CH378427A - Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige von Impulsen eines Detektors für radioaktive Strahlung, insbesondere für tragbare Strahlungsanzeigegeräte - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige von Impulsen eines Detektors für radioaktive
Strahlung, insbesondere für tragbare Strahlungsanzeigegeräte
Es sind StrahlungsanzeigegerÏte bekannt, bei denen ein Messinstrument vorgesehen ist, an dem die jeweilige Dosisleistung der radioaktiven Strahlung abgelesen werden kann. Bekanntlich braucht man f r die Messung der Dosisleistung eine   Einrichtung zuir    Bildung einer Spannung bzw.   eiines    Stromes, die der mittleren Frequenz mit der die statistisch verteilten   Detektorimpulse    eintreffen, proportional ist.

   Diese Mittelwertbildung bedingt eine gewisse Zeitkon  stante r, die    um so grösser sein muss, je   gerin, ger dfie    zulässigen   Zeigerschwankungen    um den mittleren An  zeigewert    sind. Besonders f r geringe   Dosisleistung,    die durch eine geringe Anzahl von   Detektorimpulsen    pro Zeiteinheit gekennzeichnet ist, ist eine   verhältnis-    mässig grosse Zeitkonstante erforderlich, da sonst grosse   Zeigerschwankungen    die Ablesung stark erschweren, wenn nicht überhaupt unm¯glich machen würden.



  Die Anzeige erreicht jedoch erst nach T   Zeiteinhei-    ten   950/o    ihres Endwertes. Es ergibt sich demnach, dass die   Zeitkonstante T nicht    beliebig gross gewählt werden darf, da sich sonst eine prohibibiv gro¯e Wartezeit vor der Ablesung ergeben würde. Dies trifft insbesondere für tragbare Strahlungssuchgeräte zu, da bei diesen keine Registrierung des Messwertes vorgenommen wird. Der Zeitkonstante ist weiterhin nicht nur durch die zulässige Einstellzeit, sondern auch noch durch den. für tragbare Geräte vertretbaren Aufwand eine obere Grenze gesetzt. Dies bedeutet, dass bei der r Dosisleistungsmessung eine durch die e Gr¯¯e der Zeitkonstante gegebene relative mitt  lere Anzeigeschwankung    bei gegebenem Debektor n, icht unterschritten werden kann.

   Eine e weitere Fehlerquelle, welche die Messgenauigkeit begrenzt, liegt darin, dass die zu messende Strahlung der immer vorhandenen natürlichen Strahlung überlagert ist, die selber auch statistischen Schwankungen unterliegt (Nulleffekt). In Fällen, in denen es sich um die In  tens, itätsbestimmung    relativ schwacher Strahlungen handelt, wird vorzugsweise dann auch ein anderes Verfahren verwendet. Hierbei wird jeder einzelne vom Detektor abgegebene Impuls akustisch oder optisch angezeigt.

   Die in einem bestimmten   Zeit-    raum anfallenden   Detektorimpulse    werden gezählt und hieraus die mittlere Impulsfolgefrequenz ermittelt, die ja ein Mass für die   Dosisleistungist.    Dieses Verfahren hat   gegenübcr    der Impulsfrequenzmes  s'ung    mit einem Messinstrument den Vorteil, dass die   EmpfindiLichkeit    des Detektors voll ausgenutzt werden kann. Es   sind ferner kombinierte Dosislei-    stungsmess-und Dosisleistungswarngeräte bekannt, bei denen bei Überschreiten einer einzustellenden   Dosisleistung ein Warnsignal ausgelöst    wird.

   Die   vor-    liegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige von Impulsen eines Detektors für radioaktive Strahlung gemäss dem die Einzelimpulse mit einer Uhr und eventuell   e'mem    Zähler   ausgezählt    werden können, um die Strahlungsintensität zu ermitteln, und d bei dem bei ¯berschreiten einer vorgegebenen Dosisleistung ein Warnsignal ausgelöst wird. Der Erfindung   Megt    die Erkenntnis zugrunde, dass ein Teil der für die Warnung erforderlichen Anordnung zu einer r an, deren Funktion herangezogen werden kann, die der Einzelimpulsanzeige dient.

   Das erfindungsgemässe Verfahren betrifft die Anzeige von Impulsen eines Detektors f r radioaktive Strahlung, insbesondere für   tragbare Strahlungsanzeigegeräte,    und ist dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung eines Strah  lendetektors,    einer Vorrichtung zur Bildung einer der mittleren Impulsfolgefrequenz   proportionalen elektri-      schen    Grösse, einer Kippstufe und eines eine An  zeigevorrichtungspeisendenOszNIatorssowohl    eine Warnanzeige bei Uberschreiten einer vorgegebenen  Dosisleistung als auch eine   Einzelimpulsanzeige vor-    genommen wird',

   indem bei Warnanzeige die vom Detektor empfangenen Impulse der Vorrichtung zur Bildung der der mittleren Impulsfolgefrequenz pro  portionalen    elektrischen Grösse zugeführt werden, welche elektrische Grösse bei   Uberschreiten eines    vorgegebenen Wertes die Kippstufe zum Kippen bringt, die darauf den Oszillator auslöst, welcher an der   Anzeigevorrichtung eine Warnsignalisierung    speist,   und bei Einzelimpulsanzeige die Detektor-    impulse die Anzeigevorrichtung über den Oszillator unter Ausschaltung der Vorrichtung zur Bildung der der mittleren Impulsfolgefrequenz proportionalen elektrischen Grösse steuern.



   In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert, wobei in den
Fig. l und 2 je ein Strahlungsanzeigegerät mit optischer und akustischer Anzeige gezeigt ist.



   In der Fig.   1    ist mit   1    eine Vorrichtung angedeutet, deren Eingang 2 Impulse 3 zugeführt werden, die von einem nicht gezeigten Detektor oder einem ihm nachgeschalteten ImpulsverstÏrker herr hren.



  Die Vorrichtung 1 liefert an ihrem Ausgang 4 eine e Spannung, die der mittleren Impulsfolgefrequenz pro  portional    ist. Sie enthält zu diesem Zweck eine an sich bekannte Schaltung, die eine gewisse e Zeitkonstante aufweist. Der Ausgang 4 ist  ber einen Kontakt 5 eines Umschalters 6 mit dem Eingang 7 einer Kippstufe 8 verbunden. Die Ausgangsspannung der Vorrichtung 1 wird in der gezeigten Stellung des Umschalters 6 mit einer Spannung verglichen, die von einem Spannungsteiler 9 abgegriffen wird.

   Der Span  nungsteiler    9 wird dazu von einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle gespeist und die von seinem Schleifkontakt 10 abgegriffene   Vergleichsspannung    der Ausgangsspannung der Vorrichtung   1    entgegengeschaltet. ¯berschreitet die Ausgangsspannung die   Vergleichsspannung,    so kippt die Kippstufe 8 und liefert an ihrem Ausgang 11 eine Gleichspannung, die dem Eingang   12    eines Oszillators 13 zugeleitet wird.



  Der Oszillator wird demzufolge aus seinem Sperrzustand gebracht und schwingt nunmehr mit einer Frequenz von etwa 1500 Hertz. Sein Ausgang 14 speist eine Anzeigevorrichtung 15, die aus einer   Glimmlampe    16 und einem Lautsprecher oder Kopfh¯rer 17 besteht. Im Bedarfsfall'kann noch ein Messinstrument 18 f r die   Messung der Dosisleistung und    ein Signalausgang zur Steuerung, beispielsweise eines Zählers, vorgesehen werden. Die Vorrichtung 1 wie auch   der etwaige Impulsverstärker, die Kippstufc    8 und der Oszillator 13 sind vorzugsweise mit Tran  sistoren    bestückt.

   Der Vorrichtung   1    werden bei einer gewissen Strahlungsintensität so   viel Detektorimpulse    3 pro Zeiteinheit zugeführt, dass ihre   Ausgangsspan-    nung grösser wird alls die Vergleichsspannung. In der dargestellten Stellung ¸Warnung¯ liefert die Kippstufe 8 daher eine   Steuenspannung,    die den Oszillator 13 zum Schwingen bringt. Die   Glimmlampe 16    leuchtet dann auf, während im Lautsprecher oder Kopfhörer 17 ein Ton hörbar wird, f r den das s Ohr bei gegebener Schalleistung am empfindlichsten ist.



  Das optische und akustische Warnsignal dauern so lange an, bis die Ausgangsspannung der   Vorrich-    tung   1    unter den,   Warnwert    sinkt, der mit dem Span  nungsteiler    9 eingestellt worden ist. Der   Warnpege !    kann entweder unter Berücksichtigung des persönlichen Schutzes oder aber im Hinblick auf   Schürfung    radioaktiver Quellen festgelegt werden.



   Durch Umlegen des Schalters 6 auf einen zweiten Kontakt 19 wird das Gerät auf     Einzelimpuls-      anzeiges eingestellt.    Hierbei wird der Ausgang der Vorrichtung   1    von der Kippstufe 8 abgeschaltet und die verstärkten   Detektorimpulse    3 direkt auf den Eingang 7 der Kippstufe 8 gegeben. Da ihre Impulsh¯he grösser ist als die   Vergleichsspannung    vom Spannungsteiler 9, wird die Kippstufe 8 jeweils zum Kippen gebracht und liefert für jeden positiven Impuls 3 einen negativen Ausgangsimpuls 20, der den Oszillator 13 zum Schwingen bringt. Die Einzelimpulse werden durch Lichtblitze an der   Glimm-    lampe 16 und durch Knacken im Lautsprecher oder Kopfhörer 17 wahrnehmbar gemacht.

   Indem die Impulse mit einer Uhr und eventuell einem   ZähJer    ausgezählt werden, kann auf die   Dosisleistung      geschlos-    sen werden. Bei grosser Dosisleisbung ist die Impuis  fallgefrequenz    so gro¯, da¯ der Beobachter nicht mehr imstande ist, die einzelnen Impulse aufzulösen.



  Er nimmt ein dauerndes Leuchten der   Glimmlampe    und einen   u, nunterbrochenen    Ton wahr, die ihn von der   gefährlichen Strahlungsintensität warnen.   



   Da der Oszillator 13 in vorliegendem Fall nur durch negative Impulse angestossen werden kann, dient die Kippstufe 8 bei Einzelimpulsanzeige zum Umkehren der Polarität der Impulse 3. Bei gleicher Polarität der Impulse 3 und der Steuerspannung des Oszillator   13      kan,    man die Kippstufe 8 bei Einzelimpulsanzeige entbehren. In einem solchen Fall wird die Schaltung gemäss der Fig. 2 verwendet. Der Umschalter 6 ist hierbei zwischen der Kippstufe 8 und dem Oszillator 13 angeordnet. In der gezeigten Stellung des Umschalters 6 ist das Gerät auf     Warnunga    eingestellt. In der Stellung ¸Einzelimpulsanzeige¯ sind sowohl die Vorrichtung 1 als auch die   Kipp-    stufe 8 abgeschaltet.



   Das erfindungsgemϯe Verfahren ermöglicht, mit derselben Schaltung sowohl die Warnung als auch die   Einzelimpulsanzeige durchzuführen und    eignet sich daher insbesondere für tragbare   Strahlungs-    anzeigegeräte. Die Einzelimpulsanzeige gestattet, die Empfindlichkeit des verwendeten Detektors voll aus  zunutzen,    während sich durch die Warnsignalisierung eine stÏndige   Uberwachung    der Strahlenintenstät er übrigt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Anzeige von Impulsen eines Detektors für radioaktive Strahlung, insbesondere für tragbare Strahlungsanzeigegeräte, dadurch gekenn zeichnet, dass unter Verwendung eines Strahlendetek- tors, einer Vorrichtung (1) zur Bildung einer der mittleren Impulsfolgefrequenz proportionalen elektrischen Grösse, einer Kippstufe (8) und eines eine Anzeigevorrichtung (15) speisenden Oszillators (13), sowohl eine Warnanzeige bei Überschreiten einer vorgegebenen Dosisleistung als auch eine Einzel- impulsanzeige vorgenommen wird, indem bei der Warnanzeige die vom Detektor empfangenen Impulse (3) der Vorrichtung (1)

   zur Bildung der der mittleren Impulsfolgefrequenz proportionalen elektri- schen Grösse zugeführt werden, welche elektrische Grösse bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes die Kippstufe (8) zum Kippen bringt, die darauf den.

   Oszillator (13) auslöst, welcher Oszillator (13) an der Anzeigevomichtung (15) eine Warasignailisierung speist und bei der Einzelimpulsanzeige die Detektorimpulse e (3) die Anzeigevorrichtung (15) über den Oszillator (13) unter Ausschaltung der Vorrichtung (1) zur Bildung der der mittleren Impulsfolgefre- quenz proportionalen elektrischen Grösse steuern.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalter (6) vorgesehen ist, der die Detektorimpulse (3) bei der Warnanzeige ber die Vorrich- tung (1) zur Bildung der der mittleren Impulsfolge- frequenz proportionalen elektrischen Grösse'undbei der Einzelimpulsanzeige unter Ausschaltung dieser Vorrichtung (1) dem Oszillator (13) zuführt.

   UNTERANSPRUCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass f r die Einzelimpulsanzeige, bei Ungleichheit der Polarität der Detektorimpulse (3) und der für die Steuerspannung des Oszillators (13) erforderlichen PolaritÏt, die Detektorimpulse (3) den Oszillator (13), unter Ausschaltung der Vonrichtung (1) zur Bildung der der mittleren Impulsfolgefre- quenz proportionalen elektrischen Grouse, über die Kippstufe (8) steuern, welche Kippstufe die Polarität der Detektorimpulse (3) umkehrt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass für die Einzelimpulsanzeige bei Gleichheit der PolaritÏt der Detektorimpulse (3) und der f r die Steuerspannung des Oszillators (13) er- forderlichen Polarität, die Detektormipulse (3) d'en Oszillator (13) sowohl untor Ausschaltang der Vorrichtung (1) zur Bildu, der der mittleren Impuls- folgefrequenzproportionalenelektrischenGrösse als auch der Kippstufe (8) steuern.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Warnanzeige bei Uberschreiten einer vorgegebenen Dosisleistung die Ausgangsspannung der Vor richtung (l) zur Bildung der der mittleren Impulsfolgefrequenz proportionalen elektrischen Grosse mit einer einstellbaren Spannung verglichen wird und bei Überschreiten der letzten Spannung die Kippstufe (8) zum Kippen bringt.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch IL zur Durchführung des Verfahrens nach Unteranspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalter (6) vorgesehen ist, der zwei Kontakte (5, 19) aufweist, von denen der eine (5) mit dem Ausgang (4) und der andere (19) mit dem Eingang (2) der Vorrich- tung (1) zur Bildung der der mittleren Impulsfolge- frequenz proportionalen elektrischen Grösse verbunden ist und von welchem Umschalter der bewegliche Kontaktarm an dem Eingang (7) der Kippstufe (8) liegt.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II zur Durchführunlg des Verfahrens nach Untoranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalter (6) vorgesehen ilst, der zwei Kontakte (5, 19) aufweist, von denen der eine (5) mit dem Ausgang (11) der Kippstufe (8) und der andere (19) mit dem Eingang (2) der Vomchtung (1) zur r Bildung der der mitt- leren Impulsfolgeifrequenz proportionalen elektrischen Grosse verbunden ist und von welchem Umschallter der bewegliche Kontaktarm an dem Eingang (12) des Oszillators (13) liegt.

   6. Vomrichtung nach Patentanspruch II zur r Durcbführmng des Verfahrens nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da¯ f r die Warnanzeige ein Spannungsteiler (9) vorgesehen ist, der von einer Gleichspannungsquelle gespeist ist und dessen abge griffene Vergkichsspanniung dar Ausgangsspannung dier Vorrichtung (1) zur Bildung der der mitt leren ImpuLsfolgefrequenz proportionalen elektrischen Grouse entgegengeschaltet ist, wobei der Eingang (7) der Kippstufe (8) bei Einstellutog auf Warnanzeige an der aus der Gegenreeihenschaltung der Vergleichs- und verglichenen Spannung resultierenden Differenz Spannung liegt.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, da¯ die Anzeigevorrichtung (15) eine optische und/ oder akustische SignaEsierung (16 bzw. 17) aufweist.