DE2234449A1

DE2234449A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von strahlungsenergieverteilungen

Info

Publication number: DE2234449A1
Application number: DE2234449A
Authority: DE
Inventors: Henriecus Koeman
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-07-30
Filing date: 1972-07-13
Publication date: 1973-02-22
Also published as: FR2148062A1; GB1397231A; US3872287A; FR2148062B1; JPS4824775A; NL7110516A; JPS5326514B1; IT964818B

Description

V- PHN.57b~fc.

Dr. Herbert Sch·!*

P»lei,l«_nW«lt

Anmelde: H. V. PH.UPS¹ ÖL O E ILAMPEKfΑΜΟβ

Ak*. fit H/ ί>~}έ& fa

Verfahren xand Vorrichtung zur Bestimmung von Strahlungsenergie· Verteilungen,

Pio Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Energieverteilung ionsisierender Strahlung,, bei dem die Strahlung einem Strahlungsaufnehraer züge führ/t wird, der Strahlungsquanten in Stromimpulse umwandelt, deren Inhalt von einem ladungsempfindlichen VerstSrker in ein tchritt· fSrmiges Signal umgewandelt wird, dessen Schritthöhe dadurch

ermittelt wird, dass vor sowie nach dem Zeitpunkt t , zu dem ein Stromimpuls erzeugt wird, das Ausgangssignal des ladungs~ empfindlichen Verstärkers integriert und das Ergebnis der Integration vor dem Zeitpunkt t von dem Ergebnis der Inte-

gration nach diesem Zeitpunkt subtrahiert wird. Auch bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

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- 2 - .' . PHN. 576t;.

Es ist bekannt, für die Analyse von Kernstrahlung'. Spektrometer anzuwenden. Diese können z.B. zur nichtdesdruktiven Prüfung der Zusammensetzung von Materialien verwendet werden. Zu diesem Zweck wird das .Material z.B. mittels einer Neutronenquelle bestrahlt, wodurch die Elemente, aus denon das Material zusammengesetzt ist, in Isotope Übergehen, wobei diese Isotope unter Emittierung einer charakteristischen Strahlung wieder zu dem ursprünglichen Element rückgebildet werden. Das Energiespektrum, das aus bestimmten diskreten Energiewerten besteht, bestimmt, welches Element die Strahlung emittierte. Die Intensität der charakteristischen Strahlung bestimmt, in welcher Konzentration das Element in dem Material vorkommt. Bei dar onergiedispersiven nöntgenspektrometrie wird das Material von einer Röntgenröhre bestrahlt, wodurch ein für jedes Element charakteristisches Röntgenspektrum emittiert wird.

Zum Messen der emittierten Strahlung wird ein Spektrometer verwendet, das sowohl das Spektrum, d.h. die Energiepegel, als auch die Intensität misst. Ein übliches Verfahren besteht darin, dass die Strahlungsquanten, die je einen Energiepegel, darstellen, in eine messbare Grosse umgewandelt und die Anzahl Male, die diese Grosse in einer bestimmten Zeitdauer vorkommt, gezählt werden.

In dem Buch "Semiconductor Detectors" von G. Bertolini und A, Coche, North Holland Publishing Company, Amsterdam, 1968 wird auf Seiten 1 - 7 angegeben, welche Strahlungsäufnehmer verwendet werden können, vHhrend auf Seite 202 in Fig» 3»1·Τ. ein Schaltbild eines Spektrometers gezeigt ist. In dem Buch "Semiconductor Nuclear-Particle Detectors and Circuits'

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- 3 ♦ · · . ■ ' PHN.5763.

von ¥.L. Brown, usw., Publication 1593» National Academy of Sciences, Washington D.C, 1969, wird auf den Seiten k95 -der Stand der Technik auf dem Gebiet von Spektrometern angegeben, während auf den Seiten 5^ - 552 an Hand der Figuren 1 und 3 einige Messysteme beschrieben werden. Die letzteren Systeme unterscheiden sich durch ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis und eine höhe zulässige mittlere Zählgeschwindigkeit. Da bei modernen Analyseverfahren kurze Bestrahlungszeiten angestrebt werden, soll zum Erreichen einer gleichen statischen Genauigkeit die Messung mit höhere!· Intensität stattfinden.

Dadurch, dass die Wahrscheinlichkeit zunimmt, dass mehrere Strahlungsquanten ein die Messdauer für ein Strahlungsquant unterschreitendes Zeitintervall aufweisen, wodurch die Messung gestört wird, geht das Bestreben dahin, die Messdauer jedes Strahlungsquants möglichst kurz zu machen, wobei aber ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis beibehalten werden soll.

Gegebenenfalls soll das Auftreten dux-ch zu kleine Zeitintervalle voneinander getrennter Quanten genau detektiert werden, so dass die Ergebniese von Konversion nicht für Aufzeichnung in Betracht kommen und somit das statische Bild nicht stören.

Zur Bestimmung der Intensität ,kann die Anzahl Male des Auftretens einer solchen Situation gezählt werden.

Die Erfindung bezweckt, eine bessere Lösung der erwähnten Probleme zu schaffen als bisher bekannt war.

Ein Verfahren zur Bestimmung der Energieverteilung der in der Einleitung genannten Art ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass wilhrend Zeitintervalle mit einer

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Zeitdauer t das Ausgangssignal des ladungsempfindlichon

* \^rerst'irkcrs integriert wird, die Integratioiisergebnisse in Zeitreihenfolge gespeichert werden und die Schritthöhe dadurch bestimmt wird, dass die summierten Integrationsergebnisse, die in einem Zeitintervall t -T erhalten sind, von den summierten Integrationsergebiiissen subtrahiert werden, die in einem Zeitintervall t +T erhalten sind, wobei T = ²¹^_n ^⁸^ ^und η die Anzahl der Integrationsperioden angibt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Signal-Rausch-Verhiiltnis dem theoretisch erreichbaren Optiraal~ wert nahe liegt, wenn feste Integrationsperioden vor und nach einem Signalschritt gewählt werden, wobei sich aus Berechnungen ergeben hat, dass das Signal-Rausch-Verhältnis, das in der Gesamtmesszeit 2T erhalten ist, gleich oder besser als das Signal-Rausch-Verhältnis ist, das mittels der bisher bekannten Messverfahren erhalten ist, bei denen ebenfalls eine Impulsmesszeit von 2T verwendet wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren schafft jedoch die Möglichkeit, pro Zeitdauer T eine Messung eines Strahlungsquants durchzuführen, wobei die Inipulsmfcsszeiten einander zu nahezu 50 fi überlappen können.

Dadurch, dass eine genügend grosso Anzahl kurzer Integrationsporioden η gewählt wird _t l'isst .sich ein Signalschritt mit genligender Genauigkeit bestimmen und ist das · Problem, wann in Krwartung eines zu erhaltenden Signal«chrittes mit der Integration angefangen werden muss, gelöst.

Bei einer Verfeinerung des obenerwähnten Verfahrens wird bei di;r Summation jedem Ini.e/^rati onsergebnis ein Gewich bnfaktor /,ucrteilt, der höhor ist

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je nachdem das Teilintervall dem Zeitpunkt t näher liegt. Dies hat den Vorteil, dass eine zusätzliche Filterwirkung erhalten wird, ohne dass das Messergebnis von Ein- und Ausschwingzeiten, wie sie übliche Filter aufweisen, beeinflusst wix^d. Das Signal-Rausch-Verhältnis wird dadurch verbessert.

: Das Integrationsergebnis, das in dem

Teilintervall erhalten wird, in dem der Zeitpunkt t liegt,

und die Integrationsergebnisse, die in mindestens'einem der sofort darauf folgenden.sich aneinander anschliessenden Toil-

,. kann auch

intervallo erhalten werden,/bei dar Summation/au. sser Acht gelassen werden. Dies ergibt den Vorteil, dass, die Anstiegzeiten des schrittförmigen Signals innerhalb der Grenzen eines Integrationsteilintervalls ausser Betracht bleiben, ι nd dass Ungenauigkeiten in dem Detektionskreis bei der Bestimmung des Vorhandenseins eines Signalsschritte-s, somit bei der genauen Bestimmung des Zeitpunktes t , ebenfalls keinen Einfluss ausüben.

¥enn die Messvorrichtung zu träge wirkt, um je

t· Sekunden eine Messung durchzuführen, kann nun der Messzeit, ftir die Messvorrichtung die Dauer einer Integratiorisr>eriode dadurch zugesetzt werden, dass für die Messvorrichtung ein Voreinst-ellwert gewählt wird, der gleich dem Ergebnis der Messung der vorangehenden Integrationsperiodo ist. Solange ja kein Signalschritt auftritt, sind die Aenderungen _dör Messungen nur auf Rauschen zurückzuführen. Wenn nun ein Signal auftritt, lindern sich die Messungen plötzlich und kann die nicht in Betracht gezogene Messung der Intogrationsperiodo nach dem Auftreten des Signalschrittes als Vorolnstellwürt

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für die Messung¹ der darauffolgenden. Integrationsperiode benutzt werden.

Infolge .von Unregelmässigkeiton in der Kristallstruktur' ' von Halbleiterstrahlungsaufnehmern können sich Ladungen frei machen, die zeitweilig eingefangen werden. Diese Ladxmgen werden allmählich wieder ausgelöst und äussern sich in Form einer unerwünschten langsamen Steigung der Integrationsergebnisse, Da diese ausgelösten Ladungen die Messungen stören, sollen sie detektiert werden,

Biese Detektion kann erhalten.werden, wenn die gespeicherten Integrationaergebnisse, die in der Zeitdauer T erhalten werden,, miteinander verglichen werden, um exsxe durch träge Ladungyerscheinungen in dem Strahlungsaufnehmer herbeigeführte langsame Steigung zu detektieren.

Ein anderer störender Faktor in den Schritthöhenmossungen ist ein zunehmender Leckstrom in dem Strahlungsdetektor als Funktion der auffallenden Strahlungsintensität, Dies bedeutet also, dass der durch ein einziges einfallendes Strahlungs quant herbeigeführte Signalschritt einem kontinuierlich zunehmenden Signal überlagort ist. Dies hat zur Folge, dass für jedes Strahlungsquant ein zu grosses Messergebnis gefunden wird, dessen Uebermass eine lineare Funktion der Neigung des zunehmenden Signals ist. Dadurch, dass periodisch, also nicht zu einem Zeitpunkt t , eine Nullenergiemessimg durchgeführt wird, kann dieses Uebennasa bestimmt und bei der Vorarhoitimg der Mesficrffobnisse dadurch berücksichtigt v;ordon, diisrs von

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jeder bestimmten SchritthBhe das Ueberrnass subtrahiert wird· Es 1st dabei erforderlich, dass die Neigung als konstant
vorausgesetzt wird. Als Funktion einer etwaigen Neigungsänderung kann die Wiederholungsf.requenz dieser Nullenergiemessung gewählt werden. .·

Eine Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung'· gründet sich auf den Gedanken, dass eine richtige und genaue Messung nur erfolgen kann, wenn während einer Zeitdauer T die gespeicherten Integrationsdaten unverändert feetliegen» Insbesondere wenn die Bestrahlungszeit kurz und die Strahlungsintensität hoch ist, ist die'Möglichkeit gross, dass Strahlungsquanten schnell nacheinander auftreten, und müssen für eine genügend genaue statische Beobachtung die Messdaten, die innerhalb einer Zeitdauer T aufeinander folgen', ausser Betracht bleiben. Zu
diesem Zweck 1st ein Verfahren nach der Erfindung dadurch
gekennzeichnet,· dass die Summation der gespeicherten Ergebnisse eliminiert wird, wenn aufeinanderfolgende Zeitpunkte t ₁, t ~ Innerhalb einer Zeitdauer T voneinander entfernt sind.
Bei der Einstellung der Apparatur, mit der die
erfindungsgemässen Verfahren durchgeführt werden, muss also einerseits das RauschSpektrum und andererseits die schnelle Axifeinatulerfolge von Signalen berücksichtigt worden. Die
erfindungsßemiisson Verfahren eignen sich besonders gut zum Erh.al.ton - eines sichselbst einstellenden Systems, wobei die Go &£u:it integrations zeit T automatisch als Funktion der zeitlichen Iiolhcmfolgo dor. Messignale eingestellt wird. Dies kann analog erfolgen, in dom dio Zo:t tobstände zwischen don Messi;ii;xiu Ιο« j ritof.ri ort worden utid daraus T be »ti mint wird , aber

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kann auch digital stattfinden, indem aus dem Zeitabstand zwischen oiueni vorangehenden Signal und einem zu verarbeitenden Signal und aus.dem Zeitabstand zwischen einem folgenden Signal f und dem suverarbeitenden Signal der kleinste dieser Abstände ermittelt und die Integrationszeit T kleiner als dieser kleinste Zeitabstand gewählt wird. Es ist dabei erforderlich, dass die Messergebnisse sowie die Zeitpunkte t in ihrer Zeitreihenfolge gespeichert werden und dass die Verarbeitung des·zu bestimmenden Messignals zu einem späteren Zeitpunkt stattfindet.

Λ ·

In diesem Pail werden die aufeinanderfolgenden Zeitpunkte t ., t ₂ und t - in Zeitreihenfolge zunächst gespeichert und aus den Zeitabständen t_Ό2""^ηΐ ^und * i~* ? ^w*^{rd die} Zeitdauer T ermittelt, die kleiner als der kleinste der genannten Zeitabstände ist, wonach die zu dem Zeitpunkt t ₂ gehörige Schritthöhe bestimmt wird, wobei der sich auf die Zeitdauer T beziehende Normwert berücksichtigt wird.

Bei der Apparatur, mit deren Hilfe des Verfahren gemäss der' Erfindung durchgeführt wird, ■ können die Mess-ί ' vorrichtung, die Speicher, die Summatoren und die Substralctionsvorrichtungen '■ . z.B. mit¹Verstärkern und Kondensatoren bestückt werden, während die Steuerung mit Hilfe von Halbleiterschaltern, und Programmiervorrichtungen erfolgen kann, Vorzugs-

mit
weise wird/digitale" Apparatur verwendet, weil diese genauer, stabiler und schneller wirken und einfach über eine Rechenanlage gestouart w.orden kann, so dass die verschiedenen 13earbeitxuigon durch Programmierung mi Lto.ls einor Rechcmanlfigo stattfandon.

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Eine Vorrichtung zum Durchführen des ersteren Verfahrens enthält einen Strahlungsaufnehmer, einen ladungsempfindliehen Verstärker, Integratoren, eine Messvorrichtung, eine Signalerkennschaltung und eine Datenverarbeitungseinrichtung, A\relche Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine erste Schaltvorrichtung, die den Ausgang des ladungsempfindlichen Verstärkers während einer Zeitdauer t nacheinander mit jedem Integrator verbindet, ixnd ferner eine zweite Schaltvorrichtung enthält, die den Ausgang jedes Integrators mit der Messvorrichtung verbindet, deren Ausgang einerseits an einen Mehrfachspeicner zur Speicherung der Messdaten und andererseits an die Sigaalerkennschaltung angeschlossen ist, die den Zeitpunkt t bestimmt,, während die Datenverarbeitungseinrichtung einen an den Mehrfachspeicher angeschlossenen Rechenspeicher, an den Ausgang der Signalerkennschaltung und an den Rechenspeicher angeschlossene Zählschaltungen und einen Endergebnisspeicher enthält, der an die Zählschaltungen und an den Rechenspeicher angeschlossen ist, um die Ergebnisse der .rs.chn.erisehen Bearbeitungen als Mass für die Energie jedes dem Strahlungsaufnehmer zugeführten Strahlungsquants zu speichern.

Dadurch, dass z.B. nur zwei Integratoren, zwei Umschalter, die abwechselnd, aber gegenphasig die Verbindungen herstellen, und eine einzige Messvorrichtung verwendet werden, wird die Messperiode bereits optimal benutzt, weil Integration, Messung und Datenspeicherung zeitlich parallel erfolgen.

Einige Ausführungeformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher boschrieben.

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Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten spektronietrischen Vorrichtung,

Pig, 2 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Strahlungsmessung nach der Erfindung,

Pig. 3 ein Blockschaltbild einer Datenverarbeitungseinrichtung nach der Erfindung,

Fig. ~h ein zu Fig. 2 gehöriges Zeitdiagramm, Fig. 5 eine Signarlerkennschaltung nach der Erfindung,

Fig. 6 ein Blockschaltbild für den Mess- und Datenverarbeitungsteil einer Vorrichtung nach der Erfindung und

Fig. 7 ein Blockschaltbild des Mess- und Datenspeicherungsteiles mit optimaler Integrationszeitbestimmung nach der Erfindung.

Das bekannte Spektrometer nach Fig. Ϊ enthält die nachstehenden Ausgangsteile $ einen Strahlungsaufnehmer D, einen ladungsempfindlichen Verstärker LV, ein Filternetzwerk F

und einen ImpulshcShenanalysator PHA, der von einer Signaleri
' kennschaltung SHC aktiviert wird, die ihre Daten von einem Impulserzeuger PV empfängt, der an den Ausgang des ladungsempfindlichen Verstärkers LV angeschlossen ist.

Der Strahlungsaufnehiner D ist aus einem Halbleiterbau- · element 1 aufgebaut, auf das die Strahlung h auffällt, deren Energieverteilung und Intensität gemessen werden sollen.

Das Halbleiterbauelement "1 ist über einen Widerstand 2 von einer Spannungsquelle 3 hoher Spannung in der Sperrichtung eingestellt. Die Strahlungsquanten, aus denen die Strahlung Jf aufgebaut ist, lösen proportional mit ihrer Energie Paaro von

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Löchern und Elektronen in dem Halbleitermaterial aus, die von der Einstellspannung zu der Anode 5 bzw. zu der Kathode 6 getrieben werden. Dies bedeutet, dass durch den Aufnehmerkreis Strom eines impulsformigen Charakters fliesst, der am Punkt von einem ladungsempfindlichen Verstärker LV gemessen werden kann, der aus einem Verstärker 8 und einem Kondensator 9 besteht, die einen Integrator bilden, von dem der Stromimpuls am Punkt 7 integriert wird und einen Ladungsbeitrag für den Kondensator 9 liefert. Am Ausgang· 10 der Verstärkerschaltung LV kann nun ein schrittför-miges Signal gemessen werden, dessen Höhe ein Mass für die ausgelöste Ladung in dem Halbleiterbauelement 1 und somit ein Mass fUr die Energie des Strahlungsquants ist. Da verschiedene Rauschquellen in dem Aufnehmer D .und in dem Verstärker LV wirksam sind, wird ein FiIt sr P

zum Messen der Schritthöhe mit dem günstigsten Signal-Rausch-Verhältnis benötigt. Ein bekanntes Filter ist aus einem differenzierenden Teil mit einem Reihenkondensator 11 und einem Parallelwiderstand 12 und aus einem integrierenden Teil mit einem Reihenwiderstand 13 und einem Parallelkondensator 14 aufgebaut, deren Zeitkonstanten meistens einander gleich gewählt werden und einen derartigen Wert aufweisen, dass das Signal-Rausch-Verhältnis optimal ist. Das Signal wird über ■die Verb'indungsleitung 15 dem Impulshöhenanalysator ΡΗΛ für eine Messung der Impulshöhe zugeführt. Der Analysator PHA wird von einer Signalerkennschaltung SHC derart aktiviert, dass nur gemeBcen wird, wenn tatsächlich ein schrittförmigos Messirna],an dem Ausgang 10 des Verstärkers LV vorhanden ist. Die Mefjöor^isbni sse kommen an der Auspangsleitung 16 zur

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Verfügung, um weiter verarbeitet und gespeichert zu werden.

Das Blockschaltbild der Fig. 2 zeigt ebenfalls den Strahlungsaufnehmer D mit auffallender Strahlung k und den ladungsempfindliehen Verstärker LV der Fig. 1, aber das Filter F, der Impulshöhenanalysator PHA, der Impulserzeuger PV und die Signalerkennschaltung SHC sind ersetzt.

Das Ausgangssignal des Verstärkers LV wird während einer Zeitdauer t über eine Verbindungsleitung 18 eines Umschalters 17 einem Integrator 20 zugeführt. Durch diese Integration wird bereits ein Teil des Rauschspektruras eliminiert. Während eier darauffolgenden Periode von t Sekunden ist die Verbindung 18 unterbrochen und irt die Verbindung 19 hergestellt, <3o dass das Signal am Ausgang 10 nun von dem Integrator 21 integriert wird. Die Ausgangssignale der Integratoren werden über Verbindungsleitungen 23 und Zk eines Umschaltars abwechselnd dem Eingang 25 einer Messvorrichtung M zugeführt, die als ein genauer Gleichspannungsverstärker oder als Analog-Digital-Wandler ausgebildet sein kann. Die Umschalter und 22 werden von einer Steuereinheit 27 gesteuert, die über Leitungen 28 bzw. 29 diese Schalter derart steuert, dass die Verbindungen 18 und 2k gleichzeitig geschlossen und die Verbindungen 17 und 23 geöffnet sind, und umgekehrt. Das Messsignal am Ausgang 26 dor Messvorrichtung M wird einem Mehrfachspeicher MG und einer Signalerkennschaltung SHC zugeführt. Der Mehrfachspeichel' MG weist eine Speicherkapazität von η Messwerten auf und ist derart geschaltot, dass jeder Messwert während T Sekunden gespeichert wird. Auf diese Veiae stehen zu jedem Zeitpunkt die η Messergebnisse der Integrationen

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über t Sekunden der vorangehenden Perioden von T Sekunden zur Verfügung. Die Signalerkenneehaltung weist eine beschränkte Speicherkapazität von mindestens zwei Messergebnissen auf und vergleicht diese miteinander,, um ein Signal abgeben zu können, wenn ein Sprung in den Messwerten genügender Höhe vorhanden ist, um daraus schliessen zu können, dass der Aufnehmer D ein zu messendes Strahlungsquant empfangen hat. Dieses Signal der Schaltung SHC zu einem Zeitpunkt t wird der Datenverarbeitungseinrichtung C zugeführt, die dann anfängt die gespeicherten Daten von dem Mehrfachspeicher MG zu übernehmen, wobei die η Messdaten, die in einer .Zeitdauer T vor dem Zeitpunkt t gesammelt und i:i dem Speicher MG vorhanden sind, zueinander addiert und mit einem Minuszeichen versehen werden, wonach η Messdaten, die gleichfalls in einer Zeitdauer T nach dem Zeitpunkt t gesammelt sind, aus dem Speicher MG übernommen, zueinander addiert und mit einem zeichen versehen werden. Danach werden die beiden Endadditionen zusammengefügt und ist ein Mass für die Höhe des Signalschrittes am Ausgang TO des Verstärkers LV erhalten» Dieses Ergebnis wird einem Endergebnisregister ER zugeführt. Dadurch, dass für die Zeit T ein richtiger Wert gewählt wird, kann ein optimales Signal-Rausch-Verhältnis gefunden werden. Durch die Integration ist das Hochfrequenzrauschen bereits teilweise aus dem Integrationsergebnis verschwunden, während •Ndtederrfrequenzanteile oder Drift durch die Additions- und Substraktionsbearbeitung das endgültige Messergebnis in geringerem Masse beeinflussen. Durch eine richtige Unterteilung in η Teilintervalle kann mit genügander Genauigkeit der

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Auftrittszeitpunkt eines Aufnehmerimpulses detektiert und kann genauer die Erscheinung.schnell aufeinanderfolgender Impulse (pile-up) festgestellt werden»

Die Verbindungen 18, 19t -23 und 24 können durch, geeignete Halbleiterschalter hergestellt werden. Auch können statt zwei, mehrere Integratoren gewählt werden und kann die Messvorrichtung M mit zwei parallel wirksnden einzeln gesteuerten Messkreisen versehen werden. Im Schaltbild nach' Fig. 2 ist mit einer Verbindung 30 von der Steuereinheit zu dem ladungsempfindlichen Verstärker LV angegeben, dass eine Rückstellung des Ausgangspegels am Ausgang 10 zu einem Startpegel zu einem geeigneten Zeitpunkt möglich ist. Eine Verbindung 31 zu den Integratoren 20 und 21 gibt auf gleiche Weise an, dass diese auf einen S-Gartpegel rUckgestellt werden können, während die Verbindungen 32, 33» 34 und 35 angeben, dass die verschiedenen Bearbeitungen zu den richtigen Zeitpunkten unter der Steuerung der Steuereinheit 27 erfolgen werden. Ein Grund, aus dem drei Integratoren gewählt werden, kann z.B. eine lange RUckstellzeit der Integratoren sein. Der Zyklus wird dann» jeder Integrator ist t Sekunden nacheinander derart geschaltet, dass er zunächst integriert, dann den Messwert weiterleitet und anschliessend rtickgestellt wird. Mit vier Integratoren lässt sieh der nachstehende Zyklus erhalten, wobei ebenfalls eine längere Rückstollzeit für die Integratoren verfügbar ist und eine Vpreinstellung der Messvorrichtung stattfindet: während einor Periode t integriert der Integrator; während einer darauffolgenden Periode wird der Integrationswert als Vereinst; ellwert für die Messvorrichtung

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verwendet, die inzwischen einen anderen Messwert verarbeitet; während .der darauffolgenden Periode wird der Integrationswert tatsächlich mit Hilfe der bereits empfangenen Voreinstellung gemessen, und während der vierten Periode wird der Integrator rückgestellt.

Das Zeitdiagramm nach Fig. h zeigt, wie bei zwei Integratoren, wie in Fig. 2 dargestellt ist», die Schaltperioden verlaufen. Die waagerechte Zeitachse ist in Zeitintervalle

von t Sekunden unterteilt. In den ersten Intervallen werden η

die Integratoren 20 und 21 abwechselnd an den Ausgang 10 angeschlossen, der einen Signalpegel (i) aufweist (siehe Fig, hh] Jeder Integrator integriert periodisch diesen Pegel ( sit-he Fig. 4c und 4d), wie mit einer-fjtten Linie angedeutet ist. In dem zwischenliegenden Intervall bleibt der Ausgangspegel des Integrators konstant und wird die Messvorrichtung für den Messvorgang eingeschaltet. ('Siehe Fig. 4e). Am Ende dieses Intervalls fällt der Ausgangspegel des betreffenden Integrators zu einem Startpegel zurück und hat die Messvorrichtung den Messvorgang beendet. In Fig. 4a ist symbolisch angegeben, dass zu einem gewissen Zeitpunkt ein Strahlungsquan 'j Q den Aufnehmer D trifft. Nach Fig. 4b ändert sich dadurch der Ausgangspegel am Ausgang 10 von (i) zu (2). Dies äussert sich bei der Integration (Fig. 4c und 4d) und in dem Messergebnis der Messvorrichtung M (siehe Fig. he). Die Signalerkennscnaltung SHC detektiert zu dem Zeitpunkt t einen Pegoluiiterschied und liefert ein Signal, wie in Fig. 4f dargestellt ist.

Bei oiner Ausführungsform des Blockschaltbildes nach Fift. 2 können vorteilhaft Digitaltechniken verwendet werden,

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Die Messvorrichtung M ist darin ein Analog-Digital-Wandler, der den dem Eingang 25 zugeführten Messwert in z,B, m Bits umwandelt und diese parallel an den Ausgang abgibt. Die Messwerte erscheinen nun jede zweite Periode T am Ausgang 26 in Form eines Wortes von m Bits. Der Mehrfachspeicher MG ist als ein Schieberegister von η Wörtern ausgebildet, in dem jeweils bei Zufuhr eines Messwertwortes dieses Wort in eine erste Speicher schicht aufgenommen wird, di*e darin bereits eingeschriebenen Daten zugleich zu einer zweiten Speicherschiebt weitergeschoben werden, die Daten dieser Schicht zu einer dritten Schicht weitergeschoben werden, usw. Der letzten Speicherschicht wird stets ein neues Wort zugeführt und dabei werden die alten Daten eliminiert..Dies bedeutet, dass jeder Messwert, als Wort, η Male weitergeschoben wird und also eine Lebensdauer von η χ τ/η = T Sekunden aufweist. Auf gleiche Weise kann die Signalerkennschaltung ein zwei- oder mehrlagiges Wortschieberegister und einen digitalen Komparator in Form einer Substraktionsschaltung enthalten, der stets die zwei oder drei Wörter voneinander subtrahiert, um festzustellen, ob ein Substraktionsergebnis eines genügenden Digit, !wertes verbleibt, das beim Ueberschreiten eines Bezugswertes ein Signal zu dem Zeitpunkt t abgibt, was bedeutet, dass es einen Signalschritt gibt. Dieses Signal setzt nun ZUhlschaltungen in Betrieb, die in Fig. 2 mit TK bezeichnet sind und die es einerseits ermöglichen, Wortschioberegistor in einen iiechenspciicher RG an den Mehrfachspeicher MG nnzuschliessen, so daκs die Wörter in der letzten Speicherschacht von MG nicht vcii loron gohon, sondern weitergeschoben werden, vMhrend

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andererseits abgezählt werden kann, wenn die Additions- und Subtraktionsbearbeitungen stattfinden sollen.

In Fig. 3 sind eine Zählschaltung und ein Rechen-

speicher im Blockschaltbild dargestellt. Ueber die Verbindung wird das Ausgangssignal der Signalerkennschaltung (zu den Zeitpunkten t ) einem Zähler 38 mit η Lagen zugeführt, der, sobald er gestartet ist, über eine Verbindung 39 eine Torschaltung P auslöst, die mittels einer Verbindung 37 an den Mehrfachspeicher MG angeschlossen ist. Die Torschaltung P kann dadurch jedes Wort aus der letzten Speicherschicht von MG an eine Substraktions/Additions-Steuerschaltung kO weiterleiten, die über eine Verbindung kl von dem Zähler 38 in die Lagn "Subtrahieren" versetzt ist. Die Wörter werden über ein Hilfsregister HR zu einem Zwischenergebnisregister TR weibergeschoben, das über eine Verbindung k2 an den Steuerkreis hO angeschlossen ist, so dass Substraktionsbearbeitungen dadurch möglich sind, dass das Zwischenergebnis von TR dem Steuerkreis hO stets zugeführt wird, von dem dann das neue ¥ort aus der Torschaltung P mit Hilfe des Hilfsregisters HR subtrahiert werden kann. Das Subtraktionsergebnis gelangt dann in TR und steht an der Verbindungsleitung k2 zur Verfügung, Inzwischen zählt der Zähler 38 η Teilintervalle von t Sekunden ab. Wenn diese vorüber sind, sperren die Verbindungen 39 void ΗΛ und wird von dem Substraktionszähler 38 der Additionszähler h3 gestartet, der über die Verbindung hh die Torschaltung P wieder auslöst und über die Verbindung 45 den Subtraktions-Additxons-Kreis kO in die Additionslage· versetzt, wodurch nun die von dem Mehrfachspeicher herrührenden Wörter zu dem

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letzten Zwischenergebniswort von TR addiert werden. Der Addition.szähler 43 zählt ebenfalls η Perioden von t Sekunden ab und sperrt dann die Verbindungen 44 und 45» wodurch die Torschaltung P gesperrt wird, die Zufuhr von Messergebniswörtern aufhört und das Zwischenergebnis in TR sich nicht mehr ändert.

Dieses Zwischenergebnis ist der nun gemessenen und digitalisierten Signalschritthöhe proportional. Zu dieseir Zeitpunkt gibt der Additionszähler 43 daher über die Verbindung 46 ein Signal an das Endergebnisregister ER ab_t um das Zwischenergebnis im Register TR über die Verbindung 47 zu übernehmen« Sobald dies geschehen ist, werden alle ZäKler und Register auf Null zurückgesetzt (Fig. 3)·

iig, 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Signaierkennschaltung, wie sie bei einer digitalen Organisation der Schaltungen nach Fig. 2 anwendbar wäre.

Mittels der Verbindung 48 mit dem Ausgang 26 d&r Messvorrichtung M werden die MesswÖrter einem Dreifachwortschieberegister 49 zugeführt, das aus einer Speicherschicht a, einer Zwischenschicht b und einer Schicht c besteht ι die je ein Messwort von m Bits enthalten können. Die Wörter, die in a und c enthalten sind, werden jede Periode fc voneinander in einer Subtraktionseinheit 50 subtrahiert. Wenn sie einander gleich sind, erscheint an der Verbindung 51 mit dem Komparator 52 das digitale Datum "0". Wenn die Wörter einander nicht gleich sind, wird der Komparator 52 die in betracht kommende Anzahl Bits mit einem Bezugswert vergleichen und beim Ueberschreiten dieses Wertes an der Verbindung 53 ein

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Signal hervorrufen, um die rechnerischen Bearbeitungen einzuleiten. Dies geschieht also zum Zeitpunkt t ,

Um die an Hand der Fig. 2, 3 und 5 beschriebenen Vorrichtungen optimal zu benutzen, können einige einfachen Hilfsmittel zugesetzt werden.

So ist es möglich, die Filterwirkung des Systems nach Fig. 2 dadurch zu erhöhen, dass jedem Messergebriis, das ttber die Verbindung 37 der Torschaltung P in Fig* 3 zugeführt wird, einen Gewichtsfaktor zuzuerteilen. Zu diesem Zweck i'st in Pig, 3 der Torschaltung P ein Gewichtsfaktorregister G hinzugefügt, das als Funktion der Zähllage des Subtraktions*· zählers 38 und des Additionszählers ^3 ein eingehendes Wort mit einer Gewichtszahl multipliziert, und zwar derart, df-ss diese Zahl für die Wörter^ also die Messungen, die erhalten und in den Teilintervallen in der Nähe von, somit sowohl vor als auch nach, dem Zeitpunkt t gespeichert sind. Als Beispiel wird η = 16 gewählt{ die ersten acht Wörter bleiben unverändert, indem der Gewichtsfaktor =1 gewählt wird. Wenn der Subtraktionszähler in die neunte Zähllage gelangt, wird in dem Gewichtsregister ein Gewichtsfaktor 2 eingeschaltet, was bedeutet, dass das neunte Wort dadurch mit 2 multipliziert wird_t dass alle Bits im Wort um eine Stelle nach vorne geschoben werden. Auf gleiche Weise werden die Bits des zehnten, elften und zwölfton Wortes um eine Stelle verschoben. Beim ,Erreichen der dreizehnten Zähllage schaltet das Iiogistcr G einen Faktor h für die' folgenden vier Wörter ein, was wieder bedeutet, darso dj e Bits dieser Wörter um zwei Stellen nach vorrio geschobon warden. Sobald dor Additionr;zMh] or wiri.aam

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gemacht wird, erfolgt die Steuerung des Gewichtsfaktorregisters G in umgekehrter Reihenordnung: die ersten vier Wörter erhalten einen Faktor 4, die folgenden vier Wörter einen Faktor 2, die folgenden acht Wörter einen Faktor i.

Ladungssammelzeiten im Strahlungsaufnehmer bestimmen die Steilheit des Signalschrittes. Zur Unterdrückung der Effekte veränderlicher Anstiegzeiten soll die Abstimmung des Filters P nach Fig. 1 auf Kosten des, Signal-Rausch-Verhältnisses geändert werden.

Bei dem System nach der Erfindung kann mit einem geringeren Verlust an Signal-Rausch-Verhältnis der Einfluss von Anstiegzeitänderungen dadurch eliminiert werden, dass die Daten, die im Zeitintervall, in c"em der Signalschritt detektiert wurde, zum Zeitpunkt t , und in mindestens einJm der darauffolgenden sich aneinander anschliessenden Intervalle erhalten sind, bei der Datenverarbeitung ausser Acht gelassen werden. Dies kann einfach dadurch erzielt werden_r dass die Summationen, Additions- und Subtraktionsbearbeitungen, während wenigstens zwei Perioden t unterbrochen werden. Zu diesem Zweck ist in Fig, 3 ein Zähler mit mindestens zwei lagen zwischen dem Subtraktionszähler 38 und dem Additionszähler h3 eingeschaltet, der durch den Block 5^ dargestellt ist.

Dio Sigiialerkennschaltung kann mit einer Ueberwachungs schal tiing bestückt werden, um anzuzeigen, wenn zwei Signal schritte' nahezu zusammenfallen. Das Strahlungsmessystem kann nämlich nur genau messen, wenn der Hinterpegel (2) nach Fig. 'ib ungestört während einer Zeitdauer T gemessen und also auch in dom Mehrfachtipeieher MG gespeichert ist. Daher ist

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in Pig. 5 eine Schaltuhr 55» z.B. ein monostabiler Multivibrator, mit einem Triggereingang an die Ausgangsleitung angeschlossen, wodurch diese Schaltuhr jeweils gestartet
werden kann, wenn ein Signal an der Leitung 53 erscheint. Von jedem StartZeitpunkt an wird ein Signal während einer Zeitdauer T zuzüglich der Zeitspanne zwischen Addition und Subtraktion an dem SchaltSignalausgang 56 vorhanden sein, wodurch eine Koinzidenzschaltung 57 vorbereitet wird. Wenn innerhalb dieser Zeitspanne an der Leitung 53 ein zweites Signal erscheint, wird dies über die Verbindung 58 auch der Koinzidenzschaltung 57 zugeführt, wodurch diese an seinen Ausgang an der Leitung 59 ^eiⁿ Rückstellsignal abgibt. Dadtirch, dass diese Leitung mit Rückstelleingängen von Zählern und Registern in der Datenverarbeitungseinrichtung C nach Pig. 2, z.B. den Zählern und Registern nach Fig. 3t verbunden wird, wird vermieden, dass falsche Daten das Endergebnisregister ER erreichen. Die Anzahl Male, die das Rückstellsignal an der Leitung j9 erscheint, kann ausserdem gezählt werden.

Einer der Vorteile der genannten Spektrotnetersysteme , nach der Erfindung zeigt sich in dem Blockschaltbild nach Fig. 6". Dabei ist ein Flip-Flop FP zwischen dem Ausgang der Signalerkennschaltung SHC und Zählschaltungen TK eingeschaltet. Zu jedem Zeitpunkt t schaltet das Flip-Flop FF um und
schaltet damit entweder die Zählschaltungen TK₁ oder die
Zählschaltungen TK₂ dadurch ein, dass an die Verbindungsleitung 60 oder an die Verbindungsleitung 61 ein Startsignal abgegeben wird.

Obgleich die Mess- und Bearbeitungszeit eines einzigen

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Strahlungsquants 2T Sekunden beträgt, können dennoch je T Sekunden Strahlungsquanten geraessen und verarbeitet werden, so dass die Genauigkeit der Strahliingsenergieverteilung grosser ist, weil der Datenausfall durch den sogenannten "pile-up^u herabgesetzt ist» Wenn es "pile-up" innerhalb T Sekunden gibt, spricht die Ueberwachungsschaltung in der Schaltung SHC dadurch an, dass sie ein RUckstellsignal an die Verbindungsleitung 62 abgibt.

Fig, 7 zeigt ein Blockschaltbild des Mess- und Datenspeicherungsteiles einer Vorrichtung nach der Erfindung, wobei durch Speicherung in Zeitreihenfolge sowohl der Messdaten als auch von drei Zeitpunkten t die Integrationszeit T, abhängig von den Zeitabständen zwischen den drei Zeitpunkten, optimal eingestellt wird.

Die in Fig. 3 und Fig. 6 gezeigten funktioneilen Blöcke sind auch in Fig. 7 dargestellt.

Die Messvorrichtung M liefert nach jedem Zeitintervall t einen Messwert, der in dem Mehrfachspeicher MG gespeichert wird, der z.B. eine Speicherkapazität von 2n Wc5r~ tern aufweist, Ausserdem werden die Messwerte in der Signalerkennschaltung SIIC gespeichert, um miteinander verglichen zu werden, damit der Zeitpunkt t eines Signalschrittes detektiert wird. Zu einem derartigen Zeitpunkt, z.B, t .., erscheint an der Ausgangsleitung 63 der Schaltung SIIC ein Impuls, der einem Eingang 6k eines Zählregisters TR, einem Eingang 65 eines Uebernahmeregleter« OR.., einem Eingang 66 eines Uebernahmeregisters ORg and einem Eingang 67 eines Rechenregisters RR zugeleitet wird* Daa 2ählregister TR wird

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vom Impuls auf Null gesetzt und fängt ausserdem an, jedes' folgende Zeitintervall t , z.B. über eine Verbindung mit der inneren Quelle von Taktimpulsen, wodurch die ganze Vorrichtung synchronisiert ist, zu zählen. Zu dein Zeitpunkt t ₂ erscheint ein neuer Impuls an der Leitung 63» der das Zählregister TR wieder auf Null zurücksetzt, abex* es über den Eingang 65 dem Uebernahmeregister OR₁ gestattet hat, den Zählinhalt von TR zu übernehmen, bevor es auf Null ztirückgesetzt wird. In OR₁ ist nun der Zeitabstand ^ ~~t ^ ^{in Form von n}i ⁼ '

^ η

Lagen gespeichert. Zu dem Zeitpunkt t „ führt der Impuls der Leitung 63 über den Eingang 66 zunächst eine Uebernahme des Inhalts -Ji₁ von OR₁ in das Uebernrihmeregister 0R~, dann über

til ti2 den Eingang 65 eine Uebernahme des Inhalts n_o = - *-— des

² *n Zählregisters TR in OR₁ und anschliessend eine Rückstellung von TR auf Null herbei. Danach wird der Rechenspeicher RR über den Eingang 67 wirksam gemacht, um den Inhalt n.. mit dem-Inhalt n₉ zu vergleichen, damit aus dem kleinsten dieser l.^rerte die Integrationszeit T dadurch ermittelt wird, dass η festgestellt wird, wobei T = n.t und η s n.. oder n_? ist. In der Figur ist angegeben, dass Parallelausgänge 68 von TR mit OR₁ verbunden sind, dass Parallelausgänge 69 von OR₁ mit OR₉ verbunden sind, und dass sowohl OR., mit einem Parallelausgang 70 als auch ORp mit einem Parallelausgang 71 an· das Rechenregister RR angeschlossen ist. Nach der Ermittlung von η gibt das Reclicnregister an den Programmiereingängon 73 eines 1-Bitij-SchieberefiiHters SR ein "1 "-Signal ab. Dieses Schicbcsregiator ;;cliiebt den Inhalt von 1 Bit, also eine ¹¹O" oder nine "T", pro Taktimpuls um eine Stelle weiter. Seine Knpa-zitMt

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ist z.B. 2n . Pro Taktimpuls, also pro Zeitintervall t , erscheint der Inhalt "0" oder "1" des letzten Bits an einem Ausgang ^h von SR, Da sich in der Praxis herausgestellt hat, dass bei einer längeren Integrationszeit als η ,t das

· max n

Signal-Rauschverhältnis nicht merklich besser wird, ist es zweckmässig, Zeiten T zu wählen, die diesen Wert nicht überschreiten. Der Mehrfachspeicher MG und das Schieberegister SR brauchen daher beide keine grössere Kapazität als 2n aufzu-

-, max

weisen. Auch ist es nicht zweckdienlich, Signale zu messen, die derart schnell aufeinander folgen, dass das Rauschspektrum einen zu grosson Einfluss auf die Genauigkeit der Messung ausübt. Aus diesem Grunde enthält das Rechenregister RR eine Ueberwachungsschaltung, die dafür sorgt, dass das Schieberegister SR nicht programmiert wird, wenn η kleiner ils ein

Mindestwert η . wäre,
min

Das Rechenregister RR führt nun nach dem Zeitpunkt t _ den Programm!ereingängen, die den Stellen n„ bis einschliesslich n_P+n entsprechen, ein "1"-Signal zu, wobei n„ und η von dem ersten Bit an, das dem Ausgang 7^ gegenüber liegt, gezählt werden müssen. In dein einen extremen Fall, wenn η ==' η ist, sind die Bits η bis einschliesslich 2n mit einem "1"-Signal versehen, so dass an dom Ausgang Jh sofort ein erster Impuls • erscheint. In dem anderen extremen Fall sind die BJ-ts η . bis

mm

einschliesslich 2n . mit einem "1"-Signal versehen und erscheint ein erster Impuls nach Verlauf von (2n -2n , ) t

^x max min' η

Sekunden, Es sei bemerkt, dass die Register TR, OR₁ und 0R~ ebenfalls einu maximale Spexchorkapazität von η attfweiren und dass beim Fehlen eines Signalschrittes, d.h. wenn dor

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Zeitpunkt t „ nicht vorhanden ist, der Zähler TR bis ™_m3LX. weiterzahlt und dann das beschriebene Verfahren gleichfalls zur Bestimmung der Schritthöhe zum Zeitpunkt t „ durchgeführt werden kann.

Statt der Zählschaltungen TK₁ und TK₂ und des Flip-Flops FF der Fig. 6 wird in Fig. 7 eine Ausführungsform mit einer einzigen Zählschaltung 75 und einer Flip-Flop-Torschaltung FF gezeigt, wobei, gleich wie in Fig. 6, ein Rechenspeicher RG₁ und ein Rechenspeicher RG₂ parallel mit ihrem Informationseingang über die Verbindung 77 ^a*i den Informationsausgang des Mehrfachspeichers MG angeschlossen sind.

Der Subtraktionszähler 78, der Wartezähler 79 und der Addierzähler 80 befinden sich in der Nullage, wenn vom Ausgang Jk keine Signale abgegeben werden und die Register RG₁- und RGo über die Verbindung 77 keine Information aufnehmen. Venn jedoch ein erstes Signal dem Ausgang 7^ zugeführt wird, dem η ähnliche Signale folgen, werden diese in den Subtraktionszähler 78 aufgenommen. Ausserdem wird der Block FF über die Verbindung 81 und 82 aktiviert, welcher Block ein Flip-Flop und Tore enthält, so dass z.B. der Speicher RG₁ die Subtraktionsbearbeitungen für die Messdaten durchführt, die nun dem Register RG₁ über die Verbindung 77 zugeführt werden. Nach Aufnahme der η Impulse in den Subtraktionszähler 78 wird dieser Inhalt mittels der Parallelausgänge 83 von dem Addier-r zähler 80 übernommen, so dass dieser, nachdem der Pufferspeicher 79 das Startsignal gegeben hat, mit einem Addierzyklus gleicher Zeitdauer beginnen kann. Ausserdem wird die Normiereinheit N mittels der Verbindung 8^ eingestallt, um

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Claims

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\ ■

PATENTANSPRUECHE;

1 . Verfahren zur Bestimmung der Energieverteilung ionisierender !Strahlung, bei dem die Strahlung einem Strahlungsaufnehmer zugeführt wird, der Strahlungsquanten in. Stromimpuls» umwandelt, deren Inhalt von einem ladungsempfindliehen Verstärker in ein schrittförmiges Signal umgewandelt wird, dessen Schritthöhe dadurch bestimmt wird, dass vor sowie nach dem Zeitpunkt t , zu dem ein Stromimpuls erzeugt wird, das Ausgangssignal des ladungsempfindlichen Verstärkers integriert und das Ergebnis der Integration vor dem Zeitpunkt t von dem Ergebnis der Integration nach diesem Zeitpunkt subtrahiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass während Zeitintervallen mit einer Zeitdauer t das Ausgangssignal des ladungsempfindlichen Verstärkers integriert wird, die Integrationsergebnisse in Zeitreihenfolge gespeichert werden und die Schritthöhe dadurch bestimmt wird, dass die summierten Integrationsergebnisse, die in einem Zeitintervall t -T erhalten sind, von den summierten Integrationsergebnisseii subtrahiert werden, die in einem Zeitintervall t -i-T erhalten sind, wobei T = n.t

P ' η

ist und η die Anzahl der Integrationsperioden angibt. 2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass η in Abhängigkeit von dem Energiespektrum des Rauschens in dem zu messenden Signal gewählt wird, 3» Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass η in Abhängigkeit von den Zeitabständon zwischen aufeinanderfolgenden Signalen gewählt wird, h, Vorfahren n:ioh Anspruch 1, 2 odor 3, dadurch gekennzeichnet, dass clio '.\ ntogrationsorgebi] n.rs(> w.Mh.rotid dor ^r/,olt T

309808/0778 SAD 0FMÖ1NAL

PIIN.5768.

gespeichert werden, und dass zu dem Zeitpunkt t ein Signal zur Summation der gespeicherten Integrationsergebnisse'abgegeben wird,

5· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Zeitpunkte t ₁ , t 2 u¹¹^ *τ,3 ^ixL Zeitreihenfolge zunächst gespeichert werden und aus den Zeitabständen t_ο~* ι "-"¹^ * 3*** 2 Zeitdauer T ermittelt wird, die kleiner als der kleinste der genannten Zeitabstände ist, wonach die zu dem Zeitpunkt t ^ gehörige Schritthöhe bestimmt wird, wobei der sich auf die Zeitdauer T beziehende Normwert berücksichtigt wird, 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Summation jedem gespeicherten Integrationsergebnis ein Gewichtsfaktor zuerteilt wird, der höher ist, je nachdem das Teilintervall dem Zeitpunkt t näher liegt,

7* Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Integrationsergebnis, das in dem Teilintervall erhalten ist, in dem der Zeitpunkt t liegt, und die Integrationsergebnisse, die in mindestens einem der sofort darauf folgenden sich aneinander anschliessendeu Teilintervalle erhalten sind, bei der Summation ausser Acht gelassen werden,

8, Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Integrationsergebnisse, die in der Zeitdauer T erhalten'sind, miteinander verglichen werden, um eine durch träge Ladungserscheinungeii im Strahlungsaufnehmer herbeigeführte langsame Steigung zu detektieren,

m^ ^3309808/0778 '^:

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9. Verfahren nach einem der "vorstehenden Ansprüche, · dadurch gekennzeichnet, dass die Summation der gespeicherten Ergebnisse eliminiert wird, wenn auffolgende Zeitpunkte t

t ο innerhalb einer Zeitdauer T voneinander entfernt sind.

(10.) Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach * ~ Anspruch 1, die einen Strahlungsaufnehmer, einen ladungsempfindlichen Verstärker, Integratoren, eine Messvorrichtung, eine Signalerkennschaltung und eine Datenverarbeitungseinrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Schaltvorrichtung, die den Ausgang des ladungsempfindlichen Verstärkers, während einer Zeitdauer t nacheinander mit jedem der Integratoren verbindet, und ferner eine zweite Schaltvorrichtung enthält, die den Ausgang jedes Integrators mit der Messvorrichtung verbindet, deren Ausgang einerseits an einen Mehrfachspeicher zur Speicherung der Messdaten und andererseits an die Signalerkennschaltung angeschlossen ist, die den Zeitpunkt t bestimmt, während die Datenverarbeitungseinrichtung einen an den Mehrfachspeicher angeschlossenen Rechenspeicher, an den Ausgang der Signalerkennschaltung und an den Rechenspeicher angeschlossene Zählschaltungen und einen Endergebnisspeicher enthält, der an die Zählschaltungen und an den Rechenspeicher angeschlossen ist, um die Ergebnisse der rechnerischen Bearbeitungen als Mass für die Energie jedes dem Strahlungsaufnehmer zugeführten Strahlungsquants zu speichern.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung ein Analog-Digital-Wandler isc, der pro Messung die Messdaten in Bits parallel abgibt, wHhrend dor

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Mehrfaclispexcher ein digitales ¥ortschieberegister ist, das ρ Wörter von m Bits enthält, und die Signalerkennschaltung durch ein ¥ortschieberegister von mindestens zwei Wörtern von m Bits und einen digitalen Komparator enthält, der ein Signal zu dem Zeitpunkt t beim XJ eber schreit en eines Bezugswertes abgibt und dass der Rechenspeicher die folgenden sich aneinander anschliessenden Schaltungen enthält: eine Torschaltung, die an das digitale Wortschieberegister angeschlossen und. mit S teuer eingängen versehen ist; eine Subtraktions-Additioni Steuerschaltung; ein Hilfsregister und ein Zwischenergbnisregister, das mit dem Endergebni^register verbunden ist, während die Zählschaltungen einen Subtraktionszähler fUr η Subtraktionsbearbeitungssignale, der an den Ausgang der Signalerkennschaltung, an einen ersten«Steuereingang der Torschaltung und an einen Subtraktionssteuereingang der Subtraktions-Additions-Steuerschaltung angeschlossen ist, und ferner einen Additionszähler für η Additionsbearbeitungssignale enthalten, der mit · dem Subtraktionszähler zum Empfang eines Startimpulses verbunden und ferner an einen zweiten Steuereingang der Torschaltung, an einen· Additionssteuereingang der Svibtraktions-Additions-Steuerschaltung und an das Endergebnisregister angeschlossen ist,

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Torschaltung ein Gewichtsfaktorregister enthält, das mit dem ersten Steuereingang, an den der Subtraktionszähler aiifiosdhlos'ütui ist, und mit doi.i zweiten Stenoreingang, an den <]<·γ Additionsziüilo.r «ixigeschlofiiscin ist, versehen ist und das

3Q98-Q8/Q778 ^{ßAD 0RIGf}NAL

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die Wörter aus dem Wortschieberegister, die in der Torschaltung empfangen sind, mit einer binären Zahl multipliziert, die eine Funktion der den Steuereingängen zugefÜhrten Zählimpulse ist.

13· Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählschaltungen ferner einen Pufferzähler für mindestens zwei Zählungen enthalten, der zwischen dem Subtraktionszähler und dem Additionszähler angeordnet ist» 14, Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch h_t dadurch gekennzeichnet, dass ρ gleich η ist und der Subtraktionszähler zu dem Zeitpunkt t von der Signalerkennschaltung eiren Startimpuls empfängt. 15· Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13 zum'Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Zählschaltungen zwischen dem Ausgang der Signalerkennschaltung und dem Subtraktionszähler die folgenden Register enthalten: ein Zählregister, ein erstes Uebernahmeregister, ein zweites Uebernahmeregister, ein Rechenregister und ein 1-Bits-Schieberegister,.wobei das Zählregister mit ^inem Starteingang, das erste und das zweite Uebernahmeregister mit einem Uebernahtneeingang und das Rechenregister mit einem Starteingang an den Ausgang der Signalerkennschaltung angeschlossen sind und das Rechenregister mit einem Parällelausgang des ersten sowie des zweiten Uebernahmeregisters und mit Programmiere in gflngen für jedes Bit des 1-Bits-Schieberegisrers verbunden ist, das eine Zählkapazität aufweist, die ρ Zeitintervallen entspricht, und das mit einem Axisgang an den Subtraktion«·

ι 1

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zähler angeschlossen ist, derart, dass nach jedem Zeitpunkt t das zweite Uebernahmeregister den Inhalt des ersten Uebernahmeregisters übernimmt, dieses Register dann den Inhalt des Zählregisters übernimmt und dieses Register danach auf Null zurückgesetzt wird und jedes folgende genannte Zeitintervall mit einer maximalen Kapazität vbn η zShlt, während das Rechenregister nach dem Zeitpunkt to den Inhalt des zweiten

j- _+ P-J

ti2 T>1
Uebernahmeregisters n- = —-*-r *— mit dem Inhalt des ersten

¹ *n

t --t 2
Uebernahmeregisters n_o = —*-4—*-— vergleicht und daraus η für den Zeitpunkt t ₂ ^m^ einem Höchstwert von η_ma_ und einem' Mindestwort von η. berechnet und dann an einen Programmiereingang entsprechend einer Stelle n₂+n ein Signal abgibt und die Subtraktions- und Addierzähler auf eine Zählkapazität η

' i

programmiert, so dass der Rechenspeicher mit der Verarbeitung der Messdaten zu dem Zeitpunkt ^^o'^P^n ^anf3ng*» ^wänrend zwischen dem Rechenspeicher und dem Endergebnisspeicher eine Normierschaltung angeordnet ist, die mit den Zählschaltungen verbunden ist»

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 1^ zum •Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerkennschaltung eine monostabile Vorrichtung, die zu jedem Zeitpunkt t startet, und eine Koinzidenzschaltung mit zwei EingRngen und einem Ausgang enthält, wobei ein erster Eingang der Koinzidenzschaltung an einen SchaltSignalausgang der monostabilen Vorrichtung angeschlossen ist, der zweite Eingang und ein Starteingang der monostabilen Vorrichtung an den Ausgang der Signalerkennschaltung ange-

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.schlossen sind und der Ausgang der Koinzidenzschaltung mit Rückstelleingängen der ZShIschaltungen und des Rechenspeichers verbunden ist.

17· Vorrichtung nach Anspruch 15 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass das Rechenregister eine Ueberwachungsschaltung enthält, die bei η <■ η . die Programmiereingänge sperrt, 18, Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 17t dadurch gekennzeichnet, dass das Reohenregister ein binäres Register zur Bestimmung von η = n_m· 2* enthält, wobei χ zwischen 0 und einem Höchstwert einstellbar ist, und die Normierschaltung dementsprechend das Zwischenergebnis mit einer binären Zahl multipliziert*

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