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Einrichtung zum Messen ionisierender Strahlung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zum Messen von Röntgenstrahlung oder anderer ionisierender
Strahlung mit einem im Proportionalbereich arbeitenden Gasdurchflußzählrohr, das
zum Aufrechterhalten des Gasstromes eine Gaszufuhr-und eine Gasabfuhrleitung ausweist,
von denen die eine konstanten Querschnitt besitzt, während der Querschnitt der anderen
mittels eines durch Druckänderungen im Zählrohr selbsttätig einstellbaren Regelgliedes
so regelbar ist,' daß die Änderung der Gasstromstärke der Druckänderung im Zählrohr
entgegenwirkt.
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Bei bekannten Einrichtungen dieser Art erfolgt die Gaszufuhr aus einem
Behälter, z. B. einer Gasflasche, der mit Gas unter einem höheren Druck, als im
Zählrohr erforderlich ist, gefüllt ist. Das Zählrohr hat eine Ablaßöffnung mit einem
bestimmten Strömungswiderstand, und durch Regelung der zugeführten Gasmenge läßt
sich der Druck im Zählrohr auf einen bestimmten Wert einstellen.
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Bekannt ist die Verwendung eines selbsttätig einstellbaren Druckreglers,
mit dem, wenn sich der Druck im Zählrohr ändert, die Gasstromstärke so geregelt
wird, daß sie der Druckänderung entgegenwirkt. Eine derartige Regelung ist wichtig,
wenn die Zahl und die Höhe der im Zählrohr erzeugten elektrischen Impulse für die
Strahlungsmessung benutzt werden.
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Impulshöhenänderungen sind die Folge von Änderungen der Größe der
Gasverstärkung, und diese ist vom Druck des Gases abhängig. Durch die Verwendung
eines selbsttätig arbeitenden Druckreglers wird somit bezweckt, die Druckunterschiede,
die in einem Gasdurchflußzählrohr auftreten können, auf ein Mindestmaß zu beschränken.
Dabei sind Temperaturänderungen nicht berücksichtigt. Es stellt sich heraus, daß
bei konstantem Druck die Messungen nicht unabhängig von der Temperatur der Meßkammer
sind. Es wurde ermittelt, daß bei Zunahme der absoluten Temperatur die Gasverstärkung
zunimmt, während bei Zunahme des Druckes die Gasverstärkung absinkt. Aus dieser
Beobachtung ist die Schlußfolgerung zu ziehen, daß, wenn die Dichte der Gasfüllung
des Zählrohrs konstant ist, die Gasverstärkung die gleiche bleibt, wenigstens sich
nahezu nicht ändert.
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Die Erfindung bezweckt, die bekannte Einrichtung dahingehend zu verbessern,
daß die Dichte der Gasfüllung im Zählrohr unabhängig von der Temperatur konstant
ist. Gemäß der Erfindung ist das: Regelglied einer Vorrichtung zugeordnet, die in
einem abgeschlossenen Gefäß eine konstante, auf gleicher Temperatur wie das Zählrohr
gehaltene Gasmenge enthält und die einen weiterem, mit dem Gasvolumen des Zählrohrs
in Verbindung stehenden Behälter aufweist, wobei die beiden Gasräume einander so
zugeordnet sind, daß ihre Gasdrucke in entgegengesetzter Richtung auf ein Stellglied
wirken, das in Abhängigkeit von der Druckdifferenz bei Temperaturänderungen das
Regelglied so verstellt, daß die Gasdichte im Zählrohr konstant bleibt.
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Eine praktische Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung
ergibt sich, wenn als Regelglied ein in der Zufuhrleitung für das Gas angeordnetes
Regelventil dient, das mit einer biegsamen Wand zwischen dem abgeschlossenen, mit
einer konstanten Gasmenge gefüllten Gefäß und dem mit dem Gasvolumen des Zählrohrs
verbundenen Behälter so in Wirkverbindung steht, däß die Durchbiegung -der Wand
die Einstellung des Regelventils bestimmt. Beim Übergang von einer bestimmten Temperatur,
bei der Gleichgewicht zwischen den Drücken beiderseits der Trennwand. herrscht,
zu einer anderen Temperatur ergibt sich erneut eine Gleichgewichtslage bei einem
etwas verschiedenen Druck infolge einer Änderung, des Gasdurchlasses.
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In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
nach der Erfindung. dargestellt.
Ein Zählrohr 1 ist durch einen
Kanal 2 mit dem Gehäuse 3 eines Druckreglers 4 verbunden. Das Gehäuse 3 ist durch
einen Verbindungskanal 6 und ein Reduzierventil 7 mit einer Gasflasche 5 verbunden.
Mit dem Knopf 8 kann das Ventil.geschlossen bzw. geöffnet und der Druck des ausströmenden
Gases eingestellt werden. Dieser Druck wird etwas höher als der in dem Zählrohr
verlangte Druck bemessen. Zum Einstellen des letzteren Druckes dient der Druckregler
4, der zu diesem Zweck mit einem Ventil 9 versehen ist.
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Das Zählrohr 1 hat eine Gasabfuhröffnung 10, die durch einen Kanal
11 mit einem Raum 12 mit niedrigem Druck, z. B. einer Vakuumpumpe, verbunden ist.
In der Abfuhrleitung muß ein Strömungswiderstand vorhanden sein, um den erforderlichen
Druckunterschied zwischen dem Zählrohr und der Abfuhr aufrechtzuerhalten. Dieser
Widerstand ist durch eine Einschnürung 13 des Abfuhrkanales 11 dargestellt.
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Es wird angenörimmen, daß der Druck im Gehäuse 3 des Reglers gleich
dem Druck in dem Zählrohr 1 ist. Diese beiden Teile der Vorrichtung müssen verhältnismäßig
nahe beieinanderliegen. Ein zu großer Abstand zwischen dem Druckregler 4 und dem
Zählrohr 1 könnte zur Folge haben, daß sie verschiedene Temperaturen annehmen. In
diesem Falle könnte die durch die Erfindung bezweckte Regelung zum Konstanthalten
der Dichte des Gases nicht zustande kommen.
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Die Regelung ergibt sich dadurch, daß das Ventil 9 den Gasstrom beeinflußt.
Dieses Ventil ist mit einem Hebel 14 verbunden, der um den Drehpunkt 15 schwenkbar
ist. Zwischen diesem Punkt 15 und dem Ventil 9 ist eine Zugstange
16 gelenkig mit dem Hebel 14 verbunden, die am Boden 17 eines Ausdehnungsgefäßes
4' befestigt ist. Das Ausdehnungsgefäß ist ein hermetisch geschlossener gasgefüllter
Raum mit einer flexiblen Wand 18. Bei einem Druckunterschied zwischen dem Innern
des Gefäßes und der Umgebungsatmosphäre ändert sich die Form der Wand in geringem
Maße, wodurch der Boden 17 eine äußerst geringe Verschiebung erfährt. Diese Verschiebung
bewegt das Ventil 9, das die Gaszufuhröffnung ändert, wobei die Öffnung größer
wird, wenn die Temperatur ansteigt, und umgekehrt.
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Steigt z. B. die Temperatur an, so wird der Druck im Ausdehnungsgefäß
4' größer und das Ventil 9
öffnet sich weiter, weil das Gefäß sich
ausdehnt. Die Gaszufuhr zum Zählrohr 1 nimmt zu und hat einen Druckanstieg zur Folge,
weil der Gasstrom im Teil 13 einen größeren Widerstand erfährt. Der Druck im Raum
3 nimmt zu, bis der Druck des Gases im Ausdehnungsgefäß 4' erreicht ist. Bei gleicher
Temperatur des Zählrohrs 1 und des Ausdehnungsgefäßes 4' ist die Dichte des Gases
in dem Zählrohr gleich der Dichte des Gases im Ausdehnungsgefäß 4'. Dadurch, daß
das Ausdehnungsgefäß 4' so ausgebildet wird, daß sich sein Rauminhalt infolge der
Ausdehnung nur sehr wenig ändert, ist erreichbar, daß die Dichte des in ihm vorhandenen
Gases praktisch konstant bleibt.
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Diese Regelung verhütet, daß Temperaturänderungen des Zählrohrs die
Gasverstärkung ändern. Infolgedessen erhält man reproduzierbare Anzeigen, unabhängig
von der Temperatur und von etwaigen Temperaturänderungen. Auch ändert sich die Dichte
des Gases in dem Zählrohr nicht, wenn sich der Atmosphärendruck ändert. Der Deckel
19 der Wand 7.8 des Ausdehnungsgefäßes ist durch eine Regelschraube 20 mit dem Deckel
21 des Gehäuses 3 verbunden. Durch Drehung der Regelschraube 20, -wodurch der Hub
des Ventiles 9 geändert wird; läßt sich der Druck im Zählrohr 1 von Hand auf einen
bestimmten Wert einstellen.
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Die Regelung zum Erhalten einer konstanten Dichte entspricht in günstiger
Weise dem beabsichtigten Zweck, wenn die Drücke im Ausdehnungsgefäß 4' und in dem
Zählrohr 1 sich möglichst wenig voneinander unterscheiden. Die Möglichkeit, beim
Inbetriebsetzen der Meßvorrichtung die beiden Drücke aneinander anzugleichen, ergibt
sich durch einen Verbindungskanal 22 zwischen dem Ausdehnungsgefäß 4' und der Gasaustrittsöffnung
10 des Zählrohrs 1. Bei geöffnetem Hahn 23 ist der Druck im Ausdehnungsgefäß der
gleiche wie der in dem Zählrohr. Bei Beginn der Messung, d. h. wenn die Meßvorrichtung
betriebsfähig ist, wird der Hahn 23 geschlossen.