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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Messgerät zum Messen von ionisierender Strahlung.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Messgerät zum Messen von ionisierender Strahlung, die eine möglichst genaue und zuverlässige Messung ermöglichen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Messen von ionisierender Strahlung.
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Das Verfahren weist folgende Schritte auf.
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Es wird zunächst herkömmlich mittels eines geeigneten Sensors/Detektors, eines analogen Verstärkers, usw. ein analoges Signal erzeugt, das von der ionisierenden Strahlung abhängt. Insoweit sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
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Das analoge Signal wird zum Erzeugen einer zeitlichen Folge von digitalen Signalwerten fortlaufend abgetastet und A/D-gewandelt, wobei ein digitaler Signalwert beispielsweise eine Auflösung von 8 Bit, 16 Bit, 24 Bit oder 32 Bit aufweisen kann.
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Ein jeweils aktueller digitaler Signalwert und eine vorgegebene erste Anzahl von zeitlich vorangegangenen digitalen Signalwerten werden beispielsweise FIFO-basiert gespeichert. Es sind folglich immer der aktuelle digitale Signalwert und die vorgegebene erste Anzahl von zeitlich vorangegangenen digitalen Signalwerten im Speicher gespeichert.
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Die gespeicherten digitalen Signalwerte werden zum Auffinden eines oder mehrerer vorgegebener digitaler Signalverläufe bzw. Muster analysiert. Mit anderen Worten wird analysiert, ob ein vorgegebener digitaler Signalverlauf ein oder mehrmals in den gespeicherten digitalen Signalwerten vorkommt. Bei der Analyse, ob ein vorgegebener digitaler Signalverlauf in den gespeicherten digitalen Signalwerten vorkommt, können verschiedene mathematische Verfahren verwendet werden, beispielsweise Regressions- bzw. Fitting-Verfahren. Es ist nicht notwendig, dass der vorgegebene digitale Signalverlauf in den gespeicherten digitalen Signalwerten numerisch exakt vorkommt. Es genügt, dass ein vorgegebenes Ähnlichkeitskriterium erfüllt ist. Im Übrigen sei auch auf die einschlägige, insbesondere mathematische, Fachliteratur verwiesen.
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Eine Messgröße betreffend die ionisierende Strahlung wird in Abhängigkeit von dem Analysieren der gespeicherten digitalen Signalwerte bestimmt.
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Gemäß einer Ausführungsform entspricht der vorgegebene digitale Signalverlauf einem Impuls in digitaler Darstellung. Der Impuls bzw. die entsprechenden digitalen Signalwerte weist/weisen hierbei typisch einen zeitlichen Verlauf auf, wie er durch die ionisierende Strahlung bzw. ein entsprechendes Teilchen der ionisierenden Strahlung im Sensor/Detektor verursacht wird. Es können mehrere vorgegebene Signalverläufe hinterlegt sein, die verschiedenen Arten von ionisierender Strahlung entsprechen. Die gespeicherten digitalen Signalwerte werden dann zum Auffinden sämtlicher vorgegebener digitalen Signalverlaufe analysiert.
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Ein Impuls kann beispielsweise dann ermittelt werden, wenn mindestens eine bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden digitalen Signalwerten, beispielsweise mindestens 5 aufeinanderfolgende digitale Signalwerte, über einer vorgegebenen Schwelle liegen, beispielsweise größer sind als 2 % des zur Verfügung stehenden Wertebereichs bzw. Dynamikbereichs. Ein Impulsbeginn kann beispielsweise dann ermittelt werden, wenn ein digitaler Signalwert über der vorgegebenen Schwelle liegt und ein Impulsende kann beispielsweise dann ermittelt werden, wenn ein darauf folgender digitaler Signalwert unter der vorgegebenen Schwelle liegt.
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Gemäß einer Ausführungsform wird, sobald ein oder mehrere Impulse in digitaler Darstellung in den gespeicherten digitalen Signalwerten aufgefunden werden, eine Impulsanstiegszeit eines jeweils ermittelten Impulses bestimmt, wobei die Messgröße in Abhängigkeit von der bestimmten Anstiegszeit eines jeweils ermittelten Impulses bestimmt wird. Die Anstiegszeit kann beispielsweise eine Zeitdifferenz zwischen Erreichen von 10 % und 90 % der Impulshöhe sein
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Gemäß einer Ausführungsform wird, sobald ein oder mehrere Impulse in digitaler Darstellung in den gespeicherten digitalen Signalwerten aufgefunden werden, eine Impulshöhe eines jeweils ermittelten Impulses, und/oder eine Impulsdauer eines jeweils ermittelten Impulses und/oder ein zeitliches Integral über einen jeweils ermittelten Impuls bestimmt, wobei die Messgröße in Abhängigkeit von der bestimmten Impulshöhe, und/oder der bestimmten Impulsdauer, und/oder dem bestimmten zeitlichen Integral eines jeweils ermittelten Impulses bestimmt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein aufgefundener Impuls nur dann zum Bestimmen der Messgröße berücksichtigt, wenn er vorgegebenen Kriterien für Impulsform und Impulshöhe gleichzeitig genügt. Auf diese Weise können die Messgröße verfälschende Impulse, beispielsweise aufgrund von Hintergrundstrahlung, EMV-Störungen, usw., unterdrückt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird basierend auf der Impulsanstiegszeit eines jeweils aufgefundenen Impulses bestimmt, ob der Impuls durch Tritium oder durch Umgebungsstrahlung hervorgerufen wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise auch zur Messung von Tritium in Luft verwendet werden. Eine Unterscheidung zwischen Impulsen, die durch Tritium hervorgerufen werden, und Impulsen, die durch die Umgebungsstrahlung hervorgerufenen werden, kann basierend auf einer Anstiegszeit der aufgefundenen Impulse erfolgen. Die Anstiegszeit von Tritium-Impulsen ist nämlich kürzer als die Anstiegszeit der durch die Umgebungsstrahlung hervorgerufenen Impulse. Impulse mit kürzerer bzw. Tritium entsprechender Anstiegszeit können folglich Tritium zugeordnet werden und Impulse mit längerer Anstiegszeit können der Umgebungsstrahlung zugeordnet werden. Vorteilhaft kombiniert werden kann dies mit der Pulshöhenanalyse, d.h. Impulse mit gleicher Anstiegszeit aber unterschiedlicher Impulshöhe zu Tritium werden verworfen. („Mitmessung der Pulshöhe“). Das kann auch zur Unterdrückung von EMV-Störungen angewendet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird, sobald ein oder mehrere Impulse in digitaler Darstellung in den gespeicherten digitalen Signalwerten aufgefunden werden, basierend auf den ermittelten Impulsen eine Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit, d.h. eine Zählrate der Impulse, berechnet, wobei die Messgröße der ionisierenden Strahlung in Abhängigkeit von der Zählrate bestimmt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das analoge Signal mit einer Abtastrate von mindestens 500 MHz abgetastet.
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Gemäß einer Ausführungsform liegt die erste Anzahl in einem Bereich zwischen 500.000 und 10.000.000.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein gleitender Mittelwert aus dem jeweils aktuellen digitalen Signalwert und einer vorgegebenen zweiten Anzahl von zeitlich vorangegangenen digitalen Signalwerten gebildet und die Messgröße betreffend die ionisierende Strahlung in Abhängigkeit von dem gebildeten gleitenden Mittelwert bestimmt.
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Gemäß einer Ausführungsform liegt die zweite Anzahl in einem Bereich zwischen 10.000 und 1.000.000.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Messgröße eine durch die ionisierende Strahlung bewirkte Dosisleistung.
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Das Messgerät dient zum Messen von ionisierender Strahlung und ist bevorzugt zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet.
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Das Messgerät weist einen herkömmlichen Sensor/Detektor zum Erzeugen eines analogen Signals auf, das von der ionisierenden Strahlung abhängt.
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Der Sensor kann beispielsweise ein gasgefüllter Detektor, ein Szintillator mit nachgeschaltetem Photomultiplier oder Silicon Photomultiplier (SiPM), ein Halbleiterdetektor usw. sein. Insoweit sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
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Das Messgerät weist weiter einen herkömmlichen A/D-Wandler zum fortlaufenden Abtasten und A/D-Wandeln des analogen Signals zum Erzeugen einer zeitlichen Folge von digitalen Signalwerten auf. Insoweit sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
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Das Messgerät weist weiter einen Speicher, beispielsweise einen FIFO-Speicher, zum Speichern eines jeweils aktuellen digitalen Signalwerts und einer vorgegebenen ersten Anzahl von zeitlich vorangegangenen digitalen Signalwerten auf.
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Das Messgerät weist weiter eine digitale Signalverarbeitungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist: die gespeicherten digitalen Signalwerte zum Auffinden eines vorgegebenen digitalen Signalverlaufs zu analysieren und eine Messgröße in Abhängigkeit von dem Analysieren der gespeicherten digitalen Signalwerte zu bestimmen.
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Die Erfindung basiert auf einer universellen digitalen Signalverarbeitung für Detektoren für ionisierende Strahlung, beispielsweise im Betrieb als Proportionalzählrohre und Ionisationskammern.
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Es kann beispielsweise ein mittlerer Strom, eine Impulshöhe und eine Impulsanstiegszeit von durch die ionisierende Strahlung erzeugten (Strom-) Impulsen und deren Häufigkeit in der digitalen Signalverarbeitungseinheit zur Berechnung der Messgröße ausgewertet werden.
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Das vom Sensor bzw. Detektor erzeugte analoge Signal wird typisch in sehr kurzen Zeitintervallen digitalisiert und einer Strom- bzw. Impulsverarbeitung zugeführt. Die digitale Information wird beispielsweise in einen FIFO-Speicher übertragen. Das Abtastintervall beträgt typischerweise 10 bis 30 ns, die Auflösung beträgt typischerweise 16 Bit. Die Speicherlänge des FIFO kann typischerweise 100.000 Abtast-Zyklen oder mehr umfassen.
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Sensoren bzw. Detektoren in Form von gasgefüllten Zählrohren können in verschiedenen Betriebsarten, nachfolgend als B1-B5 bezeichnet, betrieben werden.
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Die Betriebsart B1 ist die so genannte Ionisationskammer mit Gasverstärkung (auch als Proportionalzählrohr mit Strommessung bezeichnet).
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Die Betriebsart B2 ist die Ionisationskammer ohne Gasverstärkung.
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Die Betriebsart B3 ist das Proportionalzählrohr mit einem Betrieb mit Integraldiskriminator und Normimpulsausgang.
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Die Betriebsart B3 betrifft eine Hochspannungseinstellung im Plateau.
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Die Betriebsart B4 ist das Proportionalzählrohr mit Impulshöhenmessung.
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Die Betriebsart B5 ist das Proportionalzählrohr mit Pulse-Shape-Discrimination (Anstiegszeitbestimmung).
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Alle Betriebsarten B1 bis B5 können basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden.
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Folgende Informationen können beispielsweise aus der gespeicherten digitalen Folge von Signalwerten bzw. Stromwerten in Quasi-Echtzeit abgeleitet werden.
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Zur Auswertung wird beispielsweise zyklisch eine Kopie des FIFO-Speichers in einen Arbeitsspeicher der digitalen Signalverarbeitungseinheit zur Auswertung der Signalwerte bzw. Daten geladen. Alle Betriebsarten B1 bis B5 basieren auf denselben vom FIFO-Speicher in den Arbeitsspeicher übertragenen Daten, die Betriebsart B1 bis B5 wird also allein durch die jeweilige Auswerteart der Signalwerte bzw. Daten bestimmt.
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Zu den Betriebsarten BI und B2 (Strommessung).
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Der Mittelwert entspricht einem mittleren Strom. Damit kann eine ausreichende statistische Genauigkeit erzielt werden. Der Mittelwert bzw. der ermittelte Strom kann zum Beispiel durch einen geeigneten Faktor zur Berechnung der zu messenden Dosisleistung genutzt werden. Ebenso kann bei Überschreitung/Unterschreitung von festgelegten Mittelwerten bzw. Stromschwellen eine Umschaltung von B1 in B2 und umgekehrt durchgeführt werden.
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Bei einer Speichertiefe des Speichers von 100.000 Werten und 20 ns Abtastzeit sind im Speicher Daten der jeweils letzten 2 ms gespeichert. Zur Auswertung werden diese Daten in den Arbeitsspeicher der Signalverarbeitungseinheit kopiert. In den nächsten 2ms werden diese Daten ausgewertet. Danach werden sie durch den nächsten Datensatz aus dem Speicher ersetzt. Während eines jeweiligen Auswerteintervalls von 2 ms wird der Inhalt aller Speicherzellen aufsummiert. Dies entspricht der in dieser Zeit im Sensor/Detektor durch die ionisierende Strahlung erzeugten akkumulierten Ladung. Dividiert man diesen Wert durch das Messintervall von 2ms, erhält man den mittleren Strom.
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Diese Intervalle können zu kurz für eine Dosisleistungsmessung sein, daher kann über eine wesentlich größere Zahl von Werten gemittelt werden. Würde beispielsweise über 500 Zyklen a 2 ms gemittelt werden, ergäbe sich ein mittlerer Strom bezogen auf 1 Sekunde.
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Eine Mittelungszeitkonstante zur Bildung des Mittelwerts kann durch Veränderung der digitalen Abtastparameter beliebig angepasst werden.
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Zur Dosismessung kann die Summe beliebig vieler Speicherzellen des Speichers aufsummiert werden. Dies ermöglicht die Ermittlung der gemessenen und akkumulierten Dosis. Durch Division von gleitendem Dosiswert durch die zugehörige Messzeit kann die mittlere Dosisleistung über beliebig lange Zeitintervalle ermittelt werden. Weiterhin kann eine Trendanalyse der Dosisleistung vorgenommen werden, um beispielsweise den Ursprung einer Strahlungsquelle zuzuordnen. Die Abspeicherung eines Langzeithistogramms ist möglich. Dadurch können auch Isodosenkurven ermittelt werde. Die Ladung kann auch absolut inkrementiert werden, um Aussagen beispielsweise über die Alterung eines Zählrohres zu treffen.
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In der Betriebsart B3 können die gespeicherten digitalen Signalwerte beispielsweise basierend auf einem Zeitfenster mit einer zeitlichen Breite von 200 ns (beispielswiese entsprechend 10 Abtastwerten) gescannt werden. Wenn die digitalen Signalwerte innerhalb des Zeitfensters über einem Schwellwert liegen, beispielswiese 3Sigma einer Hintergrundstrahlung (Nulleffekt), kann definitionsgemäß ein Impuls bestimmt werden. Mit Hilfe dieser Information kann beispielsweise eine Zählrate der derart ermittelten Impulse als Funktion einer Hochspannung des Sensors/Detektors bzw. Zählrohrs ermittelt und damit ein Arbeitspunkt im Plateau bestimmt werden.
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Die derart gewonnenen Daten von einzelnen Impulsen können auch hinsichtlich Impulshöhe und Impulsform analysiert werden.
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In der Betriebsart B4 können die oben beschriebenen Impulse weiter einzeln nach der Impulshöhe analysiert werden. Die ermittelte Impulshöhe kann beispielsweise zur Arbeitspunktstabilisierung im Gasverstärkungsbereich genutzt werden.
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Des Weiteren kann ein Impulshöhenspektrum gebildet werden. Das Impulshöhenspektrum kann zum Beispiel zur Ermittlung der Dosisleistung verwendet werden, indem den verschiedenen Impulshöhen verschiedene Dosiswichtungsfaktoren zugeordnet werden.
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In der Betriebsart B5 werden die zuvor identifizierten Impulse einzeln nach ihrer Anstiegszeit analysiert. Zur Bestimmung kann ein Kurven-Fit durchgeführt werden.
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Ein Anstiegszeitspektrum kann beispielsweise zur Ermittlung der Dosisleistung genutzt werden, indem den verschiedenen Anstiegszeiten verschiedene Dosiswichtungsfaktoren zugeordnet werden.
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Da die Anstiegszeit weitestgehend unabhängig von einer Absolutverstärkung ist, ist ein sehr stabiler Betriebszustand unabhängig von Alterungs- und Drifteffekten (z.B. Änderung der Gasverstärkung) gewährleistet. Dadurch wird eine hohe Stabilität erreicht.
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Darüber hinaus kann über eine Kombination der Werte für Anstiegszeit und Impulshöhe weitere Information gewonnen werden.
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In der Dosimetrie kann beispielsweise eine Identifikation niederenergetischer Gamma- oder Röntgenstrahlung erfolgen. Beispiel weist die Cu-K-alpha-Röntgenstrahlung etwa 5,8 keV auf. Die lonisationsspur der durch Photoeffekt gebildeten Elektronen ist je nach Zählgas nur wenige mm lang, jedenfalls wesentlich kürzer als die Dimension eines Zählrohr-Innenraums und weist eine hohe spezifische Ionisation auf. Die Reichweite von Elektronen mit Energie 10 keV in Luft beträgt 3 mm. Dies ermöglicht eine Unterscheidung gegenüber längeren lonisationsspuren von Elektronen mit geringerer spezifischer Ionisation, welche von höherenergetischer Röntgen- oder Gammastrahlung herrühren jedoch die gleiche Impulshöhe aufweisen können, aber längere Anstiegszeiten haben.
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Alle Auswertungen nach B1 bis B5 erfolgen auf Basis der im Speicher abgelegten Folge von digitalen Signalwerten, die Strom- bzw. Ladungselementen entsprechen. In der Betriebsart B4 und B5 werden zusätzlich Histogramme (Spektren) gebildet. Histogramme und die Folge von digitalen Signalwerten können nach einer der Methoden B1 bis B5 oder aber nach mehreren Methoden gleichzeitig verarbeitet werden.
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Durch Kombination der Anstiegszeitanalyse mit der Pulshöhenanalyse ist beispielsweise eine Teilchenidentifikation möglich. So kann bei einer Anordnung für gleichzeitige Messung von Alpha- und Betateilchen der Spillover reduziert werden, weil beispielsweise ein durch Vorabsorption niederenergetisches Alphateilchen im keV Bereich die gleiche Impulshöhe wie ein Betateilchen mit der entsprechenden Energie auslösen würde, aber die Anstiegszeit für ein derartiges Alphateilchen wäre kürzer und damit wäre eine Zuordnung möglich.
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Die in vorgegebenen Bereichen für Impulshöhe und Anstiegszeit liegenden Impulse können beispielsweise zur Bestimmung der Dosisleistung weiterverarbeitet und gegebenenfalls mit individuellen Faktoren multipliziert werden.
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Die wie unter B4 und B5 identifizierten Messimpulse können beispielsweise in zwei getrennten Registern für Impulshöhe und Anstiegszeit abgespeichert werden. Aus dem jeweiligen Inhalt dieser Register können Spektren für Impulshöhe und Anstiegszeit erstellt werden. Das Impulshöhenspektrum kann auch zur Arbeitspunkteinstellung des Zählrohres verwendet werden.
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Falls der Sensor/Detektor einen Photomultiplier aufweist, kann das analoge Signal in Form eines Ausgangsstroms des Photomultipliers beispielsweise mit einer Abtastrate von 500 MHz abgetastet und A/D-gewandelt werden.
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Durch Auswerten der derart erzeugten und dann gespeicherten digitalen Signalwerte sind einzelne Impulse verursacht durch einzelne Photo-Elektronen identifizierbar, wodurch so genanntes Photon Counting möglich wird.
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Bei zunehmender Lichtintensität können die Einzelimpulse bzw. einzelnen Photonen nicht mehr aufgelöst werden, so dass dann eine Strommessung in Form des gebildeten Mittelwerts über die digitalen Signalwerte zur Bestimmung der Messgröße verwendet wird, wodurch eine erhebliche Messbereichserweiterung erzielbar ist. Die Strommessung bedeutet eine Addition der zu berücksichtigenden digitalen Signalwerte dividiert durch die entsprechende Zeit.
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Erfindungsgemäß werden immer zunächst Rohdaten in Form der digitalen Signalwerte gespeichert und anschließend off-line analysiert, selbstverständlich mit nur minimalem Zeitversatz im Millisekunden-Bereich.
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Bei herkömmlichen Verfahren wird zunächst eine Diskriminatorschwelle festgelegt und basierend auf der Diskriminatorschwelle überprüft, ob ein Impuls diese Diskriminatorschwelle überschreitet. Stattdessen wird erfindungsgemäß ein vollständiger Impuls anhand der digitalen Signalwerte aufgezeichnet, so dass die komplette Form eines Impulses aufgezeichnet wird. Erst dann wird aufgrund von Eigenschaften des Impulses entschieden, ob ein elektromagnetischer Störimpuls vorlag, ob eine Impulsfolge der korrekten statistischen Verteilung entspricht, ob sich Impulse überlappen, etc. Background aus Radioaktivität und Höhenstrahlung kann ebenfalls identifiziert und folglich ausgeschlossen werden.
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Durch die schnelle und kontinuierliche Erfassung und Verarbeitung der digitalen Signalwerte werden die Vorteile einer Real-Time Messung mit den wesentlich größeren Möglichkeiten einer aber im Regelfalle Zeit kostenden Off-Line Verarbeitung kombiniert.
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Man erhält die Ergebnisse der Signalwert-Auswertung mit einer Verzögerung von höchstens wenigen Millisekunden gegenüber deren Erfassung, sodass man von einer Quasi-Realtime - Messung, aber mit allen Vorteilen einer Off-Line Verarbeitung, sprechen kann.
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Derselbe Datensatz kann gleichzeitig nach den Vorgaben aller oben genannten Betriebsarten B1 bis B5 analysiert, erfasst und sortiert werden.
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Ein Beispiel ist die kontinuierliche Messung von Gammastrahlung in Industrie und Strahlenschutz mit Sensoren/Detektoren in Form von Szintillationszählern mit Photomultipliern. Die Messgröße in Form der Zählrate wird im Plateaubereich (B3) gemessen. Gleichzeitig wird das Spektrum (B4) gemessen, dieses wird verwendet (1) zur Driftstabilisierung durch Veränderung der Hochspannung des Photomultipliers. (2) man könnte auch die Hochspannung konstant lassen und den Integrationsbereich anpassen oder die elektronische Verstärkung nachfahren. (3) Kontinuierliche Überwachung des Spektrums lässt erkennen, ob der Szintillator oder der Photomultiplier Defekte aufweisen Impulsform (B5) ist unter anderem zur Identifizierung von Störsignalen geeignet
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Hierbei zeigt:
- 1 hoch schematisch ein Blockschaltbild eines Messgeräts zum Messen einer durch ionisierende Strahlung verursachten Dosisleistung und
- 2 einen zeitlichen Verlauf von gespeicherten digitalen Signalwerten.
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1 zeigt hoch schematisch ein Blockschaltbild eines Messgeräts 100 zur Dosisleistungsmessung von ionisierender Strahlung ST, aufweisend: einen Sensor/Detektor 1 in Form eines herkömmlichen gasgefüllten Zählrohres und nachgeschalteter Analogelektronik zum Erzeugen eines analogen Signals AS, das von der ionisierenden Strahlung ST abhängig ist, einen herkömmlichen 16-Bit A/D-Wandler 2 mit einer Sampling-Rate von 500 MHz zum fortlaufenden Abtasten und A/D-Wandeln des analogen Signals AS, wobei der A/D-Wandler 2 im Takt von 500 MHz eine zeitlichen Folge von digitalen Signalwerten DSW mit 16-Bit erzeugt, einen FIFO-Speicher 3 mit einer Speichertiefe von 1.000.000 16-Bit Worten zum Speichern eines jeweils aktuellen digitalen Signalwerts DSW und 999.999 zeitlich vorangegangenen digitalen Signalwerten DSW, und eine digitale Signalverarbeitungseinheit 4, die basierend auf den im FIFO-Speicher 3 gespeicherten digitalen Signalwerten DSW die durch die ionisierende Strahlung ST bewirkte Dosisleistung berechnet, was Bezug nehmend auf 2 nachfolgend beschrieben wird.
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Der Sensor/Detektor 1 kann alternativ beispielsweise auch ein Szintillator mit nachgeschaltetem Photomultiplier oder Silicon Photomultiplier (SiPM), ein Halbleiterdetektor usw. sein. Insoweit sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
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2 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines zeitlichen Verlaufs von gespeicherten digitalen Signalwerten DSW.
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Die digitale Signalverarbeitungseinheit 4 analysiert zunächst die gespeicherten digitalen Signalwerte DSW zum Auffinden eines vorgegebenen impulsförmigen digitalen Signalverlaufs und findet folglich exemplarisch die Impulse P1 und Pn bzw. deren digitale Entsprechungen. Es versteht sich, dass die dargestellten Impulse P1 und Pn lediglich exemplarisch für eine beliebige Anzahl n von Impulsen sind.
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Ein Impuls kann beispielsweise dann ermittelt werden, wenn mindestens eine bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden digitalen Signalwerten DSW über einer vorgegebenen Schwelle liegen, beispielsweise größer sind als 1 % des zur Verfügung stehenden Dynamikbereichs. Auch können an sich bekannte mathematische (Fitting-) Verfahren zum Auffinden von vorgegebenen Signalverläufen/Strukturen in digitalen Daten verwendet werden. Insoweit sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.
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Für die ermittelten Impulse P1 und Pn ermittelt die digitale Signalverarbeitungseinheit 4 jeweils eine Impulsanstiegszeit TA, eine Impulshöhe IH, eine Impulsdauer ID und ein zeitliches Integral über den Impuls P1 bzw. Pn. Bei der Ermittlung der jeweiligen Impulsdauer ID werden digitale Signalwerte DSW beim Ausklingen eines jeweiligen Impulses P1 bzw. Pn nicht berücksichtigt, die unterhalb einer vorgegebenen Schwelle liegen und die beispielswiese durch Rauschen verursacht werden.
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Die digitale Signalverarbeitungseinheit 4 ermittelt weiter eine Zählrate der Impulse.
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Die digitale Signalverarbeitungseinheit 4 bildet weiter einen gleitenden Mittelwert aus dem jeweils aktuellen digitalen Signalwert DSW und 50.000 von zeitlich vorangegangenen digitalen Signalwerten DSW.
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Die digitale Signalverarbeitungseinheit 4 bestimmt die Dosisleistung in Abhängigkeit von mindestens einer der folgenden Größen:
- den bestimmten Anstiegszeiten TA,
- den bestimmten Impulshöhen IH,
- Kombination von bestimmten Impulsdauern ID und Pulshöhen IH,
- den bestimmten zeitlichen Integralen,
- der Zählrate und
- dem gebildeten Mittelwert.
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Welche der oben genannten Größen zum Bestimmen der Dosisleistung verwendet wird/werden, kann von einer Betriebsart (beispielsweise B1 bis B5 wie weiter oben beschrieben) des Messgeräts abhängig sein.
