Устройство для измерения тока насыщения ионизационной камеры

 

00 473)37

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслунлик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 10.07.73 (21) 1940237/26-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл. G Olt 1/14

ГосУлаРственный ио.".ктет (32) Приоритет

Совета Министров СССР па делам изобретений Опубликовано 05.06.75. Бюллетень № 21 (53) УДК 539.1.074 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 02.09.75 (72) Авторы изобретения

И. А. Авчиев и В. И. Иванов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА НАСЫЩЕНИЯ

ИОНИЗАЦИОННОЙ КАМЕРЫ

Изобретение относится к ядерному приборостроению, в частности к приборам для регистрации излучений. Оно может быть использовано в аварийной дозиметрии.

Известно устройство для измерения тока на- 5 сыщения ионизационной камеры, содержащее блок питания и регулировки напряжения и измеритель постоянного тока, в котором ток насыщения измеряют непосредственно, прикладывая к электродам разность потенциалов, 10 обеспечивающую режим насыщения.

Недостатком известного устройства является принципиальная невозможность измерения тока насыщения в интенсивных полях ионизирующего излучения, когда обеспечение задан- 15 ной (близкой к единице) эффективности собирания ионов f сопряжено с созданием в межэлектродном пространстве камеры такой напряженности электрического поля, которая приводит к ударной ионизации или пробою 20 газа. Например, для плоскопараллельной камеры с межэлектродным расстоянием d=1 см, наполненной воздухом при нормальном давлении, в поле излучения с мощностью дозы

Рм104 р/сек для обеспечения f=0,99 необ- 25 ходимая разность потенциалов соответствует условию электронного пробоя газа.

Цель изобретения — определение тока насыщения в интенсивных полях ионизирующего излччения. 30

Поставленная цель достигается благодаря тому, что устройство содержит функциональный блок, включающий динамический элемент, имеющий выходную характеристику — аналог универсальной характеристики ионпзационной камеры, и две идентичные ионизационные камеры, используемые в ненасыщенном режиме, следовательно, при меньших напряженностях электрического поля.

На чертеже показано предложенное устройство, состоящее из измерительных ион зационных камер 1 и 2, компенсационных камер 3, блока 4 питания и регулировки напряжения, блоков разностной схемы 5, операционного блока 6, функционального блока 7 и измерителя постоянного тока 8.

Камеры 1 и 2 через блоки разностной схемы

5, в которую они включены с компенсационными камерами 3, соединены с входами операционного блока 6, а камера 2 через операционный блок 6 — и с входом измерителя постоянного тока 8. Выходы блока питания и регулировки напряжения 4 соединены с высоковольтными электродами камер 1 и 2, а также с входами операционного блока 6, находящегося в схеме обратной связи с блоком 4.

Функциональный блок 7, имеющий динамический элемент с выходной характеристпкойаналогом универсальной характеристики нонизационной камеры, соединен свопм входом с

473137

>1/ < 1f f /р. 3И, V 1 — У операционным блоком, а выходом — с измерителем постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

На электроды ионизационной камеры 1, находящейся, как и камеры 2 и 3, в поле излучения, с блока питания и регулировки напряжения 4 подают разность потенциалов V>, обеспечивающую ее работу в режиме омического участка." Значение Vo можно оценить, решив дифференциальные уравнения ионизационной камеры относительно вольтамперной зависимости. где d — коэффициент рекомбинации; 4> и 4>-— коэффициенты подвижности положительных и отрицательных ионов в газе, наполняющем камеру; l — заряд электрона. Если выбрать для омического участка эффективность собирания ионов f 10 —, то для камеры, наполненной воздухом при нормальном давлении, для любых мощностей доз Р)1 р/сек можно выбрать

Vo 5 в.

На электроды камеры 2 подают V) Vo.

В цепи ионизационных камер соответственно возникают токи to в камере 1, i в камере 2, и 4 в камере 3. Сигналы io, 4 и i 4 поступают на входы блоков разностной схем 5, которые производят их вычитание. Введение компенсационных камер 3, без внешнего источника их питания и блоков разностной схем 5, на выходе которых сигналы равны io — — (о — i, и

i=i — 4, исключает влияние ионизационного тока 4, имеющего место в ионизационных камерах 1 и 2 при отсутствии внешней разности потенциалов. Операционный блок 6, на входы которого одновременно поступают сигналы Vo, V и io, i, вычисляет аргумент универсальной характеристики ионизационной камеры Vo/4

V /i и сравнивает его с контрольным значением аргумента 0„. В случае 0)0 команда с операционного блока по схеме обратной связи поступает на блок 4 регулировки напряжения для увеличения Vo, а затем производится новое сравнение 0 с Он. Проведение сравнения и подачи команд будут продолжаться до тех пор, пока 0 не станет меньше или равно 0 (в качестве контрольного значения можно взять, например, 0„=0,95) Тем самым установившаяся,разность потенциалов V будет обеспечивать работу камеры 2 на промежуточном участке вольтамперной зависимости. При

0(9 с операционного блока 6 поступает сигнал 0 на функциональный блок 7, сигнал i—

55 на измеритель постоянного тока 8. По сигналу с операционного блока функциональный блок

7, включающий динамический элемент, напри мер переменное сопротивление, падение напряжения V на котором в зависимости от плеча х

U х имеет вид = Ф (— ), аналогичный универсальной характеристике ионизационной камеры /=Ф(0), где Vo — падение напряжения на всей длине сопротивления l, определяет значеU ние эффективности собирания ионов

Uo

Измеритель постоянного тока 8 усиливает ток с камеры 2 в 1/f раз и показывает на вы1 ходе значение тока насыщения i„„= — .

Однозначность определенного таким образом значения тока насыщения 4 для данного

Vo V

Ro= — и произвольных R= — вытекает из

/ l универсальной характеристики ионизационной камеры, т. е. такой характеристики, когда зависимость для эффективности собирания ионов f имеет один и тот же вид при любых междуэлектродных расстояниях и мощностях доз P.

При d= 1 см предложенное устройство обеспечивает определение тока насыещния в поле излучения с мощностью дозы Р = 104 р/сек при V=400 в, в то время как его непосредственное измерение потребовало бы 30000 в.

Предмет изобретения

Устройство для измерения тока насыщения ионизационной камеры, состоящее из блока регулировки напряжения и измерителя постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью определения тока насыщения в интенсивных полях ионизирующего излучения, оно содержит дополнительную измерительную ионизационную камеру, две компенсационные камеры, операционный блок и функциональный блок, имеющий динамический элемент с выходной характеристикой — аналогом универсальной характеристики ионизационной камеры, причем выходы измерительной ионизационной камеры и одной из компенсационных, а также выходы дополнительной измерительной ионизационной камеры и другой компенсационной через разностные схемы соединены со входами операционного блока, находящегося в схеме обратной связи с блоком регулировки напряжения, один из выходов операционного блока соединен с измерителем постоянного тока, а другой — с функциональным блоком, выход функционального блока соединен с измерителем постоянного тока.

473137

Составитель И. Трофимова

Техред Е. Подурушина

Корректор Л. Орлова

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2131/12 Изд. № 773 Тираж 619 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5