Устройство для измерения радиации

 

Изобретение относится к устройствам для измерения радиации, например для измерения ионизирующих излучений. Сущность: устройство содержит источник питания, два стабилизатора напряжения, преобразователь напряжения, детектор излучения, индикатор, пороговый элемент, инвертор. Источник питания подключен к стабилизатору напряжения и пороговому элементу, стабилизатор напряжения через последовательно включенные преобразователь напряжения и детектор излучения подключен к первому входу индицирующего устройства, пороговый элемент через последовательно соединенный с ним инвертор подключен к второму входу индицирующего устройства, источник питания, стабилизатор напряжения, преобразователь напряжения, инвертор и индицирующее устройство подключены к общему проводу. В результате достигается увеличение надежности и расширение функциональных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения радиации, например для измерения ионизирующих излучений.

Известно устройство для измерения ионизирующих излучений, состоящее из низковольтного источника, высоковольтного источника, детектора, индицирующего устройства, дросселя, управляющего устройства, резистора, конденсатора, переключателя и диода, причем высоковольтный источник через резистор соединен с детектором и конденсатором, конденсатор включен между детектором и управляющим устройством, управляющее устройство включено между конденсатором и индицирующим устройством, низковольтный источник подключен к первому выводу дросселя, второй вывод которого подключен к аноду диода и через переключатель к общему проводу. Это устройство недостаточно надежно и не имеет достаточных функциональных возможностей, так как его работа в значительной степени зависит от состояния низковольтного источника питания, контроль которого в процессе работы не обеспечен. Кроме того через индуктивность протекает постоянный ток, что приводит к необходимости увеличения мощности источника питания и, следовательно, к увеличению веса и габаритов устройства.

Известно также устройство для измерения радиации (2), содержащее источник питания, преобразователь напряжения, детектор, выключатель, выпрямитель, конденсатор и индицирующее устройство, в котором источник питания через выключатель соединен с преобразователем напряжения, выход которого через выпрямитель соединен с детектором, который через конденсатор и выпрямитель соединен с индицирующим устройством. Это устройство также недостаточно надежно и не имеет достаточных функциональных возможностей, так как его работоспособность зависит от состояния источника питания, контроль которого в процессе работы не обеспечен. Ухудшение состояния источника питания не может быть обнаружено заранее непосредственно в процессе работы, что может привести к отказу устройства для измерения радиации в ответственный момент измерения, а уменьшение напряжения источника питания может привести к уменьшению величины показаний индицирующего устройства.

Целью изобретения является увеличение надежности и расширение функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения радиации, содержащее источник питания, преобразователь напряжения, детектор излучения и индицирующее устройство введены стабилизатор напряжения, пороговый элемент и инвертор, причем источник питания подключен к стабилизатору напряжения и пороговому элементу, стабилизатор напряжения через последовательно включенные преобразователь напряжения и детектор излучения подключен к первому входу индицирующего устройства, пороговый элемент через последовательно соединенный с ним инвертор подключен к второму входу индицирующего устройства, источник питания, стабилизатор напряжения, преобразователь напряжения, инвертор и индицирующее устройство подключены к общему проводу.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается тем, что в него введены стабилизатор напряжения, пороговый элемент и инвертор. Таким образом заявленное устройство соответствует критерию "существенные отличия".

Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна".

Устройство для измерения радиации показано на фиг.1, где приняты следующие обозначения: 1 - источник питания, 2 - стабилизатор напряжения, 3 - преобразователь напряжения, 4 - детектор излучения, 5 - индицирующее устройство, 6 - пороговый элемент, 7 - инвертор.

На фиг.2 показан один из вариантов выполнения индицирующего устройства, где приняты следующие обозначения: 8, 9, 10 - первый, второй и третий одновибраторы, 11 - схема И, 12 - схема ИЛИ, 13 - генератор звуковой частоты, 14 - излучатель звука.

На фиг.3 показан один из вариантов выполнения стабилизатора напряжения, где приняты следующие обозначения: 15...19 - первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, 20...23 - первый, второй, третий и четвертый транзисторы, 24 - пороговый элемент.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение источника питания 1 подается на стабилизатор 2, выходное стабилизированное напряжение которого подается на преобразователь 3, вырабатывающий напряжение питания для детектора излучения 4. Выходное напряжение детектора излучения поступает на первый вход (в точку) индицирующего устройства 5, которое показывает уровень радиации. Напряжение источника питания подается также на пороговый элемент 6 и с его выхода поступает на вход инвертора 7. На выходе инвертора при достаточно большом напряжении источника питания вырабатывается низкий уровень напряжения (логический ноль), который появляется на втором входе индицирующего устройства (в точке Е). При уменьшении уровня напряжения источника питания ниже заданной величины на выходе порогового элемента и на входе инвертора будет логический ноль, а на выходе инвертора и на втором входе индицирующего устройства будет логическая единица. Индицирующее устройство кроме уровня радиации покажет также уменьшение напряжения источника питания, при котором необходима его подзарядка или замена.

Индицирующее устройство (фиг.2) работает следующим образом.

Выходное напряжение детектора радиации поступает на первый вход индицирующего устройства в точку, которая является входом первого одновибратора 8, который вырабатывает нормированные импульсы напряжения, поступающие на схему ИЛИ 12 и с ее выхода на генератор звуковой частоты 13, который с каждым импульсом вырабатывает пачку колебаний звуковой частоты. При напряжении источника питания больше заданного уровня на втором входе (в точке Е) индицирующего устройства, который является входом схемы И имеется напряжение логического ноля и на выходе схемы И 11 также напряжение логического ноля. При этом второй и третий одновибраторы не вырабатывают импульсов. При напряжении источника питания ниже заданного уровня на вход Е индицирующего устройства, то есть на вход схемы И, поступает логическая единица. При этом импульсы первого одновибратора 8 проходят через схему И на вход второго одновибратора 9, который вырабатывает импульсы для временной задержки запуска третьего одновибратора 10. Задний фронт каждого импульса второго одновибратора запускает третий одновибратор, импульсы которого через схему ИЛИ 12 поступают на генератор звуковой частоты 13, который вырабатывает пачку колебаний звуковой частоты. Таким образом, при уменьшении напряжения источника питания ниже заданного уровня при работе устройства для измерения радиации вырабатываются двойные пачки колебаний звуковой частоты, индицирующие необходимость подзарядки или замены источника питания при сохранении дальнейшей работоспособности устройства.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом.

Входное напряжение (в точке А) через третий резистор 17 (фиг.3) передается на базу первого транзистора 20 и открывает его. Коллекторный ток первого транзистора поступает в базу второго транзистора и открывает его. Коллекторный ток второго транзистора поступает в нагрузку (в точку В) и ссздает на ней напряжение, часть которого через пороговый элемент 24 и через пятый резистор 19 подается на базу четвертого транзистора 23 и открывает его. Эмиттерный ток четвертого транзистора поступает в базу третьего транзистора и открывает его. Коллекторный ток третьего транзистора вычитается из базового тока первого транзистора и уменьшает его коллекторный ток и базовый ток второго транзистора. Коллекторный ток второго транзистора уменьшается до величины, необходимой для поддержания заданного выходного напряжения, которое определяется напряжением на пороговом элементе 24, суммой пороговых напряжений база-эмиттер третьего 22 и четвертого 23 транзисторов и положением подвижного контакта пятого резистора 19. Первый 15 и четвертый 18 резисторы улучшают термостабильность, служат резисторами утечки для базовых цепей второго и четвертого транзисторов, второй резистор 16 ограничивает коллекторный ток первого транзистора и базовый ток второго транзистора, третий резистор 17 служит коллекторной нагрузкой для третьего транзистора, пятый резистор 19 служит для установки величины выходного напряжения стабилизатора.

Предложенное устройство в сравнении с прототипом имеет более высокую надежность и расширенные функциональные возможности благодаря введению стабилиза- тора напряжения, порогового элемента и инвертора, которые обеспечивают надежную работу устройства для измерения радиации при значительных изменениях состояния источника питания при одновременной индикации уровня радиации и состояния, когда необходима подзарядка или замена источника питания и позволило применять источники питания, в широком диапазоне номинальных напряжений. Были изготовлены и испытаны два действующих макета устройства для измерения радиации, которые работают при десятикратном изменении напряжения источника питания.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЦИИ, содержащее источник питания, преобразователь напряжения, детектор излучения и индикатор, отличающееся тем, что в него введены стабилизатор напряжения, пороговый элемент и инвертор, причем источник питания подключен к входам стабилизатора напряжения и порогового элемента, выход стабилизатора напряжения через последовательно соединенные преобразователь напряжения и детектор излучения подключен к первому входу индикатора, выход порогового элемента через инвертор подключен к второму входу индикатора, а источник питания, стабилизатор напряжения, преобразователь напряжения, инвертор и индикатор подключены к общему проводу.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индикатор снабжен первым, вторым и третьим одновибраторами, элементом И, элементом ИЛИ, генератором звуковой частоты и излучателем звука, причем вход первого одновибратора является первым входом индикатора, а выход связан с первыми входами элементов И и ИЛИ, выход последнего через генератор звуковой частоты подключен к излучателю звука, выход элемента И через последовательно соединенные второй и третий одновибраторы подсоединен к второму входу элемента ИЛИ, а второй вход элемента И является вторым входом индикатора.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стабилизатор напряжения выполнен в виде трехполюсника, в котором регулирующий транзистор подключен эмиттером к источнику питания и коллектором - к преобразователю напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3