CS240714B1 - Zapojení pro teplotní kompenzaci detektoru záření obsahující Geiger-Miillerův počítač - Google Patents

Abstract

Účelem je vyřešit zapojení pro teplotní kompenzaci teplotní závislosti Geiger-MUl- lerova počítače, použitého jako detektor ionizujícího záření. Tohoto cíle je dosaženo tím, že za Geiger- -Múllerův počítač je připojen monostabilní klopný obvod, ikterý má jeden z členů, spo- luurčující šířku impulsů teplotně závislý prvek, např. termistor. Impulsy z Geiger-Múllerova počítače spouští monostabilní klopný obvod. Šířka jeho impulsů se však mění v. závislosti na teplotě, tím se mění i četnost přenášených impulsů, a to tak, že kompenzuje změnu četnosti způsobenou teplotní závislostí Geiger-Múllerova počítače. Zapojení lze využít v přístrojích pro měření objemové vlhkosti, hmotnosti nebo popelnatosti uhlí, založené na principu měření intenzity ionizujícího záření, kde se jako detektor používá Geiger-Můllerův počítač.

Description

Vynález se týká zapojení pro teplotní kom·;, penzaci detektoru ionizujícího záření obsahujícího Geiger-Můllerův počítač.

Geiger-Mullerův počítač včetně vhodných elektronických obvodů tvoří v praxi konstrukční jednotku, zvanou sonda. Sonda ve' spojení s vhodným převodníkem a příslušným zdrojem radioizotopového záření představuje v průmyslové praxi komplex, měřící např. kontinuálně objemovou hmotnost látek tekoucích v potrubí, nebo mohou' měřit popelnatost uhlí na dopravníku nebo v laboratořích.

Měření je založeno na principu detekce ionizujícího záření, které se sondou převádí na četnost impulsů. Změny ionizujícího záření, vyvolané změnou měřené fyzikální veličiny, způsobují pak na výstupu sondy změnu četnosti elektrických impulsů, kterou připojený převodník vyhodnocuje tak, že jeho výstupní údaj značí přímo měřenou fyzikální veličinu.

Sonda sama bývá často vystavena teplotním změnám, které mohou výrazně a negativně ovlivňovat měření. Je-li jako detektor v sondě Geiger-Mullerův počítač, lze obtížně kompenzovat negativní vliv změny teploty okolí.

Vliv teplotních změn lze vyloučit tím, že celou sondu vyhříváme na nejvyšší teplotu, která v praxi přichází v úvahu, např. 40 °C. Vyhřívací odpory se umístí např. uvnitř, sondy, elektronicky se pak udržuje vnitřní teplota sondy na konstantní hodnotě, bez ohledu na teplotu okolí. Ač je pato metoda z hlediska účelu nejlepší, téměř se nepoužívá, neboť komplikuje konstrukci sondy i převodníku, má za následek zvětšení rozměrů sondy a zvýšení elektrického příkonu.

Prakticky používáné zapojení pro teplotní kompenzaci sondy s Geiger-Můllerovým počítačem je zapojení odporového děliče' obvodu, přičemž vhodná větev děliče je tvořena termistorem. Se změnou okolní teploty se vlivem termistoru mění dělicí poměr odporového děliče.

Využívá, se skutečnosti, že za řádným impulsem na výstupu Geiger-Můllerova počítače se vlivem působení mrtvé doby může vyskytovat další impuls o menší amplitudě.

V důsledku měnícího se dělicího poměru mění se v malé míře i počet impulsů o menší amplitudě, které projdou děličem. Nestejnost amplitud je odstraněna následujícím obvodem. Praxe ukazuje, že zapojení s odporovým děličem a termistorem v jedné větvi funguje značně nespolehlivě. Nastavení se provádí zkusmo, což je velmi zdlouhavé, účinnost je malá a značně se mění např. se změnou napájecího napětí.

Nevýhody popsaných zapojení se nevyskytují v zapojení pro teplotní kompenzaci detektoru ionizujícího záření obsahujícího Geiger-Miillerův počítač podle vynálezu, u něhož za Geiger-Miillerův počítač je připojen monostabilní klopný obvod, jehož jeden člen, spoluurčující délku impulsu monosta4 bilního· klopného obvodu, je teplotně závislý prvek.

Výhodou zapojení podle vynálezu je mož·» nost nastavit s použitím jednoduchého výpočtu potřebnou velikost teplotní kompenzace podle požadavku na danou četnost nebo rozpětí četností, přičemž zapojení je prostorově i ekonomicky nenáročné.

Zapojení pro teplotní kompenzaci detektoru záření s Geiger-Můllerovým počítačem je znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 znázorňuje blokové schéma zapojení, obr. 2 příklad jednoduchého zapojení, obsahující konkrétní zapojení Geiger-Mullerova počítače s klasickým monostabilním klopným obvodem, obr. 3 uvádí Časový sled impulsů v některých bodech zapojení podle obr. 2 a obr. 4 představuje soustavu odporů a termistoru, určenou k přesnému stavení stupně kompenzace.

Na obr. 1 je blokové zapojení pro tepelhou kompenzaci detektoru ionizujícího záření s Geiger-Můllerovým počítačem 1, ke kterému je připojen monostabilní klopný obvod 2, jehož jeden člen spoluvytvářející délku pulsu, je teplotně závislý prvek 3. Na Geiger-Můllerův počítač 1 dopadá ionizační záření 4.

Funkce obvodu bude vysvětlena podle obrázku 2. Monostabilní klopný obvod 2 z obrázku 1 je zde tvořen tranzistory 13 a 16, odpory 8, 10 a 11, termistorem 3 a kondenzátory 12 a 13. Odpory S a 7 jsou zatěžovacími odpory Geiger-Můllerova počítače 1. Svorky 13, 14 a 18 slouží k napájení obvodu. Kladné impulsy z katody Geiger-Můllerova počítače přicházejí přes kondenzátor 12 na bázi tranzistoru 13, čímž spouští monostabilní klopný obvod. V něm se vytvářj impulsy, které lze odebírat na výstupu *19.

Délka impulsu je přibližně určena známým vztahem T = 0,7 R C, kde R je hodnota qdporu termistoru 3 a C je hodnota kondanzátoru 13. Impulsy z Geígeř-Můllóróya počítače 1 Jsou vzhledem k sťácloňářňímiř charakteru ionizačního záření nepravidelně rozloženy. Při zvolené Šířce' impulsů mpnóstabilního klopného obvodu 2 se těsně, sousedící impulsy nemohou uplatnit,“ protože klopný obvod 2 je ještě spuštěn. '

Při vzrůstu teploty klesá počet impulsů, z Geiger-Můllerova počítače' i,’ jde ó 'jeho negativní vlastnost, kterou právě chceme kompenzovat. Současnavšak klesá odpor termistoru 3, což způsobuje zkracování impulsů v některých bodech zapojení je znázorněn na obr. 3,'kde’křivka 2i znázorňuje sled impulsů na výstupu e.eigeř-Mttíleifó-. va počítače i, křivka 22 zňážóřňujě' sled impulsů na výstupu 19 při teplotě okolí 20 stupňů G a křivka 23 znázorňuje sled těchto impulsů při teplotě 50 ^CC. Je zřejmé, že při vyšší teplotě se zkrátí délka Impulsů na výstupu 19 inonostabilního klopného obvodu.

V důsledku toho stoupne jejich četnost,

2,4,9.714 protože přestanou být zakrývány některé impulsy, které byly v těsné blízkosti impulsu sousedního. Touto stoupající četností se kompenzuje klesající počet impulsů Geiger-Můllerova počítače 1.

S výhodou lze termistor 3 z obr. 2 nahradit sérioparalelní kombinací odporů 17 a 18 a termistoru 3, jak je znázorněno na obr. 4. Velikost kompenzace se nastavuje změnou odporů 17 a 18, přičemž velikost termistoru je konstantní. Výsledná hodnota popsané sestavy se tak při nastavování stupně kompenzace nemění, avšak vliv termistoru se posiluje nebo zeslabuje.

Vynález lze použít v přístrojích, pracujících na principu měření ionizačního záření,. které, obsahují jako detektor Geiger-Mftllerův počítač, jako jsou objemové hustoměry, vlhkoměry, měřiče popelnatosti uhl|í apod.

Claims (2)

1. Zapojení pro teplotní kompenzaci detektoru záření obsahující Geiger-Mullerův počítač, vyznačující se tím, že za Geiger-Mullerův počítač (1) je připojen monostabilní klopný obvod (2), jehož jeden člen,

VYNÁLEZU spoluurčující délku impulsu, je teplotně závislý prvek (3).

2. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že teplotně závislý prvek [3] je termistor.