Устройство для передачи спектрометрической информации от n детекторов излучения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОТ ДЕТЕКТОРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ, получаемой при анализе низкоактивной среды, со держащее формирователи импульсов по длительности, подключенные входами к выходам соответствующих детекторо и выходами к входам соответствующих усилителей, и кабельную линию связи выходной вывод которой подсоединен к входу блока преобразования длител ности импульсов в код номера детектора , отличающееся тем что, с целью повьшения достовернос передаваемой информации в широком динамическом диапазоне ее изменения, выход каждого усилителя подсоединен . к соответствующей точке кабельной линии связи, причем блок преобразования длительности импульсов в код номера детектора выполнен состоящим из последовательно соединенных элемента И и преобразователя время-код, выход которого является выходом блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора, дифференциального усилителя, элемента задержки, делителя напряжения и соединенных входами с входом блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора амплитудного дискриминатора и дифференцирзпощего элемента, выход которого подключен к входам элемента задержки и делителя напряжения, подсоединенных выходами к соответствуюпрм входам дифференциального усилителя, соединенного выходом с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аю а> ш С 01 Т 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы к т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3625384/18-25 (22) 18.07.83 (46) 15,05.86. Бюл. У 18 (72) Е. А Мелешко, А.А.Митин и С.В.Олейник (53) 519,272.21(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 419164, кл. С 01 Т 7/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР и 862167, кл. G 08 С 15/02, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОТ

ДЕТЕКТОРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ, получаемой при анализе низкоактивной среды, содержащее формирователи импульсов ио длительности, подключенные входами к выходам соответствующих детекторов и выходами к входам соответствующих усилителей, и кабельную линию связи, выходной вывод которой подсоединен к входу блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора, отличающееся тем, что с целью повышения достоверности

У передаваемой информации в широком динамическом диапазоне ее изменения, выход каждого усилителя подсоединен к соответствующей точке кабельной линии связи, причем блок преобразования длительности импульсов в код номера детектора выполнен состоящим из последовательно соединенных элемента И и преобразователя время-код, выход которого является выходом блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора„ дифференциального усилителя, элемента задержки, делителя напряжения и соединенных входами с входом блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора амплитудного дискриминатора и дифференцирующего элемента, выход которого подключен к входам элемента задержки и делите» ля напряжения, подсоединенных выходами к соответствующим входам дифференциального усилителя, соединенного выходом с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора.

I 1

Изобретение относится к ядерной спектрометрии и может быть использовано для измерения параметров излучения в водной иди другой низко активной среде.

Известно спектрометрическое устройство, содержащее блок преобразования передаваемых сигналов, который состоит из дискриминатора, линейного пропускателя, элемента задержки и формирователя уровня постоянного напряжения, а также линейный собирательный блок. Для того, чтобы различить импульсы от разных детекторов, в данном устройстве к каждому импульсу прн помощи формирователя уровня постоянного напряжения и линейного пропускателя добавляют постоянную составляющую, величина которой зависит от номера детектора.

Недостатками данного устройства являются невысокая достоверность передаваемой информации и узкий динамический диапазон. регистрируемых амплитуд, обусловленные нестабильностью уровня постоянного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для передачи телеметрической информации, содержащее формирователи импульсов по длительности, подключенные входами к выходам соответствующих датчиков информации и выходами к входам соответствующих усилителей многоканального блока усиления, и кабельную линию связи, выходной вывод которой подсоединен к входу блока преобразования длительности импульсов в код номера датчика.

В данном устройстве информационные сигналы преобразуются в импульсы, длительность которых зависит от номе ра датчика, усиливаются и смешиваются в многоканальном блоке усиления и поступают в кабельную линию связи.

Селектирование импульсов по длительности на приемном конце кабельной линии связи осуществляется пьезоэлектрическими резонаторами, амплитуда напряжения на которых максимальна при длительности импульса, равной половине периода собственных колебаний, и амплитудными дискриминаторами, настроенными на срабатывание от полезного сигнала.

Недостатками данного устройства являются невысокая достоверность передаваемой информации и ограничение

122124

)О

4О

45 диапазона амплитуд передаваемых сигналов, обусловленные увеличением числа наложений сигналов от р зных детекторов в кабельной линии связи при цифровом способе передачи и иска-. жениями амплитудных спектров передаваемых сигналов при аналоговом способе, а также невозможность объединения сигналов от далеко разнесенных датчиков, обусловленная применением многоканального блока усиления.

Целью изобретения является повышение достоверности передаваемой информации в широком динамическом диапазоне ее изменения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем формирователи импульсов по длительности, подключенные входами к выходам соответствующих детекторов и выходами к входам соответствующих усилителей, и кабельную линию связи, выходной вывод которой подсоединен к входу блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора, выход каждого усилителя подсоединен к соответствующей точке кабельной линии связи, причем блок преобразования длительности импульсов в код номера детектора состоит из последовательно соединенных элемента И и преобразователя время-код, выход которого является выходом блока преобразования длительности импульсов в код номера детектора, дифференциального усилителя, элемента задержки, делителя напряжения и соединенных входами с входом блока преобразования длительности импульсов в коц номера детектора амплитудного дискриминатора и дифференцирующего элемента, выход которого подключен к входам элемента задержки и делителя напряжения, подсоединенных выходами к соответствующим входам дифференциального усилителя, соединенного выходом с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу амплитудного дискриминатора.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, на фиг. 2 — эпюры напряжений на выходах соответствующих блоков устройства, поясняющие его работу.

Устройство для передачи спектрометрической информации содержит детекторы 1 излучения {на фиг. 1 услов- но показаны три детектора излучения),.

3 1122 линейные формирователи 2 и усилители

3 по числу детекторов 1 излучения, однокабельную линию 4 связи с Нагрузочными резисторами 5, блок 6преобразования длительности импульсов в код номера детектора, включающий амплитудный дискриминатор 7, дифференцирующий элемент 8, элемент 9 задержки, дифференциальный усилитель 10, делитель 11 напряжения, элемент И 12 10 и преобразователь 13 время-код.

Выход каждого из детекторов 1 излучения подключен через соответствующий линейный формирователь 2 к входу соответствующего усилителя 3. Выходы усилителей 3 подсоединены к соответствующим точкам аднокабельной линии

4 связи, выводы которой нагружены на резисторы 5 с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля однокабельной линии 4 связи. Приемный вывод однокабельной линии 4 связи соединен с входом блока 6 преобразования длительности импульсов в код номера детектора и с амплитудным,25 анализатором (на фиг. 1 не показан).

Входы амплитудного дискриминатора 7 и дифференцирующего элемента 8 ,подсоединены к входу блока 6 преобразования длительности импульсов в ЗО код номера детектора. Выход дифферен-. цирующего элемента 8 подключен через элемент 9 задержки и делитель 11 напряжения к соответствующим входам дифференциального усилителя 10, подсоединенного выходом к одному входу элемента И 12, другой вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора 7. Выход элемента И 12 подключен через преобразователь 13 40 время — код к выходу блока 6 преобразования длительности импульсов в код номера детектора.

Устройство для передачи спектро- 45 метрической информации работает следующим образом. Детекторы 1 излучения вырабатывают импульсы (см. фиг. 2а), амплитуды которых пропорциональны энергиям регистрируемых квантов. Эти 50 импульсы поступают на входы линейных формирователей 2, осуществляющих стандартизацию импульсов по длитель. ности без изменения характера их амплитудного распределения (см. SS фиг. 2б),. В,качестве линейного формирователя 2 может быть использован, например, формирующий каскад с наг124 4 рузкой в виде закороченной линии задержки.

Каждый линейный формирователь 2 формирует импульсы строго определенной длительности, которые поступают на вход соответствующего усилителя

3 и с выхода передаются в виде импульсов тока в однокабельную линию

4 связи, В однокабельной линии 4 свяэи импульс распространяется в двух направлениях — к выводам, нагруженным на резисторы 5. Поскольку сопротивление резисторов 5 равно волновому сопротивлению кабеля, а выходное сопротивление усилителей 3 с токовым выходом во много раз больше волнового сопротивления, то отражений импульсов от выводов однокабельной линии 4 связи и от точек подсоединения усилителей 3 к однокабельной линии

4 связи не возникает. Это позволяет соединять детекторы 1 излучения с кабелем однокабельной линии 4 связи в произвольных точках. На приемном конце однокабельной линии 4 связи импульсы разветвляются и поступают на спектРометрической вход амплитудного анализатора (на фиг, 1 не показан) и на вход блока 6 преобразования длительности сигналов в код номера детектора. Из-за ограниченной полосы пропускания. одноюабельной ли,нии 4 связи прямоугольные импульсы (см. фиг. 2б) после прохождения по ней сильно искажаются и имеют форму, близкую к колоколообразной (см. фи. 2 в), поэтому непосредственное преобразование таких импульсов в код номера детектора невозможно. Для преобразования меняющихся в широком амплитудном диапазоне колоколообразных импульсов в стандартные по амплитуде и длительности кодовые импульсы используется блок 6 преобразования длительности импульса в код номера детектора. Импульсы с выхода однокабельной линии 4 связи поступают на входы амплитудного дискриминатора 7 (см. фиг. 1) и дифференцирующего элемента 8. Длительность импульса на выходе амплитудного дискриминатора

7 соответствует ширине сигнала на уровяе дискриминации (см. фиг. 2е).

На выходе дифференцирующего элемента

8 образуются разнополярные импульсы, соответствующие нарастанию и спаду

„входного сигнала (см. фиг. 2 г). Эти импульсы поступают через элемент за3 1122 держки 9 и через делитель 11 напряже- . ния соответственно на первый и второй входы дифференциального усилителя 10, В дифференциальном усилителе

10 в результате вычитания ослаблен5 ного сигнала из задержанного сигнала образуются биполярные сигналы (см. фиг. 2д), у которых точки пересечения нуля привязаны к началу нарастания и спада входных импульсов, их времен- 1О ное положение не зависит от амплитуды последних. В элементе И 12 (см. фиг. 1) в результате совпадения выходных импульсов амплитудного дискриминатора 7 и дифференциального усилителя 10 вырабатываются стандартные по амплитуде прямоугольные импульсы, фронты которых соответствуют моментам пересечения нуля импульсов дифференциального усилителя 10 (см. 2б фиг. 2 ж), Длительность этих импульсов определяется лишь параметрами линейных формирователей 2 и не зависит от амплитуды входного сигнала.

Преобразование длительности импульс- 2s ного сигнала в код номера детектора осуществляется стандартным преобразователем 13 время — код (см.фиг.1) 124 а

Таким образом, каждый пришедший для амплитудного анализа импульс сопровождается кодом соответствующего ему детектора. Это позволяет регистрировать амплитудное распределение сигналов с выхода каждого детектора в отдельной, относящейся к данному детектору, области спектра.

Использование изобретения позволяет измерять параметры g -поля одновременно несколькими детекторами, используя однокабельную линию связи.

Последнее обстоятельство существенно облегчает эти измерения в сложных экспедиционных условиях, например при буксировке детекторов кабель-тросом в водоемах. При этом снижается время измерений, что связано не только с сокращением расходов на эксплуатацию буксирующего устройство судна, но и с возможностью получения более достоверной картины исследуемого ) -поля. При реальных активностях морской воды к одному кабелю линии связи может быть подключено до 10-12 детекторов излучения, при этом время измерений снижается при-. мерно на порядок.

ВИИИПИ Заказ 2718/1 Тираж 728 Подписное

Произв.-по rp. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4