Способ управления цепью питания газоразрядного счетчика гейгера-мюллера

Изобретение относится к области измерения ионизирующих излучений. Способ управления цепью питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера осуществляется с помощью электронного ключа и формирователя при больших мощностях доз излучений, характеризуется формированием регистрирующего импульса газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера во время появления внутри счетчика Гейгера-Мюллера нарастающего тока разряда – «электронной лавины», создающегося при попадании ионизирующего излучения на счетчик Гейгера-Мюллера, формирователь на начальном этапе возникновения «электронной лавины» отключает счетчик Гейгера-Мюллера от цепи питания с помощью электронного ключа и формирует счетный импульс для дальнейшей обработки, при этом электронная схема переходит в исходное состояние, а «электронная лавина» прекращается на начальной стадии ее развития. Технический результат – снижение энергопотребления газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера, повышение его надежности за счет продления срока службы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерения ионизирующих излучений с применением газоразрядных счетчиков, в частности к индивидуальному дозиметрическому контролю, включающему в себя измерение дозы, а также мощности дозы. Изобретение может быть, в частности, применено в индивидуальных дозиметрах, при проведении радиационной разведки на следе облака ядерного взрыва или при ликвидации последствий радиационных аварий, а также при работе персонала с источниками ионизирующего излучения или обслуживании ядерных энергетических установок.

Уровень техники

При регистрации каждого фотона или ионизирующей частицы в газоразрядном счетчике происходит лавинообразный газовый разряд, приводящий при высоких мощностях доз к большому потреблению тока от высоковольтного преобразователя напряжения. Следствием этого является сокращение времени работы индивидуального дозиметра от одного комплекта источников питания.

Известен способ уменьшения электропотребления у дозиметра на газоразрядном счетчике Гейгера-Мюллера при высоких мощностях доз (EA 007991 B1, 27.02.2007 G01T1/02, G01T1/18). После срабатывания счетчика Гейгера-Мюллера микроконтроллер подает сигнал на транзисторный ключ, который отключает высокое питающее напряжение на счетчике и переводит его в нерабочий режим. Последующие включения счетчика происходят через фиксированные интервалы времени. Экономия электропитания происходит за счет того, что не все ионизирующие частицы регистрируются счетчиком.

Недостатком известного способа является то, что во время протекания тока газового разряда счетчик Гейгера-Мюллера подключен к источнику высокого напряжения. В результате этого при больших мощностях доз газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера с высоковольтным преобразователем напряжения остаются самыми энергопотребляющими узлами прибора. Кроме того, для управления счетчиком используется микроконтроллер, который увеличивает общее энергопотребление и усложняет схему прибора.

Задачей, предлагаемого изобретения, является продление времени работы дозиметрических приборов на газоразрядных счетчиках Гейгера-Мюллера без использования микроконтроллера.

Техническим результатом от применения изобретения является снижение энергопотребления газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера, повышение его надежности за счет продления срока службы.

Технический результат достигается тем, что в способе управления цепью питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера, осуществляющемся с помощью электронного ключа и формирователя, при больших мощностях доз излучений, характеризующимся формированием регистрирующего импульса газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера во время появления внутри счетчика Гейгера-Мюллера нарастающего тока разряда - «электронной лавины», создающейся при попадании ионизирующего излучения на счетчик, формирователь на начальном этапе возникновения «электронной лавины» отключает счетчик Гейгера-Мюллера от цепи питания с помощью электронного ключа и формирует счетный импульс для дальнейшей обработки, электронная схема переходит в исходное состояние, а «электронная лавина» прекращается на начальной стадии ее развития.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена электронная блок-схема устройства, со следующими позициями: 1 - резистор, 2 - конденсатор, 3 - формирователь, 4 - счетчик Гейгера-Мюллера, 5 - ключ управления, 6 - высоковольтный источник питания, 7 - выходной импульс.

Электронная блок-схема, регистрирующая импульсы газоразрядного счетчика, содержит резистор 1, конденсатор 2, формирователь 3, счетчик Гейгера-Мюллера 4, ключ управления 5, высоковольтный источник питания 6, выходной импульс 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на счетчик Гейгера-Мюллера 4 подается высокое напряжение питания, ключ 5 находится в разомкнутом состоянии. В данной позиции счетчик 4 ничего не потребляет и к детектируемым частицам не чувствителен.

После получения управляющего сигнала разрешения начала работы, ключ 5 подключает счетчик 4 и после завершения всех переходных процессов формирователь 3 готов принять сигнал со счетчика 4.

Использование высоковольтного источника питания 6 нагружаемого через резистор 1 на газоразрядный счетчик 4, приводит к тому, что при попадании ионизирующего излучения в счетчик 4, в нем возникает нарастающий ток разряда - «электронная лавина». В обычной схеме подключения за счет достаточно большого тока лавины - напряжения на счетчике 4 падает гораздо ниже напряжения начала счета. После прохождения лавины начинается плавный заряд емкостей конденсатора 2 до напряжения начала счета, после которого счетчик 4 может сформировать следующий импульс не всегда пригодный для восприятия пересчетным устройством, например процессором.

В предлагаемом решении формирователь 3 на начальном этапе возникновения «электронной лавины», при падении напряжения на счетчике 4, как правило, не превышает 30-50 вольт, отключает счетчик 4 от цепи питания. Выполняется принудительное электронное «гашение» «электронной лавины» и формирователь 3 формирует счетный импульс 7 для дальнейшей обработки.

Далее устройство возвращается в исходную позицию. После подачи разрешающего сигнала начала работы цикл повторяется. Данная схема включения счетчика 4 позволяет избежать ложные срабатывания счетчика 4 за счет возникновения режима «тлеющего разряда». А также реализовать различные режимы работа: режим скорости счета, режим подсчета времени до прихода первого импульса, оконный режим работы счетчика, и др.

Отключение счетчика 4 от питающего напряжения происходит не после формирования полного электрического импульса, обусловленного протеканием всего заряда лавины, а в момент, когда ток разряда нарастает, но еще во много раз меньше максимально возможной величины. Кроме того, управление ключом 5 осуществляется простой регистрирующей схемой без использования микроконтроллера.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ дает возможность увеличить длительность работы индивидуального дозиметра за счет уменьшения энергопотребления газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера.

Способ управления цепью питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера, осуществляющийся с помощью электронного ключа и формирователя при больших мощностях доз излучений, характеризующийся формированием регистрирующего импульса газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера во время появления внутри счетчика Гейгера-Мюллера нарастающего тока разряда – «электронной лавины», создающегося при попадании ионизирующего излучения на счетчик Гейгера-Мюллера, формирователь на начальном этапе возникновения «электронной лавины» отключает счетчик Гейгера-Мюллера от цепи питания с помощью электронного ключа и формирует счетный импульс для дальнейшей обработки, при этом электронная схема переходит в исходное состояние, а «электронная лавина» прекращается на начальной стадии ее развития.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиационного контроля и обеспечения радиационной безопасности объектов использования атомной энергии и может применяться для обнаружения области протечки радионуклидов и оценки ее величины при эксплуатации водо-водяных ядерных реакторов. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности обнаружения области протечки радиоактивного азота в парогенераторах ядерных реакторов КЛТ-40.

Изобретение относится к экспериментальной физике, а именно к газовым смесям проволочных газоразрядных камер - детекторам заряженных частиц. Проволочные газоразрядные камеры - детекторы заряженных частиц, используются, практически, во всех экспериментальных установках современной ядерной физики, физики высоких энергий и медицинской физики.

Изобретение относится к области технической физики, а именно к области детекторов для регистрации тепловых нейтронов. Сущность изобретения заключается в том, что газонаполненный детектор для измерения малоуглового рассеяния тепловых нейтронов содержит катоды, выполненные в виде системы заземленных концентрических колец разного диаметра, при этом каждое кольцо выполнено из гибкого упругого материала, внешняя и внутренняя стороны каждого кольца покрыты металлизированным слоем; внутренний слой кольца разделен электроизоляционными слоями на сектора, которые исполняют роль отдельных катодов, взаимно ориентированных на геометрический центр детектора; заземление исполнено через внешний слой кольца, который служит дополнительным катодом; для держателя анодных нитей в зоне электроизоляционного слоя каждого кольца выполнены отверстия; каждый анод и каждый секторальный катод индивидуально подключены к аналоговой электронике, образуя двухкоординатные детекторы; аналоговая электроника расположена внутри объема корпуса.

Изобретение относится к измерительной техники, а именно к используемому в бесконтактных радиоизотопных толщиномерах листового проката блоку детектирования ионизирующего излучения. Блок детектирования ионизирующего излучения выполнен с возможностью подключения к программируемому логическому контролеру для автоматического регулирования коэффициента усиления измерительного напряжения и включает в себя ионизационную камеру с высоковольтным блоком питания и усилитель.

Изобретение относится к области исследования механических свойств оболочек материала строу трубок и прогнозированию срока службы строу в составе координатных детекторов частиц на их основе. Устройство решает задачу высокоточного измерения характеристик строу: области упругой и пластической деформации, модуля упругости, коэффициента Пуассона, времени релаксации натяжения материала трубок, влияющий на срок службы строу в эксперименте.

Изобретение относится к области космической техники, предназначенной, в частности, для регистрации микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы. Сущность изобретения заключается в том, что устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата дополнительно содержит устройства ионизации потока газовых частиц, снабженные устройством двухкоординатного перемещения, установленным с возможностью формирования потока ионизирующих частиц в заданном направлении, при этом в состав разработанного устройства входит пьезодатчик, который используется в качестве модуля, инициирующего запуск основного цикла алгоритма работы устройства.

Изобретение относится к радиационной безопасности и может быть применено для распределенного контроля уровней ионизирующего излучения. Многоканальный дистанционный дозиметр содержит датчики на основе счетчиков Гейгера-Мюллера, модуль питания, микроконтроллер, каждый датчик снабжен согласующим трансформатором, первичная обмотка которого последовательно соединена со счетчиком Гейгера-Мюллера, и подключен к высоковольтному преобразователю, выводы вторичной обмотки посредством двухпроводной линии связи соединены с входами компаратора, выход которого соединен с входом Т-триггера, выход которого соединен с одним из входов микроконтроллера, при этом коэффициент трансформации выбран таким, чтобы обеспечить согласование высокого внутреннего сопротивления счетчика Гейгера-Мюллера с низким волновым сопротивлением линии связи.

Изобретение относится к области радиационного контроля окружающей среды. Узел радиационного обнаружения содержит ионизационную камеру для обнаружения излучения.

Монитор // 2640957
Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в ядерной физике и астрофизике. Монитор для измерения интенсивности пучка заряженных частиц, состоящий из сцинтилляционного счетчика, отличающийся тем, что сигнал с анода фотоумножителя через гальваническую связь поступает на электронную схему, состоящую из операционного усилителя, усиливающего и раздваивающего сигнал, при этом один сигнал посылается на формирователь импульсов, а другой на усилитель, с выхода которого подается на конденсатор, на котором суммируется заряд в течение цикла измерения интенсивности, затем конденсатор разряжается на преобразователь напряжение-частота, цуг импульсов с которого поступает на формирователь импульсов, а затем с формирователей импульсов сигналы поступают на счетчики импульсов.

Изобретение относится в целом к узлам обнаружения излучения, в частности к узлу обнаружения излучения, поддерживаемому по меньшей мере одной опорной конструкцией. Узел радиационного обнаружения содержит ионизационную камеру для обнаружения излучения.

Изобретение относится к камере деления для регистрации нейтронов в широком энергетическом диапазоне (от тепловых до быстрых). Камера выполнена на основе системы коммутируемых трубчатых электродов с нанесенными ураноксидными покрытиями (радиаторами), коаксиально расположенными в металлическом корпусе, заполненном рабочим газом. Система аксиально-концентрических электродов включает радиаторные секции с нанесенными ураноксидными покрытиями на основе изотопно чистого 238U и 235U 90% обогащения для регистрации быстрых и тепловых нейтронов соответственно, которые размещены отдельно друг от друга внутри системы коаксиальных электродов. Остающиеся трубчатые элементы использованы в качестве компенсационных секций детектирования гамма-потока в центральной, средней и наружной коаксиальных областях системы электродов ионизационной камеры деления. Техническим результатом является регистрация нейтронного потока в энергетическом диапазоне от тепловых до быстрых нейтронов (от 0,025 эВ до 20 МэВ) с компенсацией сопутствующего гамма-потока в условиях стационарного режима эксплуатации, переходных периодов остановки, запуска и вывода на полную мощность ядерного реактора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх