Устройство для стабилизации коэффициента передачи дискретных пропорциональных детекторов ионизирующих излучений

 

Использование: в устройствах стабилизации коэффициента передачи дискретных пропорциональных детекторов ионизирующих излучений. Сущность изобретения: для повышения точности измерения ионизирующих излучений за счет формирования сигнала регулирования усиления детектора из всего спектра регистрируемых импульсов. Устройство содержит последовательно соединенные детектор ионизирующих излучений, усилитель, устройство выборки и запоминания (хранения), интегрирующую цепочку, выход которой подключен к управляющему входу источника питания или усилителя; источник питания, подключенный к детектору ионизирующих излучений; пороговый каскад, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход к счетчику многоразрядному; коммутатор, подключенный к выходам весовых разрядов счетчика; выход коммутатора подключен к входу формирователя стробирующих импульсов, выход которого подключен к управляющему входу устройства выборки и запоминания. 2 ил.

Изобретение относится к ядерной физике, конкретнее к устройствам стабилизации коэффициента передачи дискретных пропорциональных детекторов ионизирующих излучений, в которых выходной сигнал пропорционален энергии, потеренной частицей в детекторе, таких как сцинтилляционные детекторы, импульсные ионизационные камеры, пропорциональные счетчики с несамостоятельным разрядом, счетчики Черенкова и т.д. Изобретение может быть использовано в приборах для измерения ионизирующих излучений, например, приборах технологического контроля плотномерах, уровнемерах, гамма-реле.

Известно устройство для стабилизации коэффициента передачи дискретных пропорциональных детекторов (см.а.с. 446857, кл. G 01 T 1/40 опубл.15.10.74 г. ), которое содержит генератор сигнала регулирования детектор, усилитель, дискриминатор, регулятор коэффициента усиления, схему пропускания, генератор сигнала отклонения, счетчик, пороговое устройство и разностный интенсиметр.

Однако такое устройство имеет невысокую точность вследствие того, что вносится дополнительная погрешность за счет влияния дестабилизирующих факторов (временных, температурных, питания) на стабильность генератора сигнала регулирования, пороговое устройство.

Решение задачи уменьшение влияния дестабилизирующих факторов за счет формирования сигнала регулирования коэффициента передачи детектора из всего спектра. Для этого в устройстве для стабилизации коэффициента передачи дискретных пропорциональных детекторов ионизирующих излучений, содержащем последовательно соединенные детектор ионизирующих излучений и усилитель, а также источник питания и последовательно соединенные пороговый каскад и счетчик многоразрядный снабжены устройством выборки-хранения, коммутатором весового разряда, формирователем стробирующих импульсов и интегрирующей цепочкой, выход которой подключен к управляющему входу источника питания, подключенного выходом ко входу детектора ионизирующих излучений, выход усилителя подключен ко входу порогового каскада и к первому входу устройства выборки-хранения, первый- n-ый выходы весовых разрядов счетчика соединен с первым- n-ым входами коммутатора, выход которого через формирователь стробирующих импульсов подключен к управляющему входу устройства выборки-хранения, выход которого соединен со входом интегрирующей цепочки.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерения ионизирующих излучений путем формирования сигнала регулирования усиления детектора из спектра регистрируемых импульсов исследуемого излучения, а также за счет увеличения разрешающей способности устройства формирования сигнала регулирования.

На фиг. 1 приведена блок-схема описываемого устройства; на фиг.2 эпюры импульсов и напряжений в трех точках устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные детектор 1 ионизирующих излучений, усилитель 2, устройство 7 выборки и запоминания (хранения), интегрирующую цепочку 8, выход которой подключен к управляющему входу источника питания 9 или усилителя 2; источник питания 9, подключенный к детектору 1 ионизирующих излучений; пороговый каскад 3, вход которого подключен к выходу усилителя 2, а выход к счетчику 4 многоразрядному; коммутатор 5, подключенный к выходам весовых разрядов счетчика 4; выход коммутатора 5 подключен к входу формирователя 6 стробирующих импульсов, выход которого подключен к управляющему входу устройства 7 выборки и запоминания.

Устройство работает следующим образом.

Поток измеряемого ионизирующего излучения регистрируется и преобразуется детектором 1 в последовательность импульсов с амплитудой, пропорциональной энергии, потерянной частицами ионизирующего излучения в детекторе. Импульсы усиливаются усилителем 2 с сохранением пропорциональности в соответствии с диаграммой 10 (V_у). Устройство 7 (УВХ, аналоговое или цифровое) обеспечивает преобразование последовательности импульсов в ступенчатую функцию с амплитудами ступеней, пропорциональных амплитудному значению регистрируемых импульсов. Цикл работы УВХ выборка, запоминание (хранение) установленного количества последовательности импульсов, возврат накопительного элемента в исходное состояние осуществляется стробирующими (управляющими) импульсами с формирователя 6, через установленный интервал последовательности импульсов в соответствии с диаграммой 11 (V_ст).

Формирование стробирующих импульсов обеспечивается следующим образом: пороговый каскад 3, порог которого расположен выше уровня шумов детектора в дифференциальном спектре, формирует импульсы для запуска счетчика 4 многоразрядного, коммутатор 5 подключает вход формирователя 6 стробирующих импульсов к выходу счетчика 4 с выбранным весовым разрядом.

Таким образом, на выходе устройства 7 выборки и запоминания формируется ступенчатая функция в соответствии с диаграммой 12 (U_увх). Площадь ограниченная этой функцией несет информацию о спектральном распределении амплитуд регистрируемых импульсов.

Изменение площади будет зависеть от изменения спектрального распределения амплитуд регистрирующих импульсов, вызванного влиянием дестабилизирующих факторов (температурный и временной дрейф, колебание напряжения источника питания, старение детектора, изменение светового контакта сцинтилляционных детекторов). Интегрируя сигнал, сформированный УВХ 7, интегрирующая цепочка 8 обеспечивает на выходе сигнал регулирования. Воздействием сигнала регулирования на источник питания 9 или усилитель 2 компенсируется влияние дестабилизирующих факторов за счет изменения коэффициента усиления детектора 1 или усилителя 2.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации коэффициента передачи дискретных пропорциональных детекторов ионизирующих излучений, содержащее последовательно соединенные детектор ионизирующих излучений и усилитель, а также источник питания и последовательно соединенные пороговый каскад и счетчик многоразрядный, отличающееся тем, что оно снабжено устройством выборки-хранения, коммутатором весового разряда, формирователем стробирующих импульсов и интегрирующей цепочкой, выход которой подключен к управляющему входу источника питания, подключенного выходом к входу детектора ионизирующих излучений, выход усилителя подключен к входу порогового каскада и к первому входу устройства выборки-хранения, 1 n-ый выходы весовых разрядов счетчика соединены с 1 n-ым входами коммутатора, выход которого через формирователь стробирующих импульсов подключен к управляющему входу устройства выборки-хранения, выход которой соединен со входом интегрирующей цепочки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2