Überwachungseinrichtung mit radioaktiver Strahlungsquelle Uberwachungseinrichtungen, die mit radioaktiven Strahlungsquellen arbeiten, bestehen im wesentlichen aus einer Strahlungsquelle, einem Strahlendetektor und einem Messgerät. Sie arbeiten derart, dass am Ausgang des Messgerätes ein Signal entsteht, dessen Amplitude von der Intensität der auf dem Detektor auftreffenden Strahlung abhängt. Die Strahlungsintensität kann z. B. durch die Dicke eines Objektes, die Füllhöhe eines Behälters, das Strahlungsfeld in der Nähe eines Reaktors usw. bestimmt sein. Über- schreitet sie einen in der Apparatur festgelegten Ansprechwert, so wird ein Signal ausgelöst, welches zur Alarmierung oder zur Auslösung von Vorgängen benutzt werden kann.
Bei derartigen tÇberwachungs- einrichtungen wird der eingestellte Ansprechwert praktisch nur selten überschritten, in gewissen Fällen sogar nur im Katastrophenfall. Um sicher zu sein, dass eine Überwachungseinrichtung richtig arbeitet und im Bedarfsfall auch unbedingt anspricht, ist eine gelegentliche oder periodische Testung ihrer Funktionsbereitschaft nötig. Dies kann z. B. in bekannter Weise dadurch erfolgen, dass das Ausgangssignal der Überwachungseinrichtung absichtlich über den Ansprechwert angehoben wird, z. B. mittels einer zusätzlichen Strahlungsquelle, deren Strahlen periodisch dem Strahlendetektor zugeleitet werden oder aber durch zweckmässigen Einsatz von elektronischen Mitteln.
Eine solche Testung hat jedoch den Nachteil, dass die für die Testung vorgesehene zusätzliche Einrichtung selber versagen kann, wobei dann trotz erheblichem Mehraufwand die erstrebte grö ssere Betriebssicherheit nicht erzielt wird.
Die Erfindung betrifft eine Uberwachungseinrich- tung mit radioaktiver Strahlungsquelle, bei welcher die erwähnten Nachteile umgangen sind und die sich dadurch auszeichnet, dass ihre Testung in unregelmässigen Zeitabständen durch Ausnutzung der statistischen Schwankungen der Strahlungsquelle erfolgt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Aus- führungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar im Zusammenhang mit einer Abfüll- und Verpackungsmaschine.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Förderband einer Abfüll- und Verpackungsmaschine mit einer Uberwachungseinrich- tung,
Fig. 2 ein Impulsdiagramm und
Fig. 3 ein Schwellwertdiagramm.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Förderband 1 einer Verpackungsmaschine dargestellt, auf welchem Pakete 2, 3 liegen, die der Reihe nach an einer den Füllstand kontrollierenden Überwachungseinrichtung vorbeigeführt werden. Letztere weist eine radioaktive Strahlungsquelle 4, einen Strahlungsdetektor 5, z. B. eine Ionisationskammer, und ein Messgerät 6 für die Ermittlung der auf den Strahlungsdetektor 5 auftreffenden Strahlungsintensität auf. Die von der Strahlungsquelle 4 ausgehende Strahlung 7 ist quer zum Förderband 1 gerichtet und ist in bezug auf letzteres in einer bestimmten Höhe einstellbar, welche durch die zu kontrollierende richtige Füllhöhe des in den Paketen 2, 3 usw. abgefüllten Gutes bestimmt ist.
Vor dem Strahlungsdetektor 5 ist eine strahlenundurchlässige Abdeckplatte 8 angeordnet, die beweglich gelagert ist und so mit dem Förderband 1 in Wirkverbindung steht, dass sie den Strahlungsdetektor 5 nur jeweils für die Zeitdauer freilegt, während welcher ein Paket die Strahlung 7 durchwandert. In der Fig. 1 ist angenommen worden, dass das Paket 2 richtig gefüllt, das Paket 3 hingegen zu wenig gefüllt worden ist. Jedesmal, wenn ein Paket 2, 3 usw. an der Überwachungseinrichtung vorbei geführt wird, entsteht im Messgerät 6 ein Ausgangsimpuls, dessen Amplitude davon abhängig ist, ob die Wirkung der radioaktiven Strahlung 7 auf dem Detektor 5 durch das Füllgut eines Paketes beeinflusst wird oder nicht.
Die Fig. 2 zeigt ein entsprechendes Impulsdiagramm. Auf der Abszisse ist die Impulsfolge n entsprechend der in der Fig. 1 dargestellten Paketfolge in der Fortbewegungsrichtung des Förderbandes 1 aufgetragen, während in Ordinatenrichtung die Amplitude i; der Ausgangsimpulse aufgetragen ist. Der Impuls 9, der durch ein kleines Rechteck angedeutet ist, entsteht beim Durchgang eines richtig abgefüllten Paketes, z. B. des Paketes 2. Die Amplitude eines solchen Impulses streut um einen Mittelwert lAm, der dem durch die Absorption der Paketfüllung reduzierten Strahlungsmittelwert entspricht Der Impuls 10, der durch ein grosses Rechteck angedeutet ist, entsteht beim Durchgang eines Paketes, das eine zu geringe Füllung aufweist, z. B. des Paketes 3.
Seine Amplitude streut um einen Mittelwert im Da die Intensität der von der Strahlungsquelle 4 ausgehenden Strahlung 7 beim Durchgang eines zu wenig gefüllten Paketes nur durch das Verpackungsmaterial geschwächt wird, istl,m > 1Am Damit ein durch ein zu wenig gefülltes Paket erzeugter Impuls ein Signal auslöst, ist die Ansprechgrenze auf einen Wert 1 (. einzustellen, der kleiner als der Mittelwert IBm ist. Die Streuung der Impulsamplituden um die erwähnten Mittelwerte ist in der Fig. 3 dargestellt, wobei die Amplitudenwerte in Ordinatenrichtung und die Häufigkeit ihres Auftretens in Abszissenrichtung aufgetragen sind.
Die Impulsamplituden streuen, infolge der statistischen Schwankungen der Strahlungsquelle, nach bekannten Gesetzen um die Mittelwerte 1Am bzw. IBm, die die grössten Häufigkeiten aufweisen.
Wie aus dem Diagramm der Fig. 3 ersichtlich ist, nimmt die Häufigkeit der Impulsamplituden, die grösser oder kleiner als der zugehörige Mittelwert sind, beidseitig desselben rasch ab. Nach den Gesetzen der Wahrscheinlichkeit fallen 25 O/o der Impulsamplituden in die Häufigkeitszone a, 160/o in die Häufigkeitszone b, 7 /o in die Häufigkeitszone c und 2 O/o in die Häufigkeitszone d.
Wird nun die Ansprechsgrenze für die Überwachungseinrichtung vom Mittel wertigem gegen den Mittelwert 1Am gesenkt, beispielsweise so weit, dass sie in die Häufigkeitszone c der den Impulsen, die durch richtig abgefüllte Pakete erzeugt worden sind, zugeordneten Streuung der Impulsamplituden zu liegen kommt, so spricht die Überwachungseinrichtung nicht nur dann an, wenn ein nicht genügend abgefülltes Paket die Über- wachungsstelle durchwandert, sondern, gemäss der der Häufigkeitszone c entsprechenden Häufigkeit, auch dann, wenn richtig abgefüllte Pakete die Überwachungsstelle durchwandern. Durch zweckmässige Verlegung der Ansprechgrenze Ic hat man es in der Hand, diesen Vorgang häufiger oder weniger häufig eintreten zu lassen.
Da man an einer Ausscheidung von richtig gefüllten Paketen natürlich kein Interesse hat, wird man dafür sorgen, dass die Überwachungseinrichtung nur in verhältnismässig grossen Zeitabständen auf Impulse von richtig abgefüllten Paketen anspricht.
In ähnlicher Weise kann die Einrichtung natürlich auch so ausgelegt werden, dass sie nicht auf eine Unterfüllung der Pakete, sondern auf eine Über- füllung derselben anspricht. In diesem Fall ist dann die Ansprechgrenze so zu verlegen, dass sie in den unteren Streubereich der die tXberwachungseinrich- tung normalerweise nicht zum Ansprechen bringenden Impulsamplituden zu liegen kommt.
Durch die beschriebene Massnahme wird eine Selbsttestung der Überwachungseinrichtung erreicht, die den Vorteil hat, dass sie für die Testung keiner besonderer Mittel bedarf, so dass sie ausserordentlich einfach und betriebssicher ist.