Устройство для измерения интенсивности излучения с автоматическим вычитанием фона

 

Изобретение относится к области ядерной физики, а именно к приборам для измерения интенсивности радиационного излучения. Цель изобретения повышение оперативности измерений за счет обеспечения возможности получения результатов измерения в физических единицах интенсивности излучения. В устройство, содержащее последовательно соединенные блоки 1, 2 детектирования и формирователи 3, 4 импульсов соответственно основного и компенсационного каналов, распределитель 5 импульсов, реверсивный счетчик 7 и интегратор 9, введены регистр 6 установки коэффициента преобразования и элемент ИЛИ 8, а разностный вычислительный блок 7 выполнен в виде реверсивного счетчика, что позволяет выполнять помимо вычитания и масштабирование за счет деления входной последовательности импульсов на заданное число, обеспечивающее приведение результатов измерения к физическим единицам интенсивности излучения. 1 ил.

Изобретение относится к области ядерной физики, а именно к приборам для измерения интенсивности радиационного излучения. Цель изобретения повышение оперативности измерений за счет получения результатов измерения в физических единицах интенсивности излучения. На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения интенсивности с автоматическим вычитанием фона. Оно содержит последовательно соединенные блоки 1 и 2 детектирования, формирователи 3 и 4 импульсов соответственно основного и компенсационного каналов, распределитель 5 импульсов, регистр 6 установки коэффициента преобразования, реверсивный счетчик 7, элемент ИЛИ 8 и интегратор 9 с информационным входом и с выводом обнуления, выходы которого являются выходами устройства. Выходы формирователей 3 и 4 основного и компенсационного каналов подключены к соответствующим входам распределителя 5 импульсов, выходы которого соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами реверсивного счетчика 7, подсоединенного входами установки к выходам регистра 6 установки коэффициента преобразования, входом предустановки к выходу элемента ИЛИ 8 и выходом "Перенос на 10" к информационному входу интегратора 9 и к одному входу элемента ИЛИ 8, другой вход которого соединен с выводом обнуления интегратора 9. Распределитель 5 импульсов содержит D-триггеры 10 и 11, элемент ИЛИ 21 и элемент 13 задержки, D-триггеры 10 и 11, счетные входы которых являются соответствующими входами распределителя 5 импульсов и единичные выходы которых являются соответствующими выходами распределителя 5 импульсов, подключены единичными выходами к соответствующим входам элемента ИЛИ 12, выход которого соединен через элемент задержки 13 с R-входами D-триггеров 10 и 11. Нулевой выход D-триггера 11 подключен к D-входу D-триггера 10, нулевой выход которого соединен с D-входом D-триггера 11. Интегратор 9 содержит таймер 14, элемент И 15 и двоично-десятичный счетчик 16, выходы которого являются соответствующими выходами интегратора 9. Элемент И 15, один вход которого является информационным входом интегратора 9, подключен выходом к счетному входу двоично-десятичного счетчика 16 и другим входом к одному выходу таймера 14, другой выход которого, являющийся обнуляющим выводом интегратора 9, соединен с входом обнуления двоично-десятичного счетчика 16. Устройство работает следующим образом. При включении устройства таймер 14 интегратора 9 вырабатывает сигнал "Сброс", по которому обнуляется двоично-десятичный счетчик 16 и по S-входу производится предустановка реверсивного счетчика 7. Одновременно по входу установки реверсивного счетчика 7 заносится содержимое регистра 6 установки коэффициента преобразования. Емкость С реверсивного счетчика 7 должна быть выбрана с учетом максимального коэффициента преобразования К_n регистра 6 и статистического разброса интенсивностей Δ C>K_п+Δ; Δ 3δ где N₁; N₂ максимальный среднестатистический набор соответственно по основному и компенсационному каналам. Сразу же после действия сигнала "Сброс" на выходе таймера 14 вырабатывается временной интервал, длительность Т которого определяет время измерения. В течение действия этого импульса на С-вход двоично-десятичного счетчика 16 интегратора 9 могут поступать импульсы с выхода "Перенос по 0" реверсивного счетчика 7. Последовательности импульсов (n_β+n_γ ) и n_γ с выходов формирователей 3 и 4 импульсов поступают на соответствующие входы распределителя 5 импульсов. При поступлении импульса с выхода формирователя 3 импульсов на С-вход D-треиггера 10 последний устанавливается в "1", если в данный момент находится в "0" D-триггер 11. При этом сигнал с прямого выхода D-триггера 10 проходит через элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки и возвращает D-триггер 10 в состояние логического "0". В результате на выходе D-триггера 10 формируется положительный импульс длительностью, определяемой временем задержки Т элемента 13 задержки. В течение действия этого импульса установки в "1" D-триггера 11 будет запрещена. Тем самым предотвращается одновременное появление счетных импульсов на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 7. Таким образом, сформированные на выходе распределителя 5 импульсов последовательности импульсов n_γ и (n_β+n_γ ) поступают на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 7, в котором осуществляется суммирование импульсов n_γ и вычитание (n_β+n_γ ) из суммы импульсов n_γ Если эффект отсутствует (интенсивность n_β= 0), то содержимое реверсивного счетчика 7 колеблется в соответствии со статическим разбросом фона (n_γ ) в районе установленного в него числа К_n. Если интенсивность n_beta>> 0, то в реверсивном счетчике 7 будет преобладать вычитание, в результате чего через N K_n импульсов последовательности n_β+n_γ его содержимое достигнет нуля и на Р-выходе "Перенос по 0" реверсивного счетчика 7 вырабатывается импульс, поступающий через элемент И 15 на счетный С-вход двоично-десятичного счетчика 16 интегратора 9. По этому же импульсу через элемент ИЛИ 8 вновь осуществляется перезапись числа К_n регистра 6 в реверсивный счетчик 7, и процесс повторяется. Приведение результатов измерения к единицам измеряемой величины радиоактивного излучения осуществляется путем установки в регистре 6 соответствующего коэффициента преобразования К_n. Определение коэффициента преобразования К_n проводится путем калибровки по эталонному источнику радиоактивного излучения. К примеру, пусть показания на цифровых индикаторах на выходе интегратора должны измеряться в следующих единицах: част./мин˙см². Измерения с эталонным источником, установленным на расстоянии L при К_n 1 и времени измерения Т, дает показания N. Если известно, что на этом расстоянии эталонный источник должен давать Е част./мин˙см, то коэффициент преобразования К_n определиться как отношение N/E. Использование изобретения позволяет представлять результаты измерения с исключением фона в физических единицах интенсивности излучения, что повышает оперативность измерений и облегчает работу операторов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ВЫЧИТАНИЕМ ФОНА, содержащее последовательно соединенные детектор излучения и формирователь импульсов соответственно основного и компенсационного каналов, разностный вычислительный блок, интегратор с информационным входом и с выводом обнуления, выходы которого являются выходами устройства, и распределитель импульсов, подключенный входами к выходам формирователей импульсов соответственно основного и компенсационного каналов и выходами к суммирующему и вычитающему входам вычислительного блока, выход которого соединен с информационным входом интегратора, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности измерений за счет получения результатов измерения в физических единицах интенсивности излучения, в него введены регистр коэффициента преобразования и элемент ИЛИ, а разностный вычислительный блок выполнен в виде реверсивного счетчика с D-входами установки кода и с S-входом предустановки, подключенными соответственно к выходам регистра установки коэффициента преобразования и к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с информационным входом и выводом обнуления интегратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1