф" рацию команд, поступающих на шину 4 Б управления причем одна из команд (" Сброс установки") приводит к появленйю импульса на первом управляющем выходе интерфейсного моцуля, а другая команда "Запуск серии импульсов" приводит к появлению импульса на втором управляющем выходе интерфейсного модуля. Кроме того, интерфейсный модуль содержит триггер "ФЛАГ", который .устанавливается в "1 ф фронтом,. ,потенциала, поступающего с выхода триггера 10 блокировки на управляю" щий вход интерфейсного модуля. Сброс в "0" триггера ФЛАГ осуществляется,Бо Подготовка к измерению включаетв себя обнУление Ячеек памЯти (накопителей), в которых в процессе измерения накапливаются величины М,1 г"1 гз ъг 1 гу е 11 гзфПосле выполнения команд "Сброс в"0" триггера ФЛАГ" и "Сброс установки" устройство готово к приему информации на своих входах. Импульсом спервого управляющего выхода блока 15 импульса в третий канал создают вэтом канале К импульсов, имитирукцихимпульсы этого канала, т.е. совпадающих с ними по форме, и не зависящихот импульсов в каналах регистрации,При этом измеряют числа И, Ии Исовпадений импульсов, а число истинных тройных совпадений Сгэопределяют в соответствии с формулой 134командой, поступающей на шину управления, Потенциал триггера ФЛАГ передается на шину управления.Связь ЭВМ с интерфейсным модулемпозволяет программным образом осуществлять ввод информации с информационньг триггеров в ЭВМ, формироватьимпульсы на 1-м и 2-м управляющих выходах интерфейсного модуля, организовывать программный цикл ожиданияготовности устройства по потенциалутриггера ФЛАГ. Генератор серии импульсов генерирует серию иэ импульсов при поступлении на его вход одного запускающего импульса. Для повышения статической точности измерения число К следует выбирать как можно большим, однако другие требованияограничивают максимально допустимыезначения К. Так, увеличение К увеличивает мертвое время установки, кроме того, число совпадений, которыевырабатываются каждой из схем 1 - 3совпадения при поступлении имитированных импульсов, не должно бытьбольше одного. Практически число Коказывается в диапазоне от 1 до 20.Работа устройства определяетсявыполнением программы, по которой работает ЭВМ. Эта программа состоит изследующих программных блоков:Подготовка к измерению,2, "Сброс в "0" триггера"ФЛАГ",3. "Сброс установки",4. Цикл ожидания потенциала ФЛАГ5. Ввод данных,:б, Добавление +1 в накопители11 ю 11 гз 1 яз7, "Запуск серии импульсов","8. Цикл задержки,9. Ввод данных,10, Добавление +1 в накопителиайвз"4 гз 1 гзф11. Проверка условия окончанияизмерения: если условие не выполнено,то переход к п.2,12. Расчет величины С,гиндикация результата.14 40 45 50 55 установлены через элемент ИЛИ, 8 в "0" информационные триггеры 12 - 14 и установлен в "0" триггер 10 блокировки, сигнал с инверсного выхода которого разрешает прохождение импульсов третьего канала через элемент И 6. Первый же импульс третьего канала, пройдя через элемент И 6, устанавливает в "1" триггер 10 блокировки. По прошествии времени, равного времени распространения сигнала через триггер 10, на второй вход элемента И 6 поступает запрещающий сигнал, предотвращающий прохождение других сигналов третьего канала, Тем самым устройство блокируется на время обработки события, а сигналом запуска регистрации является импульс третьего канала.Если задержки распространения сигнала через блок 10 недостаточно для надежного прохождения импульса через элемент И 6, то выход блока 6 соединяется с установочным входом блока 10 через дополнительный блок задержки. Так как мертвое время устройства пропорционально частоте импульсов третьего канала, то в качестве третьего выбирается канал с наименьшей частотой импульсов в нем.Импульс с выхода элемента И 6,пройдя через первый элемент ИЛИ 7, посту" пает на вход формирователя 9 длительности, с выхода которого сформированный по длительности импульс поступает на третьи входы схем 1 - 3 совпадения. На первый и второй входы третьей схемы 3 совпадения поступают соответственно импульсы первого и второго каналов, поэтому число срабатываний схемы 3 совпадения определяет число совпадений В . На первый вход первой схемы 1 совпадения поступают задержанные блоком 4 импульсы первого канала, на второй ее вход поступают импульсы второго канала, поэтому число ее срабатываний определяет число совпадений И, Аналогично число срабатываний второй схемы 2 совпадения определяет число совпадений И,1 э Импульсы с выходов схем совпадения устанавливают в "1" соответствующие информационные триггеры 12 - 14, Одновременно фронт "0"-"1", поступает с выхода триггера 10 блокировки на управляющий вход интерфейсного блока 15, в результате чего триггер 64113 6ФЛАГ устанавливается в "1", Находясьв цикле ожидания потенциала ФЛАГ,ЗВМ не находит.из этого цикла, покапотенциал ФЛАГ не становится равным"1". Таким образом, ЭВИ синхронизируется с моментами поступления им"пульсов третьего канала, т.е. поприходе импульса третьего канала осу 1 п ществляется переход к вводу данных,во время которого информация о состояниях информационных триггеров12 - 14 программным образом переводится в память ЭВИ. Затем по про 15 грамме производится добавление единицы в те иэ накопителей величинМф гф для которых соответвующий информационный триггер находится в состоянии " 1".Под воздействием команды "Запусксерии импульсов" появляется импульсна втором управляющем выходе блока15, который, пройдя через второй элемент ИЛИ 8, устанавливает в "0" информационные триггеры и запускает ге 5нератор 11 серии импульсов. Послеэтого ЗВМ входит в программныйциклзадержки, длительность которого превышает длительность серии импульсов,вырабатываемых генератором 1 серииимпульсов, Каждый из К импульсов через элемент ИЛИ 7 поступает на входформирователя 9 длительности, на выходе которого образуются импульсытой же длительности, что и импульсы,З 5 образующиеся после прихода импульсана третий вход устройства. Так возникает К имитированных импульсов третьего канала,При реализации устройства обеспечивается более позднее поступление импульсов совпадения с первым из имитированных импульсов на установочный вход информационных триггеров, чем поступление импульса на входы сброса от команды "Запуск серии импульсов". Для более надежного выполнения данного условия можно ввести дополнительную задержку выходных импульсов генератора 11 серии импульсов, В режиме измерения совпадений с имитированными импульсами числа срабатываний схем 1 - 3 совпадения определяют соответственно числа совпадений 1 гз Ф гю 1 г По окончании цикла задержки программой осуществляется ввод данных и последующее добавление единицы в те из накопителей величин Игл, ИгЗ"гЭ" ю7 14641для которых соответствующий информационный триггер находится в состоянии 1.При помощи программного блока по5п. 11 последовательность операций попп.2 - 10 повторяется до тех пор,пока не будет выработано условиеокончания измерения, например, покане будет нажата анализируемая программой в,п. 11 клавиша на пульте ЭВМ.По окончании измерения программойпроизводится расчет величины С, поформуле (1), результат расчета выводится на печать или иццицируется 15на дисплее,Предлагаемое изобретение было опробовано при измерении числа парньщрегистраций нейтронов деления в совпадении с осколками деления. В условиях высокого уровня фона случайныхсовпадений (около 703 от числа истинных совпадений) была достигнута,точность измерения числа истинныхсовпадений не хуже 2%, в то времякак использование в этих условияхизвестного устройства приводит кошибке около,353. Формула и з о бр ете ни яЗО1. Способ измерения числа истинных тройных совпадений, заключающийся в том, что измеряют число совпадений импульсов трех каналов регист" рации, задерживают импульсы первого канала измеряют число совпадений задержанных импульсов первого канала с импульсами второго и третьего каналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности 4 О измерения путем учета всех типов фона случайных совпадений и одновременного измерения числа истинных и числа случайных совпадений, задержанные импульсы первого канала формируют в 45 первом дополнительном канале, задерживают импульсы второго канала во втором дополнительном канале, после поступления каждого импульса третьего канала создают в этом канале К импульсов, имитирующих импульсы этого канала и не зависящих от импульсов в каналах регистрации, измеряют чис" ло совпадений импульсов первого канала с задержанными импульсами второго канала и с импульсами третьего канала, число совпадений импульсов первого канала с импульсами второго канала и с имитированными импульсами- число совпадений импульсов трех каналовф - число совпадений импульсов первого канала с импульсами второго каналаи с имитированными импульсами третьего канала - число совпадений импульсов: первого канала с задержанными импульсамивторого канала и с им-.пульсами третьего каналафчисло совпадений импульсов первого канала с задержанными импульсами второго канала и с ими.г тированными импульсамитретьего канала,число совпадений задержанных импульсов первого канала с импульсамивторого канала и импульсами третьего канала,число совпадений задержанных импульсов первогоканала с импульсами второго канала и с имитированными импульсами третьего канала где И,Ии 1 г 32, Устройство для измерения числа истинных тройных совпадений, содержащее первую схему совпадений и первый блок задержки, вход которого является первым входом устройства, а выход соединен с первым входом первой схемы совпадений, второй вход которой является вторым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены вторая и третья схемы совпадения, элемент И, два элемента ИЛИ, формирователь длительности, триггер блокировки, генератор серии имтретьего канала, число совпадений им-пульсов первого канала с задержанными импульсами второго канала и с имитированными импульсами третьего канала, число совпадений задержанныхимпульсов первого канала с импульсами второго канала и с имитированными импульсами третьего канала, числоистинных тройных С з совпадений определяют в соответствии с формулой9 14641 пульсов, второй блок задержки, три йнформационных триггера, интерфейсный модуль и ЭВМ, причем первый вход элемента И является третьим входом устройства, второй вход элемента И соединен с инверсным выходом триггера блокировки, установочный вход ко торого соединен с выходом элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, 10 второй вход которого соединен с вы" ходом генератора серии импульсов, первый вход устройства соединен с первыми входами второй и третьей схем совпадения, второй вход устройства соединен с вторым входом третьей схемы совпадения и через второй блок задержки с вторым входом второй схемы совпадения, выход первого элемента ИЛИ через формирователь длительности соединен с третьими входами всех трех 17.Сербулюкова Составител Техред Л.С орректорИ.Муска ербак едакт Подписи ж 48 открытиям при д. 4/5 зобретениям Раушская н омитет сква, Жинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Заказ 820/49НИИПИ Государственног113035 Производственно-издательски 13 1 Осхем совпадения, выход каждой схемы совпадения соединен с установочным входом соответствующего информационного триггера, выход каждого информационного триггера соединен с соответствующим информационным входом интерфейсного модуля, выход триггера блокировки соединен с управляющим входом интерфейсного модуля, первый управляющий выход которого соединен с входом сброса триггера блокировки и с первымвходом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса всех информационных триггеров, второй управляющий выход интерфейсного модуля соединен с входом генераторасерии импульсов и вторым входом второго элемента ИЛИ, интерфейсный модуль соединен с ЭВМ шиной данных и шиной управления,