Способ определения местоположения точечных источников излучения

 

Использование: в технической физике, например, при регистрации точечных источников излучения, в частности радиоактивных источников на местности или на движущихся объектах. Сущность изобретения: излучение источников пропускают через пару щелевая маска - детектор, состоящий из чувствительных элементов, причем щели в маске расположены по закону псевдослучайных двоичных последовательностей из "0" и "1", которые образуют массив A, а щели в маске расположены на месте "1" в этой последовательности. С чувствительных элементов детектора снимают сигналы - электрические аналоги, которые преобразуют в цифровую форму и представляют в виде массива чисел P, после чего получают информацию об источниках в виде чисел F по известному соотношению, включающему кроме указанных массивов восстанавливающий массив двоичных чисел G из "1", и регистрацию ведут с помощью системы из трех линеек, расположенных в одной плоскости под углом друг к другу, например по сторонам треугольника. Массив чисел F получают для каждой линейки по соотношению где i = 1 . . . m - дискретные координаты элементов искомого массива F; k = 1 . . . m - дискретные координаты элементов исходного массива P. Из места расположения максимумов этих массивов на линейках восстанавливают перпендикуляры к каждой линейке и место расположения источника в плоскости отображения получают в точках пересечения трех перпендикуляров. 1 ил.

Изобретение относится к способу регистрации точечных источников излучения и может быть применено для выявления скрытых источников излучения как при регистрации на местности, так и на движущихся объектах, причем регистрацию можно производить с большой скоростью и на значительных расстояниях. Целью изобретения является увеличение точности определения местоположения при увеличении быстродействия регистрации. На чертеже представлена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Излучение от источников 1_1...n (n= 3) через маски 2_1,2,3, поступает на чувствительные элементы детекторов 3. Выходы чувствительных элементов детекторов 3 подключены к устройству сбора и преобразования информации 4, выходы которого подключены к выходам вычислительного устройства 5 с введенной в него программой 6. Выходы вычислительного устройства 5 подключены к входам устройства визуального отображения информации - дисплея 7. В масках 2 выполнены щели, форма которых определяется формой входного окна чувствительных элементов детектора 3 (например, отверстия продолговатой формы, круглые, квадратные). Щели расположены в соответствии с законом двоичной псевдослучайной периодической последовательности, из которой составлен массив А из "0" и "1". На месте "1" в массиве А находится прорезь, на месте "0" - непрозрачная часть маски. Излучение источников 1 через щели трех масок 2 поступает на три детектора 3, и электрические аналоговые сигналы с чувствительных элементов детекторов 3 (которые могут быть, например, и световыми при другом варианте реализации устройства) поступают в устройство сбора и преобразования информации 4, где преобразуется в цифровую форму, в виде двоичных кодов поступают с выходов устройства сбора и преобразования информации 4 в вычислительное устройство 5 и хранятся в его ЗУ в виде трех массивов чисел Р, в каждом из которых m элементов по числу чувствительных элементов в каждом детекторе 3_1,2,3. Вычислительное устройство 5 находит по программе 6 свой для каждой линейки массив F, элементы F₁ которого оно вычисляет в соответствии с соотношением F¹_i^,2,3= P¹_k^,2,3·G_k+i где G_k+1 - восстанавливающий массив двоичных чисел из "1" и "-1", получаемый из массива А заменой "0" на "-1". i - дискретные координаты элементов искомого массива F; k= 1. . . m - дискретные координаты элементов исходного массива Р. Далее вычислительное устройство 5 по программе 6 находит координаты максимальных значений элементов для каждой линейки и восстанавливает перпендикуляры из точек с этими координатами одновременного пересечения трех перпендикуляров, восстанавливаемых к каждой линейке в точках максимумов, и высвечивает места пересечения трех перпендикуляров к разным линейкам в виде точек на плоскости изображения - дисплее 7. Таким образом, получают визуальное изображение источников и, следовательно, информацию о их наличии и взаимном расположении. Только при наличии трех линеек, расположенных под углом друг к другу, например по сторонам треугольника, можно однозначно определить точку на пересечении трех перпендикуляров к этим линейкам при наличии нескольких точечных источников, "проецирующихся" на плоскость линеек. Программу для обработки массива чисел по указанному соотношению проще составлять для линеек, когда две из них расположены под прямым углом друг к другу. Одномерные маски позволяют преимущественно выполнять щели в виде продолговатых отверстий, расположенных перпендикулярно к оси линейки. Это, в свою очередь, позволяет использовать в качестве чувствительных элементов детектора газоразрядные счетчики, дешевые, хорошо освоенные промышленностью. Они имеют цилиндрическую форму, и их можно расположить, как и щели, в маске перпендикулярно оси линейки, большую площадь и высокую чувствительность в области малых интенсивностей излучения, что обеспечивает повышение точности в несколько раз и высокое быстродействие в отличие от способа регистрации с двухмерной маской, когда чувствительные элементы детектора принципиально должны иметь входное окно круглой или квадратной формы; типы таких чувствительных элементов весьма ограничены, площадь их также ограничена при заданных габаритах, и чувствительность, а следовательно, и быстродействие также невелики. Предлагаемый способ обеспечивает большую надежность регистрации, при этом конструкция узла маска-детектор содержит меньшее количество элементов-отверстий и непрозрачных мест на маске, а также меньшее количество чувствительных элементов детектора. Соответственно, упрощается и электронная схема обработки сигнала - уменьшается количество усилителей, формирователей, пересчетных схем и пр. по числу элементов детектора, что в целом также повышает точность и надежность реализации способа. Конструкция этого устройства также упрощается благодаря уменьшению количества чувствительных элементов: при одинаковых габаритах детекторов три линейки имеют 3m элементов, а двухмерный детектор ≈ m² элементов. Одномерные маски проще в изготовлении и более прочны по конструкции. Их набирают из полос материала ("0"), задерживающего излучение, и оставляют между ними щели ("1"), а полосы материала крепят к несущей рамке. Такое конструктивное решение особенно существенно при регистрации высокоэнергетичных квантов излучения, например гамма-излучения; в этом случае конструкция двухмерной маски будет непрочной, так как она должна быть изготовлена из свинца, а в расположении щелей и металла встречаются фрагменты, когда группа или один непрозрачный элемент маски окружен отверстиями со всех сторон и механически не закреплен, что сложно реализовать практически. (56) Заявка Японии N 60-49264, кл. G 01 T 1/17, 1/169, опублик. 85.10.31. Скиннер Д. К. Рентгеновские изображения с кодирующими масками. - В мире науки, 1988, N 10, с. 62-68.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в том, что излучение источников пропускают через пару щелевая маска - детектор, состоящий из чувствительных элементов, регистрируют распределение интенсивности воспринятого излучения и обрабатывают полученную информацию, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, регистрацию ведут с помощью системы из трех линеек, расположенных в одной плоскости под углом друг к другу, например по сторонам треугольника, массива чисел F получают для каждой линейки по соотношению F¹_i^,2,3= P¹_k^,2,3·G_k+i где i = 1 . . . m - дискретные координаты элементов искомого массива F; k = 1 . . . m - дискретные координаты элементов исходного массива P, из места расположения максимумов этих массивов на линейках восстанавливают перпендикуляры к каждой линейке и место расположения источника в плоскости отображения получают в точках пересечения трех перпендикуляров.

РИСУНКИ

Рисунок 1