CH665291A5 - Verfahren zur automatischen stabilisierung des von einem szintillationsdetektor gelieferten messergebnisses und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Stabilisierung des von einem Szintillationsdetektor insbesondere einem Plastik-Szintillationsdetektor, gelieferten Messergebnisses mit Hilfe einer impulsweise betriebenen Lichtquelle,

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deren Lichtimpulse von dem photoelektrischen Wandler des Szintillationsdetektors aufgefangen werden, wobei der photoelektrische Wandler beim Empfang jedes Lichtimpulses am Ausgang einen elektrischen Referenzimpuls abgibt, und mit Hilfe einer Kontrollschaltung, die auf die Referenzimpulse anspricht, sowie auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einem aus der EP-OS 0 066 763 bekannten Verfahren wird die impulsweise betriebene Lichtquelle, die durch eine Leuchtdiode gebildet ist, so gesteuert, dass sie Lichtimpulse mit konstanter Intensität emittiert. Diese Lichtimpulse fallen nach Reflexion und Streuung an einer den Szintillationskristall bedeckenden Glasscheibe auf den Photoelektronen-Vervielfacher, der den photoelektrischen Wandler des Szintillationsdetektors bildet. Die Kontrollschaltung enthält einen Spitzenwertdetek-tor, der den Spitzenwert jedes Referenzimpulses ermittelt. Der ermittelte Spitzen wert wird in einem Verstärkungsregelkreis mit einem Sollwert verglichen, und der Verstärkungsregelkreis regelt die Verstärkung des Photoelektronen-Vervielfachers durch Einwirkung auf einen oder mehrere seiner Spannungsteilerwiderstände derart, dass die Spitzenwerte der Referenzimpulse auf dem Sollwert gehalten werden. Dadurch wird die Verstärkung des Photoelektronen-Vervielfachers kontinuierlich auf einem konstanten Wert gehalten. Die Überwachung und Regelung der Verstärkung erfolgt dabei vollkommen in Analogtechnik.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, bei dem die für die Stabilisierung erforderliche Auswertung der Referenzimpulse digital erfolgt und das sich daher besonders gut für die Anwendung bei den digital arbeitenden Szintilla-tionszählern eignet.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

dass die Intensität der Lichtimpulse nach einer vorgegebenen periodischen Funktion moduliert wird, und dass in jeder Modulationsperiode die Anzahl der Referenzimpulse, deren Amplitude einen im Modulationsintervall liegenden vorgesehen Referenz-Schwellenwert übersteigt, ermittelt und zur Stabilisierung verwendet wird.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt die Auswertung der Referenzimpulse zum Zweck der Stabilisierung durch einfaches Abzählen der den Referenz-Schwellenwert übersteigenden Impulse. Die Kontrollschaltung hat also im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die bei Szintillationszählern üblicherweise verwendete digitale Auswerteschaltung, in der die einen bestimmten Schwellenwert übersteigenden Szintillations-impulse gezählt werden. Diese Schaltungen können daher unter Verwendung herkömmlicher integrierter Digitalschaltungen gebildet werden.

Die durch Abzählen der Referenzimpulse in jeder Modulationsperiode gewonnene Impulszahl kann zur Verstärkungsregelung verwendet werden. Ein besonderer Vorteil des erfindungs-gemässen Verfahrens besteht dabei darin, dass die gewonnene Impulszahl unmittelbar zur Korrektur des von der Auswerteschaltung gelieferten digitalen Messergebnisses verwendet werden kann, ohne dass eine Kompensation der Einflüsse erforderlich ist, die zu einer Veränderung der Impulsrate geführt haben. Diese Möglichkeit bietet sich insbesondere dann an, wenn die Auswertung des digitalen Messergebnisses durch einen Mikrocomputer erfolgt.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 6 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des er-findungsgemässen Verfahrens sowie bevorzugte Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführun'gsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur

Messung des Füllstands in einem Behälter mit Hilfe eines Pla-stik-Szintillationsdetektors,

Fig. 2 das Zeitdiagramm von Impulsen, die in der Anordnung von Fig. 1 verwendet werden,

Fig. 3 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Auswerteschaltung und der Kontrollschaltung von Fig. 1 in näheren Einzelheiten,

Fig. 4 das Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Auswerteschaltung und der Kontrollschaltung von Fig. 1,

Fig. 5 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Ansteuerungsschaltung von Fig. 1, 3 und 4,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform der Füllstandsmessanordnung,

Fig. 7 ein Beispiel der Verbindung der Lichtleiter mit den Plastik-Szintillatoren bei der Füllstandsmessanordnung von Fig. 6 und

Fig. 8 andere Beispiele der Verbindung der Lichtleiter mit den Plastik-Szintillatoren bei der Füllstandsmessanordnung von Fig. 6.

Fig. 1 zeigt als Anwendungsbeispiel für einen Plastik-Szintil-lationsdetektor 10 die Messung des Füllstands in einem Behälter 12. Auf der einen Seite des Behälters 12 ist ein Plastik-Szintillator 14 angeordnet, der sich über die ganze Höhe des zu erfassenden Füllstands erstreckt. Auf der entgegengesetzten Seite des Behälters 12 ist eine Gammastrahlenquelle 16 angebracht, deren Strahlung durch den Behälter 12 und das darin befindliche Füllgut 18 hindurch auf den Plastik-Szintillator 14 gerichtet ist. Die Gammastrahlung wird vom Füllgut 18 stärker absorbiert als von der über dem Füllgut befindlichen Luft, so dass die Intensität der auf den Plastik-Szintillator 14 auftreffenden Gammastrahlung vom Füllstand im Behälter abhängig ist. Demzufolge ist auch die Anzahl und die Intensität der im Plastik-Szintillator 14 durch die Gammastrahlung erzeugten Lichtblitze vom Füllstand im Behälter 12 abhängig.

Zur Erfassung und Auswertung der im Plastik-Szintillator 14 erzeugten Lichtblitze ist in üblicher Weise am einen Ende des Plastik-Szintillators ein photoelektrischer Wandler 20 angebracht, üblicherweise ein Photoelektroenen-Vervielfacher, der jeden auftreffenden Lichtblitz in einen elektrischen Impuls umwandelt. Der Ausgang des Photoelektronen-Vervielfachers 20 ist mit einer elektronischen Auswerteschaltung 22 verbunden, in der die elektrischen Impulse gezählt werden, deren Amplitude eine vorgegebene Diskriminatorschwelle überschreitet. Das Zählergebnis wird zur Anzeige des Füllstands im Behälter 12 verwertet.

Es besteht die Notwendigkeit der Stabilisierung und Selbstüberwachung des Plastik-Szintillationsdetektors um Einflüsse zu erkennen und zu kompensieren, die die Messung beeinträchtigen. Durch Veränderungen am Plastik-Szintillator (Trübung, Verringerung der Lichtausbeute) und Abfall der Verstärkung des Photoelektronen-Vervielfachers fallen im Laufe der Zeit immer mehr Impulse unter die Diskriminatorschwelle, so dass sie im Zähler der Auswerteschaltung nicht immer gezählt werden. Bei dem Plastik-Szintillationsdetektor von Fig. 1 sind Massnahmen getroffen, um diese Erscheinungen zu kompensieren und dadurch den Betrieb des Plastik-Szintillators zu stabilisieren.

Zu diesen Zweck ist an dem dem Photoelektronen-Vervielfacher 20 entgegengesetzten Ende des Plastik-Szintillators 14 eine Referenz-Lichtquelle 24 angeordnet, die durch eine Ansteuerungsschaltung 26 so gesteuert wird, dass sie kurze Referenz-Lichtimpulse aussendet, die durch den Plastik-Szintillator hindurch auf den Photoelektronen-Vervielfacher 20 auftreffen. Mit dem Ausgang des Photoelektronen-Vervielfachers 20 ist ausser der Auswerteschaltung 22 eine Kontrollschaltung 28 verbunden, die so ausgebildet ist, dass sie auf die Ausgangsimpulse des Photoelektronen-Vervielfachers 20 anspricht, die von den

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Lichtimpulsen der Lichtquelle 24 stammen, nicht dagegen auf die Ausgangsimpulse, die von den durch die Gammastrahlung erzeugten Szintillations-Lichtblitzen stammen.

Die Besonderheit der in Fig. 1 dargestellten Stabilisierungs-anordung besteht darin, dass die Intensität der von der Lichtquelle 24 emittierten Lichtimpulse nicht konstant ist, sondern durch die Ansteuerungsschaltung 26 in Abhängigkeit von der Zeit periodisch moduliert wird. Fig. 2 zeigt die Intensität I der Lichtimpulse als Funktion der Zeit t für den bevorzugten Fall, dass die Modulation nach einer Sägezahnfunktion mit der Modulationsperiode Tm erfolgt. Die Modulationsperiode Tm ist gross gegen die Folgeperiode Ti der Lichtimpulse, so dass in jeder Modulationsperiode Tm eine grosse Zahl von Lichtimpulsen enthalten ist. Bei dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel der Ansteuerungsschaltung 26 beträgt die Modulationsperiode Tm = 16 s, und die Lichtimpulse werden mit einer Folgefrequenz von 32 Hz emittiert, so dass sie die Folgeperiode Ti = 31,25 ms haben. In jede Modulationsperiode Tm fallen somit 512 Lichtimpulse. Die Dauer jedes Lichtimpulses ist wiederum sehr klein gegen die Folgeperiode Ti; sie beträgt beispielsweise 200 ns.

In jeder Modulationsperiode Tm nimmt die Intensität der Lichtimpulse von einem Grösstwert Imax zu einem Kleinstwert Iniin linear ab, und sie springt am Beginn der nächsten Modulationsperiode wieder auf den Grösstwert Imax- Zwischen den beiden Grenzwerten Imax und Imin liegt das Modulationsintervall.

Die Referenz-Lichtquelle 24 ist vorzugsweise eine Leuchtdiode, da diese für die Aussendung kurzer, amplitudenmodulierter Lichtimpulse besonders gut geeignet ist. Dies wird in der folgenden Beschreibung angenommen.

Die von den Referenz-Lichtimpulsen stammenden elektrischen Ausgangsimpulse des Photoelektronen-Vervielfachers 20 sind den Lichtimpulsen proportional, so dass das Diagramm von Fig. 2 auch den zeitlichen Verlauf dieser Ausgangsimpulse darstellt, die Referenz-Impulse genannt werden.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Kontrollschaltung 28, welche die Auswertung der in Fig. 2 dargestellten Lichtimpulse zum Zweck der Stabilisierung des Plastik-Szintillatorde-tektors ermöglicht.

In Fig. 3 sind wieder der Plastik-Szintillatordetektor 10 mit dem Plastik-Szintillator 14 und dem Photoelektronen-Vervielfacher 20 sowie die impulsweise betriebene Leuchtdiode 24 und ihre Ansteuerungsschaltung 26 von Fig. 1 dargestellt. Der Aufbau der Auswerteschaltung 22 ist in näheren Einzelheiten gezeigt. Sie enthält einen Amplitudendiskriminator 30 und einen Messzähler 32. Der Eingang des Amplitudendiskriminators 30 ist über einen Trennkondensator 34, der unerwünschte Gleichspannungsanteile fernhält, mit dem Ausgang des Photoelektronen-Vervielfachers 20 verbunden. Der Amplitudendiskriminator lässt von den Ausgangsimpulsen des Photoelektronen-Vervielfachers 20 nur derjenigen durch, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten, der beispielsweise 0,2 V beträgt. Der Ausgang des Amplitudendiskriminators 30 ist über eine Torschaltung 31 mit dem Zähleingang des Messzählers 32 verbunden, so dass der Messzähler alle Ausgangsimpulse des Photoelektronen-Vervielfachers 20 zählt, deren Amplitude grösser als 0,2 V ist. Da die von den Szintillations-Lichtblitzen stammenden Impulse eine sehr kurze Dauer haben, die in der Grössen-ordnung von etwa 10 ns liegt, muss für den Messzähler 32 ein schneller Zähler verwendet werden, der auf so kurze Impulse anspricht. Hierfür eignet sich beispielsweise ein TTL-Zähler.

Der Plastik-Szintillationsdetektor 10 bildet in Verbindung mit der Auswerteschaltung 22 einen Szintillationszähler herkömmlicher Bauart, dessen Messergebnis, das durch den in einer vorgegebenen Zeiteinheit erreichten Zählerstand des Zählers 32 dargestellt ist, in der üblichen Weise verwertet werden kann.

Die Kontrollschaltung 28 enthält in ähnlicher Weise einen

Amplitudendiskriminator 36 und einen Referenzzähler 38. Der Eingang des Amplitudendiskriminators 36 ist über einen Trennkondensator 40, der unerwünschte Gleichspannungsanteile fernhält, mit dem Ausgang des Photoelektronen-Vervielfachers 20 verbunden. Der Ausgang des Amplitudendiskriminators 36 ist einerseits über eine Torschaltung 37 mit dem Zähleingang des Referenzzählers 38 und andererseits mit dem Steuereingang der Torschaltung 31 verbunden. Der Steuereingang der Torschal-tung 37 ist an einen Ausgang 26a der Ansteuerungsschaltung 26 angeschlossen. Somit zählt der Referenzzähler 38 diejenigen Ausgangsimpulse des Photoelektronen-Vervielfachers 20, deren Amplitude die Diskriminatorschwelle des Amplitudendiskriminators 36 übersteigt und die von der Torschaltung 37 durchgelassen werden. Die Diskriminatorschwelle des Amplitudendiskriminators 36 ist mit Hilfe eines Schwellenwertgebers 44 einstellbar. Diese Diskriminatorschwelle wird als Referenz-Schwellenwert Sr bezeichnet.

Die Torschaltung 37 ist normalerweise geschlossen und wird kurzzeitig durch Impulse geöffnet, die vom Ausgang 26a der Ansteuerungsschaltung 26 geliefert werden. Die Torschaltung 31 ist normalerweise offen, und sie wird durch jeden Ausgangsimpuls des Amplitudendiskriminators 36 kurzzeitig geschlossen.

Die Stufenausgänge des Referenzzählers 38 sind mit den Eingängen eines Registers 48 verbunden. Ein weiterer Ausgang 26b der Ansteuerungsschaltung 26 ist mit einem Rückstelleingang des Referenzzählers 38 und mit einem Auslöseeingang des Registers 48 verbunden. Wenn vom Ausgang 26b der Ansteuerungsschaltung 26 ein Impuls abgegeben wird, wird der Zählerstand des Referenzzählers 38 in das Register 48 übertragen und gleichzeitig der Referenzzähler 38 auf Null rückgestellt. Der gleiche Impuls kann auch an den Rückstelleingang des Messzählers 32 angelegt werden, wenn dieser die gleiche Zählperiode wie der Referenzzähler 38 haben soll.

Wenn angenommen wird, dass die in Fig. 2 dargestellten Impulse die vom Photoelektronen-Vervielfacher 20 abgegebenen Referenzimpulse sind, wird der Referenz-Schwellenwert Sr durch den Schwellenwertgeber 44 so eingestellt, dass er in dem Modulationsintervall zwischen der grössten Impulsamplitude Imax und der kleinsten Impulsamplitude Imjn der sägezahnmodulierten Impulse liegt. Dieser Referenz-Schwellenwert Sr liegt sehr viel höher als die Diskriminatorschwelle des Amplitudendiskriminators 30; er kann beispielsweise 4 V betragen. Aus Fig. 2 ist zu erkennen, dass dann in jeder Modulationsperiode Tm eine bestimmte Anzahl von Impulsen den Referenz-Schwellenwert Sr überschreitet, während die übrigen Impulse unter dem Referenz-Schwellenwert bleiben. Der Referenzzähler 38 zählt nur diejenigen Referenzimpulse, deren Amplitude den Referenz-Schwellenwert Sr überschreitet. Die Ansteuerungsschaltung 26 gibt am Ende jeder Modulationsperiode Tm am Ausgang 26b einen Impuls ab, der die Übertragung des Zählerstands des Referenzzähler 38 auf Null zurückstellt, so dass er in der nächsten Modulationsperiode wieder von vorn zu zählen beginnt. Somit steht am Ende jeder Modulationsperiode im Register 48 eine Zahl, welche die Anzahl der Referenzimpulse anzeigt, die in dieser Modulationsperiode den Referenz-Schwellenwert Sr überschritten. Diese Zahl ist ein Kriterium dafür, ob der Plastik-Szintillations-detektor 10 unverändert arbeitet. Wenn nämlich die von der Gammastrahlung erzeugten Lichtblitze infolge einer Trübung oder sonstigen Änderung des Plastik-Szintillators 14 abgeschwächt werden, oder wenn die Verstärkung des Photoelektro-nen-Vervielfachers 20 absinkt, wirken sich diese Erscheinungen in gleicher Weise auch auf die von der Leuchtdiode 24 erzeugten Lichtimpulse aus. Dadurch wird die Anzahl der Referenzimulse, welche den Referenz-Schwellenwert Sr überschreiten, kleiner, und demzufolge steht am Ende jeder Modulationsperiode TM eine kleinere Zahl im Register 48. Diese Wirkung kann zur Stabilisierung des Plastik-Szintillationsdetektors 10 benutzt werden.

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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Stabilisierung des Plastik-Szintillationsdetektors 10 dadurch, dass die Verstärkung des Photoelektronen-Vervielfa-chers 20 mit Hilfe eines Regelkreises, in welchem die Kontrollschaltung 28 liegt, so geregelt wird, dass die am Ende jeder Modulationsperiode Tm in das Register 48 eingebrachte Zahl auf einem konstanten Wert gehalten wird. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Registers 48 mit einem Spannungsregler 50 verbunden, der auf den Hochspannungserzeuger 52 des Photoelektronen-Vervielfachers einwirkt. Wenn die in das Register 48 eingebrachte Zahl unter den vorgegebenen Sollwert fällt, erhöht der Spannungsregler 50 die Hochspannung des Photoelektronen-Vervielfachers 20, bis die Anzahl der in jeder Modulationsperiode gezählten Referenzimpulse wieder den Sollwert erreicht. Dann haben die Referenzimpulse wieder die vorgeschriebene Amplitude in bezug auf den Referenz-Schwellenwert Sr. Die Alterungserscheinungen des Plastik-Szintillators 14 und/oder des Photoelektronen-Vervielfachers 20 sind dann durch eine erhöhte Verstärkung des Photoelektronen-Vervielfachers 20 kompensiert. Diese Kompensation wirkt sich in gleicher Weise auf die Szintillationsimpulse aus, so dass auch das von der Auswerteschaltung 22 gelieferte Messergebnis berichtigt ist.

Wenn der Spannungsregler 50 ein digitaler Spannungsregler ist, kann er das digitale Ausgangssignal des Registers 48 unmittelbar verwerten. Bei Verwendung eines Analog-Spannungsreg-lers wird ein geeigneter Digital-Analog-Wandler zwischen das' Register 48 und den Spannungsregler 50 eingefügt.

Anstatt auf die Hochspannung des Photoelektronen-Vervielfachers 20 einzuwirken, kann die Verstärkungsregelung auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise durch Veränderung des Verstärkungsfaktors eines dem Photoelektronen-Vervielfacher 20 nachgeschalteten Verstärkers oder durch Veränderung eines oder mehrerer der Spannungsteilerwiderstände des Pho-toelektronen-V ervielfachers.

Damit die zuvor beschriebene Stabilisierung des Plastik-Szintillationsdetektors mit Hilfe der Kontrollschaltung 28 richtig funktioniert, ist es wichtig, dass der Referenzzähler 38 nur auf die von den Lichtimpulsen der Leuchtdiode 24 stammenden Referenzimpulse anspricht, nicht dagegen auf die durch die Gammastrahlung erzeugten Szintillationsimpulse oder auf Störimpulse, wie sie insbesondere durch kosmische Strahlung erzeugt werden.

Zur Unterscheidung der Referenzimpulse von den Szintilla-tionsimpulsen und von Störimpulsen können verschiedene Kriterien ausgenutzt werden. Ein erstes Kriterium ist die Impulsamplitude. Wenn die Intensität der von der Leuchtdiode 24 emittierten Lichtimpulse so gross gewählt wird, dass sie immer über der Intensität der im Plastik-Szintillator 14 erzeugten Lichtblitze ist, kann der Referenz-Schwellenwert Sr des Amplitudendiskriminators 36 so hoch gelegt werden, dass alle Szintillationsimpulse vom Amplitudendiskriminator 36 unterdrückt werden. Diese Unterscheidungsmöglichkeit ist jedoch beträchtlichen Einschränkungen unterworfen, weil die Amplituden der Szintillationsimpulse in einem breiten Bereich schwanken. Ferner besteht immer die Möglichkeit des Auftretens von Störimpulsen, deren Amplitude den Referenz-Schwellenwert übersteigt.

Ein weiteres Kriterium zur Unterscheidung der Referenzimpulse von den Szintillationsimpulsen und von Störimpulsen ist die unterschiedliche Impulsdauer. Wie zuvor erwähnt wurde, liegt die Dauer der Szintillationsimpulse in der Grössenordnung von 10 ns, und auch die vorkommenden Störimpulse, insbesondere solche von grosser Amplitude, haben eine ähnlich kurze Dauer. Wenn die Dauer der von der Leuchtdiode 24 emittierten Lichtimpulse um Grössenordnungen länger gemacht wird, beispielsweise 200 ns, ist es möglich, die Referenzimpulse von den Szintillationsimpulsen und von Störimpulsen durch die unterschiedliche Impulsdauer zu unterscheiden. Zu diesem Zweck könnte dem Referenzzähler 38 ein Impulsdauer-Diskriminator vorgeschaltet werden. Eine einfachere Lösung besteht jedoch darin, für den Referenzzähler 38 einen Zähler zu verwenden, dessen Ansprechzeit so gross ist, dass er zwar auf die Referenzimpulse anspricht, nicht dagegen auf die kurzen Szintillationsimpulse und Störimpulse. Diese Bedingung wird insbesondere von CMOS-Zählern erfüllt.

Schliesslich ist es noch möglich, die Referenzimpulse aufgrund der Tatsache auszusondern, dass die Zeitpunkte ihres Auftretens genau bekannt sind. Diese Tatsache wird bei der Anordnung von Fig. 3 mit Hilfe der Torschaltung 37 ausgenutzt. Die Ansteuerungsschaltung 26 gibt am Ausgang 26a jedesmal dann einen Impuls ab, wenn die Leuchtdiode 24 zur Emission eines Lichtimpulses angeregt wird. Durch jeden dieser Impulse wird die Torschaltung 37 für die Zeitdauer geöffnet, in der ein Referenzimpuls empfangen werden kann. In den Pausen zwischen den Referenzimpulsen bleibt die Torschaltung 37 gesperrt, so dass Szintillationsimpulse und Störimpulse, selbst wenn sie vom Amplitudendiskriminator 36 übertragen werden, nicht zum Referenzzähler 38 gelangen können.

Wenn keine besonderen Massnahmen getroffen werden, werden ausser den Szintillationsimpulsen auch alle Referenzimpulse und Störimpulse von dem Messzähler 32 in der Auswerteschaltung 22 gezählt. Die Zählung der Referenzimpulse wäre unschädlich, da deren Anzahl genau bekannt ist und bei der Berechnung des Füllstands aus dem Zählerstand des Zählers 32 berücksichtigt werden kann. Dies gilt jedoch nicht für die Störimpulse, die unregelmässig auftreten. Um die Zählung solcher Störimpulse im Messzähler 32 zu verhindern, ist bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 zwischen den Amplitudendiskriminator 30 und den Messzähler 32 die Torschaltung 31 eingefügt, die durch jeden Ausgangsimpuls des Amplitudendiskriminators 36 gesperrt wird, so dass die Übertragung des entsprechenden Impulses vom Ausgang des Amplitudendiskriminators 30 zum Messzähler 32 verhindert wird. Dadurch wird die Zählung aller Impulse, deren Amplitude den Referenzschwellenwert Sr überschreitet, im Messzähler 32 verhindert. Dies sind im wesentlichen alle durch kosmische Strahlung erzeugten Impulse sowie ein Teil der Referenzimpulse. Diejenigen Referenzimpulse, deren Amplitude den Referenzschwellenwert Sr nicht erreicht, werden dagegen im Messzähler 32 gezählt. Infolge der beim Ausführungsbeispiel von Fig. 3 durchgeführten Regelung wird jedoch die Anzahl dieser gezählten Referenzimpulse stets auf dem gleichen konstanten Wert gehalten, so dass der vom Messzähler 32 in jeder Zählperiode gelieferte Zählwert entsprechend korrigiert werden kann.

Anstatt das durch die Zählung der Referenzimpulse in der Kontrollschaltung 28 erhaltene Messergebnis zur Regelung der Verstärkung des Photoelektronen-Vervielfachers zu verwenden, wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3, ist es auch möglich, dieses Ergebnis unmittelbar zur Korrektur des von der Auswerteschaltung 22 gelieferten Messergebnisses zu verwenden. Diese Möglichkeit bietet sich insbesondere dann an, wenn das Messergebnis, d.h. der Füllstand im Behälter 12, aus dem Zählerstand des Messzählers 32 durch einen Mikrocomputer berechnet wird. Fig. 4 zeigt eine Abänderung der Anordnung von Fig. 3, bei der von dieser Möglichkeit Gebrauch gemacht wird.

Die Bestandteile der Anordnung von Fig. 4 stimmen mit denjenigen der Anordnung von Fig. 3 bis zu den Eingängen des Messzählers 32 und des Referenzzählers 38 überein. Diese übereinstimmenden Schaltungsteile haben die gleichen Funktionen wie im Fall von Fig. 3 und werden daher nicht nochmals beschrieben. Es fehlt jedoch der Regelkreis mit dem Spannungsregler 52. Dem Messzähler 32 und dem Referenzzähler 38 ist jeweils ein Schieberegister 56 bzw. 58 nachgeschaltet, in das der Zählerstand des zugeordneten Zählers am Ende jeder Modulationsperiode aufgrund des vom Ausgang 26b der Ansteuerungsschaltung 26 abgegebenen Impulses parallel übertragen wird, während gleichzeitig der Zähler auf Null zurückgestellt wird.

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Anschliessend werden die Inhalte der beiden Schieberegister 56 und 58 seriell in einen Mikrocomputer 60 eingegeben, der daraus den Füllstand des Behälters 12 berechnet und auch die Korrektur der Messwerte durch das Zählergebnis des Referenzzählers vornimmt.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt keine Kompensation der Alterungserscheinungen des Plastik-Szintillators 14 und/oder des Photoelektronen-Vervielfachers 20, die zu einem Absinken der Impulsrate der gezählten Szintillationsimpulse führen. Infolge der Amplitudenmodulation der Referenzimpulse verringert sich jedoch die Anzahl der in jeder Modulationsperiode gezählten Referenzimpulse im gleichen Verhältnis, und diese Tatsache kann im Mikrocomputer 60 zur Korrektur des Messergebnisses benutzt werden. Die Modulation nach einer linearen Sägezahnfunktion ist in diesem Fall besonders vorteilhaft, weil dadurch die Änderung der Impulszahl der Verringerung der Impulsamplitude direkt proportional ist.

Es ist jedoch keineswegs zwängend erforderlich, eine lineare Sägezahnmodulation vorzunehmen. Die Amplitudenmodulation der Referenzimpulse kann auch nach einer nichtlinearen Funktion erfolgen. Dies kann beispielsweise günstig sein, wenn man bei der in Fig. 3 dargestellten Verstärkungsregelung eine besonders grosse Empfindlichkeit in der Umgebung des durch den Referenz-Schwellenwert Sr bestimmten Sollwerts erreichen will.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Ansteuerungsschaltung 26 für den Fall einer linearen Sägezahnmodulation, wobei die Sägezahnspannung digital erzeugt wird. Ferner bewirkt die Ansteuerungsschaltung von Fig. 5 eine Kompensation der Temperaturabhängigkeit der Leuchtdiode 24.

Zur Erzeugung der Sägezahnspannung dient ein Binärzähler 70 in Verbindung mit einem Digital-Analog-Wandler 71. Der Binärzähler 70 hat eine Zählkapazität von 210 = 1024, wofür zehn binäre Zählerstufen benötigt werden. Als Beispiel ist angenommen, dass ein Binärzähler mit einer grösseren Stufenzahl verwendet wird, beispielsweise ein 12stufiger CMOS-Zähler des Typs CD4040, bei welchem der Ausgang Qll der elften Stufe mit dem Rückstelleingang R verbunden ist, so dass der Binärzähler jeweils nach Erreichen des Zählerstands 1024 auf Null zurückgestellt wird und von vorn zu zählen beginnt. Der Ausgang Q11 kann zugleich den Ausgang 26b der Ansteuerungsschaltung bilden. Die Stufenausgänge Q1 . . . Q10 der zehn ersten Zählerstufen sind mit den entsprechenden Eingängen des Digital-Analog-Umsetzers 71 verbunden, der an seinem Ausgang 71a eine Spannung abgibt, die in jedem Zeitpunkt dem Zählerstand des Binärzählers 70 proportional ist.

Der Takteingang des Binärzählers 70 ist mit dem Ausgang eines Taktgebers 74 verbunden, der Taktimpulse mit einer Folgefrequenz von 64 Hz abgibt. Die Zählperiode des Binärzählers 70 beträgt somit 1024/64 = 16 s.

Am Ausgang 71a des Digital-Analog-Umsetzers 71 erscheint somit eine treppenförmig ansteigende Spannung, die jeweils nach 16 s auf Null zurückgeht und in jeder Periode von 16 s 1024 Treppenstufen gleicher Grösse aufweist. Diese Spannung kann somit näherungsweise einer Sägezahnspannung gleichgesetzt werden, die mit grosser Genauigkeit linear ansteigt.

Der Ausgang 71a des Digital-Analog-Umsetzers 71 ist mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 75 verbunden, der über einen Widerstand 78 an Masse liegt. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 75 empfängt den Spannungsabfall an einer Zenerdiode 76, die in Reihe mit einem Widerstand 77 zwischen der positiven Versorgungs-spannungsklemme + Ub und Masse angeschlossen ist. Im Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers 75 liegt ein Widerstand 79. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 75 liegt am nichtinvertierenden Eingang eines weiteren Operationsverstärkers 80 an, dessen Ausgang mit der Basis eines npn-Transistors 83 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 83 und der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 80

sind miteinander verbunden und über einen den Strom bestimmenden Widerstand 82 an Masse angeschlossen. Der Operationsverstärker 80 bildet zusammen mit dem Transistor 83 und dem Widerstand 82 eine spannungsgesteuerte Stromquelle bekannter Art.

Die Leuchtdiode 24 liegt parallel zur Emitter-Kollek-tor-Strecke eines pnp-Schalttransistors 84 im Lastkreis der spannungsgesteuerten Stromquelle zwischen der Spannungsklemme + Ub und dem Kollektor des Transistors 83. Die Bàsis des Transistors 84 ist über einen Widerstand 85, dem ein Kondensator 86 parallelgeschaltet ist, an den Ausgang eines Mono-flops 87 angeschlossen. Ein an den Ausgang des Taktgebers 74 angeschlossener Frequenzteiler 88 mit dem Teilerverhältnis 1 : 2 liefert Impulse mit einer Folgefrequenz von 32 Hz zum Auslöseeingang des Monoflops 87. Der Schalttransistor 84 ist normalerweise geöffnet. Wenn das Monoflop 87 durch einen Impuls des Frequenzteilers 88 ausgelöst wird, gibt es am Ausgang einen Impuls von 200 ns Dauer ab, der den Transistor 84 für diese Dauer sperrt. Der Ausgang des Frequenzteilers 88 kann zugleich den Ausgang 26a der Ansteuerungsschaltung bilden.

Die bisher beschriebene Schaltung ergibt die folgende Wirkungsweise:

Der Operationsverstärker 75 arbeitet als Differenzverstärker, der am Ausgang eine Spannung abgibt, die der Differenz zwischen der Klemmenspannung der Zenerdiode 76 und der Sä-gezahnausgangsspannung des Digital-Analog-Umsetzers 71 mit einem durch den internen Widerstand des Digital-Analog-Um-setzers 71 und den Rückkopplungswiderstand 79 bestimmten Verstärkungsfaktor entspricht. Diese Ausgangsspannung, die am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 80 anliegt, besteht somit aus einer Gleichspannung mit überlagerter Sägezahnkurve und hat den zeitlichen Verlauf der Hüllkurve der Impulse von Fig. 2. In dieser Spannung bestimmt die Klemmspannung der Zenerdiode 76 (beispielsweise 5 V) den Startpunkt jedes Sägezahns.

Die aus dem Operationsverstärker 80, dem Transistor 83 und dem Widerstand 82 bestehende spannungsgesteuerte Stromquelle erzwingt in dem Stromkreis, der von der Spannungsklemme + Ub über den normalerweise stromführenden Schalttransistor 84, den Transistor 83 und den Widerstand 82 nach Masse verläuft, einen der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 75 genau proportionalen Strom. Wenn der Schalttransistor 84 stromführend ist, ist die Leuchtdiode 24 praktisch kurzgeschlossen, so dass sie keinen Strom führt. Auf jeden vom Frequenzteiler 88 abgegebenen Impuls hin wird der Schalttransistor 84 gesperrt, so dass der von der spannungsgesteuerten Stromquelle erzwungene Strom über die Leuchtdiode 24 fliessen muss. Die Leuchtdiode 24 gibt somit Lichtimpulse mit einer Dauer von 200 ns und einer Folgeperiode von 32 Hz ab. Da die Intensität des von einer Leuchtdiode emittierten Lichtes dem über die Leuchtdiode fliessenden Strom proportional ist, ändert sich die Intensität der von der Leuchtdiode 24 abgegebenen Lichtimpulse als Funktion der Zeit proportional zu der am Eingang des Operationsverstärker 80 anliegenden Spannung. Die Intensität der Lichtimpulse ändert sich somit entsprechend dem Diagramm von Fig. 2.

Bekanntlich hängt die Intensität des von einer Leuchtdiode emittierten Lichtes nicht nur von dem über die Leuchtdiode fliessenden Strom ab, sondern auch von der Temperatur. In der Ansteuerungsschaltung von Fig. 5 sind zusätzliche Massnahmen zur Kompensation dieser Temperaturabhängigkeit der Leuchtdiode 24 getroffen.

Dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 75 wird über einen Widerstand 89 die Ausgangsspannung eines weiteren Operationsverstärkers 90 zugeführt, in dessen Rückkopplungskreis ein Widerstand 91 liegt. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 90 ist über einen Widerstand 92 mit dem Abgriff eines Spannungsteilers verbunden, der aus

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zwei Festwiderständen 93, 94 besteht und parallel zur Zenerdiode 76 geschaltet ist. Somit liegt am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 90 ein durch das Spannungsteilerverhältnis bestimmter fester Bruchteil der von der Zenerdiode 76 stabilisierten Spannung an. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 90 ist über einen Widerstand 95 mit dem Abgriff eines Spannungsteilers verbunden, der ebenfalls parallel zur Zenerdiode 76 geschaltet ist.

Dieser Spannungsteiler besteht aus einem Festwiderstand 96 und einem temperaturabhängigen Widerstand 97, beispielsweise vom Typ PT100. Somit gibt der Operationsverstärker 90 eine Spannung ab, die von der Umgebungstemperatur abhängt. Diese Spannung wird durch den Operationsverstärker 75 der zuvor erläuterten sägezahnförmigen Modulationsspannung überlagert. Die Spannungsteilerverhältnisse der Spannungsteiler 93, 94 und 96, 97 sowie der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 90 sind so bemessen, dass diese temperaturabhängige Spannung den über die Leuchtdiode 24 fliessenden Strom so beeinflusst, dass dadurch die Temperaturabhängigkeit der Leuchtdiode 24 gerade kompensiert wird.

Wenn zur Überwachung eines Raumes mit grosser Längsausdehnung, beispielsweise bei der Messung des Füllstands von hohen Behältern, ein einziger Plastik-Szintillator von entsprechend grosser Länge verwendet wird, werden sowohl die Szintillations-Lichtblitze, die an dem dem Photoelektronen-Vervielfacher abgewandten Ende des Szintillators erzeugt werden, als auch die zur Stabilisierung verwendeten Lichtimpulse beim Durchgang durch den langen Szintillator sehr geschwächt, bevor sie auf den Photoelektronen-Vervielfacher auftreffen. Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Füllstandsmessanordnung von Fig. 1, bei welcher dieser Nachteil dadurch vermieden wird, dass zwei Plastik-Szintillationsdetektoren 10a und 10b verwendet werden, von denen jeder aus einem Plastik-Szintillator 14a bzw. 14b und einem Photoelektronen-Ver vielfacher 20a bzw. 20b besteht. Die Plastik-Szintillatoren 14a, 14b sind gleichachsig zueinander so angeordnet, dass ihre den Photoelektronen-Vervielfachern 20a, 20b entgegengesetzten Stirnflächen 15a, 15b einander zugewandt sind und in möglichst geringem Abstand voneinander liegen oder sogar einander berühren. Damit kein Licht aus dem einen Plastik-Szintillator in den anderen übertreten kann, sind die einander zugewandten Stirnflächen 15a, 15b verspiegelt.

Jedem Plastik-Szintillationsdetektor 10a, 10b ist eine eigene Auswerteschaltung 22a, 22b, eine eigene Kontrollschaltung 28a, 28b, eine eigene Referenz-Lichtquelle 24a, 24b und eine zugehörige Ansteuerungsschaltung 26a, 26b zugeordnet. In Fig. 6 ist angenommen, dass die Ausgangssignale der Kontrollschaltungen 28a, 28b zur Korrektur der von den Auswerteschaltungen 22a, 22b gelieferten Messergebnisse verwendet werden, wie im Fall von Fig. 4. Zu diesem Zweck werden die Ausgangssignale der Auswerteschaltungen 22a, 22b und der Kontrollschaltungen 28a, 28b von einem gemeinsamen Mikrocomputer 60 verarbeitet. Die in Fig. 6 dargestellte Verwendung von zwei Plastik-Szintillationsdetektoren 10a, 10b lässt sich jedoch auch dann anwenden, wenn gemäss dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 die Stabilisierung durch Verstärkungsregelung erfolgt. In diesem Fall, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wirkt der Ausgang der Kontrollschaltung 28a über einen zugeordneten Regelkreis auf die Verstärkung des Photoelektronen-Vervielfa-

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chers 20a ein, und der Ausgang der Kontrollschaltung 28b wirkt über einen zweiten Regelkreis auf die Verstärkung des Photoelektronen-Vervielfachers 20b ein.

Die Auswerteschaltungen 22a, 22b und die Kontrollschaltungen 28a, 28b können in der zuvor anhand der Figuren 3 und 4 erläuterten Weise ausgebildet sein.

Es ist auch möglich, mehrere Gammastrahlenquellen auf verschiedenen Höhen am Behälter anzuordnen. Als Beispiel ist in Fig. 6 eine zusätzliche Gammastrahlenquelle 16a auf halber Höhe angebracht.

Damit für die Füllstandmessung kein toter Raum besteht, ist es erwünscht, die Stirnflächen 15a, 15b der Plastik-Szintillatoren 14a, 14b in möglichst geringem Abstand voneinander anzuordnen. Es wäre daher ungünstig, die Referenz-Lichtquellen 24a, 24b, beispielsweise Leuchtdioden, wie im Fall von Fig. 1 unmittelbar an diesen Stirnflächen anzuordnen. Um dies zu vermeiden, werden bei der Anordnung von Fig. 6 die von den Referenz-Lichtquellen 24a, 24b erzeugten Lichtimpulse über Lichtwellenleiter 25a bzw. 25b zu den Plastik-Szintillatoren übertragen.

In den Figuren 7 und 8 sind verschiedene Möglichkeiten der Verbindung der Lichtwellenleiter 25a, 25b mit den Plastik-Szintillatoren 14a, 14b dargestellt.

Bei der Ausführungsform von Fig. 7 sind die Enden der Lichtwellenleiter 25a, 25b an den verspiegelten Stirnflächen 15a, 15b der Plastik-Szintillatoren 14a, 14b angeklebt, so dass die Referenz-Lichtimpulse von der Stirnfläche her axial in die Plastik-Szintillatoren eingekoppelt werden. Diese Massnahme ergibt jedoch noch ein, wenn auch sehr geringes, Totvolumen zwischen den beiden Plastik-Szintillatoren.

Wie Fig. 8 zeigt, ist es jedoch auch möglich, die Lichtimpulse von den Seitenflächen her in die Plastik-Szintillatoren einzu-koppeln. Die verspiegelten Stirnflächen 15a, 15b können dann unmittelbar aneinander anliegen, so dass das Totvolumen auf die Dicke der beiden Verspiegelungen beschränkt ist, die sehr klein ist (z.B. 20 um).

Für die Verbindung der beiden Lichtleiter mit den Seitenflächen der Plastik-Szintillatoren sind in Fig. 8 zwei Beispiele dargestellt, die wahlweise angewendet werden können. Der Lichtleiter 25a ist an der Seitenfläche des Plastik-Szintillators 14a angeklebt, während der Lichtleiter 25b mittels einer Kunststoffklemme 27 so befestigt ist, dass seine Endfläche an die Seitenfläche des Plastik-Szintillators 14b angepresst ist.

In beiden Fällen werden die aus den Lichtleitern 25a, 25b in die Plastik-Szintillatoren 14a, 14b eingekoppelten Lichtimpulse durch Reflexion an den verspiegelten Stirnflächen 15a, 15b und durch Totalreflexionen an den Seitenflächen der Plastik-Szintil-latoren 14a, 14b zu den an den entgegengestzten Enden befindlichen Photoelektronen-Vervielfachern übertragen.

Die Stabilisierung mittels amplitudenmodulierter Referenz-Lichtimpulse ist zuvor am Beispiel von Plastik-Szintillations-detektoren beschrieben worden, für die sie besonders vorteilhaft ist, weil auf diese Weise auch die Alterungserscheinungen oder andere die Lichtübertragung beeinflussenden Änderungen der Plastik-Szintillatoren mitstabilisiert werden. Es ist jedoch offensichtlich, dass diese Art der Stabilisierung auch bei anderen Arten von Szintillationsdetektoren anwendbar ist, beispielsweise bei Kristall- oder Flüssigkeits-Szintillationsdetekto-ren.

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7 Blätter Zeichnungen

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mm PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur automatischen Stabilisierung des von einem Szintillationsdetektor, insbesondere einem Plastik-Szin-tillationsdetektor, gelieferten Messergebnisses, mit Hilfe einer impulsweise betriebenen Lichtquelle, deren Lichtimpulse von dem photoelektrischen Wandler des Szintillationsdetektors aufgefangen werden, wobei der photoelektrische Wandler beim Empfang jedes Lichtimpulses am Ausgang einen elektrischen Referenzimpuls abgibt, und mit Hilfe einer Kontrollschaltung, die auf die Referenzimpulse anspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Lichtimpulse nach einer vorgegebenen periodischen Funktion moduliert wird, und dass in jeder Modulationsperiode die Anzahl der Referenzimpulse, deren Amplitude einen im Modulationsintervall liegenden vorgegebenen Refe-renz-Schwellenwert übersteigt, ermittelt und zur Stabilisierung verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Lichtimpulse nach einer Sägezahnfunktion moduliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Plastik-Szintillationsdetektor die modulierten Lichtimpulse durch den Plastik-Szintillator hindurch zu dem photoelektrischen Wandler übertragen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung des photoelektrischen Wandlers bzw. seines Ausgangskreises in Abhängigkeit von der ermittelten Impulszahl im Sinne einer Aufrechterhaltung einer Impulszahl geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Impulszahl zur Korrektur des Messergebnisses des Szintillationsdetektors verwendet wird.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem Szintillationsdetektor, mit einem Szintillator, in welchem durch eine einfallende ionisierende Strahlung Lichtblitze erzeugt werden, einem photoelektrischen Wandler, der so angeordnet ist, dass er die im Szintillator erzeugten Lichtblitze empfängt und in elektrische Ausgangssignale umwandelt, einer an den Ausgang des photoelektrischen Wandlers angeschlossenen Auswerteschaltung für die aufgrund der Lichtblitze erzeugten Ausgangssignale des photoelektrischen Wandlers, mit einer impulsweise betriebenen Lichtquelle, die so angeordnet ist, dass die von ihr erzeugten Lichtimpulse von dem photoelektrischen Wandler aufgefangen werden, der beim Empfang jedes Lichtimpulses am Ausgang einen elektrischen Referenzimpuls abgibt, und mit einer an den Ausgang des photoelektrischen Wandlers angeschlossenen Kontroll-schaltung, die auf die Referenzimpulse anspricht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuerungsschaltung für die Lichtquelle vorgesehen ist, welche die Intensität der Lichtimpulse nach einer vorgegebenen periodischen Funktion moduliert, und dass die Kontrollschaltung einen Referenzzähler enthält, der in jeder Modulationsperiode die Referenzimpulse zählt, deren Amplitude einen im Modulationsintervall liegenden vorgegebenen Referenz-Schwellenwert übersteigt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Referenzzähler ein Amplitudendiskriminator vorgeschaltet ist, der nur Impulse mit einer den Referenz-Schwellen-wert übersteigenden Amplitude zum Referenzzähler durchlässt.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollschaltung durch die Ansteuerungsschaltung nur während der Aussendung jedes Lichtimpulses aktiviert wird.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Referenzzähler eine Torschaltung vorgeschaltet ist, die durch die Ansteuerungsschaltung nur während der Aussendung jedes Lichtimpulses geöffnet wird.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Lichtimpulse grösser als die Dauer der Szintillations-Lichtblitze ist und dass die Kontrollschaltung einen Impulsdauer-Diskriminator enthält.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzzähler ein Zähler verwendet wird, dessen Ansprechzeit so gross ist, dass er auf Impulse mit der Dauer der Lichtimpulse anspricht, dagegen auf Impulse mit der Dauer der Szintillations-Lichtblitze nicht anspricht.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzzähler ein CMOS-Zähler ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung eine Einrichtung zur Unterdrückung von Störimpulsen enthält.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungsschaltung einen Sägezahngenerator enthält, dessen Ausgangssignal für die Modulation der Intensität der Lichtimpulse verwendet wird.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sägezahngenerator durch einen von einem Taktgeber angesteuerten Zähler mit nachgeschaltetem Digital-Ana-log-Umsetzer gebildet ist.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Leuchtdiode ist.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode im Lastkreis einer durch die Modulationsspannung gesteuerten Stromquelle liegt und dass der Leuchtdiode ein Schalter parallelgeschaltet ist, der für die Aussendung jedes Lichtimpulses gesperrt wird.

18. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungsschaltung eine temperaturabhängige Schaltung zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit der Leuchtdiode enthält.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollschaltung in einem Verstärkungsregelkreis liegt, der die Verstärkung des photoelektrischen Wandlers im Sinne einer Konstanthaltung der vom Referenzzähler in jeder Modulationsperiode gezählten Impulse regelt.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das der ermittelten Impulszahl entsprechende Ausgangssignal der Kontrollschaltung der Auswerteschaltung zur Korrektur des Messergebnisses zuführbar ist.

21. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines Plastik-Szin-tillators die Lichtquelle so angeordnet ist, dass die Lichtimpulse durch den Plastik-Szintillator hindurch zu dem photoelektrischen Wandler übertragbar sind.

22. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, das zwei Plastik-Szintillatoren vorgesehen sind, die an den einander zugewandten Stirnflächen verspiegelt sind und an den entgegengesetzten Stirnflächen jeweils mit einem photoelektrischen Wandler verbunden sind, und dass die modulierten Lichtimpulse über Lichtleiter an dem vom photoelektrischen Wandler abgewandten Ende jedes Plastik-Szintillators in diesen ein-koppelbar sind.

23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastik-Szintillatoren mit ihren verspiegelten Stirnflächen unmittelbar aneinanderstossen und dass die Enden der Lichtleiter mit den Seitenflächen der Plastik-Szintillatoren verbunden sind.