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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Auswertung
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der latenten, durch Gammastrahlung erzeugten Anzeige von Radiophotolumineszenzgläsern
gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Der Einrichtung nach dem Hauptpatent liegt die Aufgabe zugrunde, die
Intensitätsänderungen der UV-Lichtquelle, welche ihrerseits von technischen Instabilitäten,
der Umgebungstemperatur und der Alterung abhängt, in möglichst einfacher und kostengünstiger
Weise in ihrem Einfluß auf daß Meßergebnis auszuschalten. Dies erfolgt, wie angegeben,
durch einen separaten Uv-Lichtmeßzweig für die Uv-Lichtquelle und Mitteln, welche
den im Uv-Lichtmeßzweig erhaltenen Meßwert in korrigierender Weise mit dem Lumineszenzmeßwert
in Beziehung setzen. Voraussetzung hierzu ist, daß die einzelnen Glieder in dem
UV-Lichtmeßzweig in ihren bestimmenden Größen selbst zeitlich konstant sind und
demzufolge keine neuen Unsicherheiten in das Meßereebnis einbringen. Diese Konstanz
kann dadurch erzielt werden, daß man die einer Veränderung unterworfenen Baustufen
in einen Regelungskreis einbezieht, welcher diese Veränderungen ausregelt. Eine
solche Methode ist jedoch ziemlich aufwendig und kompliziert.
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s ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art anzugeben, bei welcher der Einfluß von Änderungen der Baustufen im
Uv-Lichtmeßzweig auf wesentlich einfachere und kostengünstigere Art ausgeschaltet
wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Mittel, die im Kennzeichen
des Hauptanspruches und, in vorteilhafter Ausgestaltung, des Unteranspruches angegeben
sind.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, welche
ein Ausführungsbei6piel veranschaulicht.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung nach dem Hauptpatent,
Fig. 2 eine binrichtung nach Fig. 1 mit den erfindungsgemäßen Mitteln.
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In Fig. 1 belcuchtet die W-Lichtquelle 1 gemäß der Strahlungslinie
2 das Radiophotolumineszenzglas 3. Dieses ist zur Messung in an sich beliebiger
Weise in einer lichtdichten Meßkammer 4 untergebracht. Letztere hat zum Einfall
des 11V-Lichtes eine Lochblende 5.
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Das durch das Licht angeregte Lumineszenzlicht des Radiophotolumineszenzglases
tritt über eine zweite Lochblende, 6, aus der Meßknmmer aus, wie durch 7 angedeutet,
und trifft auf ein optisches Filter 8. Dieses Filter sorgt dafür, daß nicht zusätzlich
Licht, welches aus der Blende austritt, weiter gelangen kann, weil dieses Filter
nur den orangen bis roten Wellenlängenbereich des Lumineszenzlichtes hindurchläßt.
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Das Lumineszenslicht trifft sodann auf den Lumineszenzlichtwandler
9, beispielsweise einen Sekundärelektronenvervielfacher. An diesem ist eine Integrierstufe
10 angeschlossen.
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Letztere besteht im wesentlichen aus einem Verstärker, der eigentlichen
Integrierstufe und einem Speicher für das integrierte Signal des Lichtwandlers 9.
Auf die Integrierstufe 10 folgt ein Analog-Digital-Converter 11. Die bisher genannten
Funktions stuf en stellen den Lumineszenzlichtmeßzweig dar.
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Von der Uv-Lichtquelle 1 wird gemäß der Strahlungslinie 12 zusätzlich
der Uv-Lichtwandler 13 beleuchtet. Auf diesen folgt eine Integrierstufe 14. Letztere
ist, wie die Integrierstufe 10, aus Verstärker, Integrator und Speicher aufgebaut.
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Auf die Integrierstufe 14 folgt der Analog-Digital-Converter 15.
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Die Teile 13 bis 15 bilden den Uv-Lichtmeßzweig.
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Auf den Analog-Digital-Converter 15 im Uv-Lichtmeßzweig folgt die
Vergleichsstufe 16. Letztere wird zusätzlich von dem Sollwertspeicher 17 beaufschlagt.
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Die Auswertestufe der Einrichtung ist mit 18 bezeichnet. Ihr wird
das vom lnalog-Digital-Converter 11 gelieferte L"mineszenzsignal einerseits zugeführt,
andererseits das von der Vergleichsstufe 16 gelieferte und mit dem Sollwert 17 verglichene
und damit
korrigierte Signal des UV-Lichtmeßzweiges. Bestandteil
der Auswertestufe 18 ist eine Korrekturstufe 19. Ihr wird das Signal der Vergleichsstufe
16 unmittelbar zugeführt. An die Auswertestufe 18 schließt sich eine Anzeigevorrichtung
20 an sich beliebiger Art an.
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Die Einrichtung umfaßt weiterhin eine Programmsteuerstufe 21.
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Diese hat einmal die Aufgabe, über die Verbindung 22 und den Schalter
23 die UV-Lichtquelle 1 ein. und auszuschalten. Es ist auch möglich, die Uv-Lichtquelle
ständig eingeschaltet zu lassen und zwischen den Teilen 9 und 10 sowie 13 und 14
Kontakte vorzusehen, welche die Integrierstufen 10 und 14 bei Meßbeginn an die Lichtwandler
9, 13 anschalten. Zum anderen dient die Programmsteuerstufe 21 dazu, über die Verbindung
24 und die Schalter 25, 26 die Speicher der Integrierstufen 10 und 14 bei Ende des
Meßvorganges auf Null zu stellen. Wenn Bestandteile der Integrierstufen 10 und 14
Operationsverstärker sind, so kann dies auf einfache Weise durch Kurzschließen von
deren Ein-und Ausgängen erfolgen.
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Die Einrichtung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Es sei angenommen,
daß der Schalter 23 geschlossen ist und die Messung bereits die vorbestimmte Zeit,
z.B. 0,5 Sekunden, abgelaufen ist. Am Ausgang der Integrierstufe 10 steht jetzt
ein Meßwert an, welcher in erster Näherung der im Radiophotolumineszenzglas 3 gespeicherten
latenten Strahlungsdosis entspricht. Dieses Signal enthält auch die Intensitätsänderungen
der
UV-Lichtquelle 1. Das bedeutet eine erhebliche Meßunsicherheit. Zu deren meßtechnischer
Berücksichtigung ist der UV-Lichtmeßzweig 13, 14, 15 vorgesehen. Am Ausgang der
Integrierstufe 14 steht ein Meßwert an, welcher ein Abbild der während der Messung
integrierten Intensität der UV-Lichtquelle 1 ist. Dieser Meßwert wird in der Vergleichsetufe
16 verglichen mit einem vorgegebenen, im Sollwertspeicher 17 enthaltenen Sollwert.
Stimmt nun der vom inalog-Digital-Converter 15 gelieferte Meßwert nicht mit dem
gespeicherten Sollwert überein, so bedeutet dies, dsß auch das Radiophotolumineszenzglas
3 nicht mit der Soll-Lichtmenge beaufschlagt wurde. In diesem Fall gibt die Vergleichsstufe
16 einen Eorrekturwert an die Korrekturstufe 19 der Auswerteeinrichtung 18 ab. Dort
wird der von der Integrierstufe 10 über den Analog-Digital-Converter 11 angelieferte
Lumineszenzaeßwert durch das genannte Korrektursignal berichtigt. Der so gewonnene
Meßwert entspricht dann dem Gaiiaießwert, welcher bei Beaufschlagung des Radiophotoluminessenzglsses
3 mit der Soll-Lichtmenge erhalten worden wäre.
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Dieser Gammameßwert wird nach weiteren, physikalisch bedingten Korrekturen
in der Auswertestufe 18 als Gammadosis durch die Anneigevorricht 20 angezeigt. Nach
Ende der Messung werden die Speicher in den Integrierstufen 10, 14 durch die Programmsteuerstufe
21 über die Schalter 25, 26 wieder auf Null gestellt.
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In Fig. 2 sind zusätzlich zu Fig. 1 die erfindungagemaßen Mittel angegeben.
Mit Fig. 1 übereinstimmende Teile sind dabei mit den
gleichen Bezugszeichen
versehen. beine Referenzlichtquelle 27 ist in bezug auf den UV-Lichtwandler 13 mechanisch
so angeordnet, daß sie gemäß der Strahlungslinie 28 diesen Licht.
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wandler zu beleuchten vermag. Bei der Referenzlichtquelle handelt
es sich um eine solche, die ihre Lichtintensität und ihre spektrale Lichtzusammensetzung
auf lange Zeit konstant hält, wenn nur die Betriebsspannung hinreichend konstant
gehalten wird. Letzteres ist jedoch, wie an sich bekannt, leicht mit den Bauelementen
der Halbleiterelektronik möglich. Derartige Lichtquellen, die auch einen hinreichend
hohen UV-Anteil im Emissionsspektrum haben, sind wohlfeil auf dem Markt erhältlich.
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Mit dem Schalter 23 ist mechanisch der Schalter 29 gekuppelt.
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Dadurch wird erreicht, daß gemäß der Verbindung 22 alternierend die
Referenzlichtquelle 27 oder die Uv-Lichtquelle 1 durch die Programmsteuereinrichtung
21 einschaltbar ist.
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Mit dem Schalter 30, der gemäß der Verbindung 31 ebenfalls von der
Programmsteuereinrichtung 21 betätigt wird, kann der Sollwertspeicher 17 abgeschaltet
und statt dessen ein weiterer Sollwertspeicher, 32, an die Vergleichsstufe 16 angeschlossen
werden.
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Mit dem Schalter 30 mechanisch gekuppelt ist ein Schalter 33.
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Dieser schaltet dann, wenn der zweitgenannte Sollwertspeicher 32 eingeschaltet
ist, den Ausgang der Vergleichseinrichtung 16 auf
einen Eorrekturwertspeicher
34. Dessen Ausgang und eine Verbindung 35 zur direkten Verbindung mit der Vergleichseinrichtung
16 liegen zusammen über der Baustufe 36 an der Korrektureinrichtung 19 der Auswerteeinrichtung
18. Die Baustufe 36 ist ein Multiplizierer mit zwei gleichberechtigten multiplizierenden
Eingängen. Die Korrektureinrichtung 19 ist ebenfalls ein Multiplizierer.
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Die Einrichtung nach Fig. 2 arbeitet wie folgt: Wenn die Schalter
23, 29, 30 und 33 ihre linke Schalt stellung einnehmen, entspricht die Arbeitsweise
des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispieles derjenigen nach Fig. 1. In jenem Fall
wird somit über den Zweig 9, tO, 11 das Lumineszenzlicht des Radiophotolumineszenzglases
3 gemessen und mit dem im Uv-Lichtmeßzweig 13, 14, 15 erhaltenen Meßwert korrigiert.
Werden nun durch die Programmsteuereinrichtung 21 die Schalter 23, 29, 30 und 33
in ihre andere Schaltstellung gebracht, so wird zunächst die UV-Lichtquelle 1 abgeschaltet
und die Referenzlichtquelle 27 an Spannung gelegt. Demzufolge wird Jetzt der UV-Lichtwandler
13 von dem konstanten Licht der Referenzlichtquelle 27 beaufschlagt.
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Das luagangsuigal des Uv-Lichtwandlers 13 wird sodann in der Integrierstufe
14 integriert, in dem Analog-Digital-Converter 15 digitalisiert und in der Vergleichsstufe
16 verglichen
mit dem Sollwert, der im Sollwertspeicher 32 eingespeichert
ist. Je nachdem, wie das vom Analog-Digital-Converter 15 gelieferte ileferenzlichtsignal
mit dem genannten Sollwert übereinstimmt, gibt die Vergleichsstufe 16 einen Korrekturwert
über den Schalter 33 an den Korrekturwertspeicher 34 ab. Dort wird dieser Korrekturwert
gespeichert und steht an einem Eingang des Iblltiplizierers 36 an. Es ist leicht
ersichtlich, daß eventuelle Abweichungen des referenzlichtbedingten Signales nur
darin begründet sein können, daß die Stufen 13, 14, 15 und 16 sich in ihren Werten
geändert haben, weil, wie weiter oben erläutert, die Referenzlichtquelle 27 ein
nach Intensität und Spektrum konstantes Licht abgibt. Im Speicher 34 steht mithin
ein Korrektursignal an, welches diese Änderungen berücksicht igt.
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Werden nun die Schalter 23, 29, 30 und 33 durch die Programmsteuereinrichtung
21 wieder in ihre andere Schalt stellung gebracht, so werden in der zu Fig. 1 beschriebenen
Weise die beiden Lichtmeßzweige 9, 10, 11 für das Lumineszenzlicht und 13, 14, 15
für das UV-Licht in Wirkung gesetzt. Demzufolge liegt am Mhltiplizierer 36 nunmehr
außer dem gespeicherten Eorrekturwert für die Änderungen in den Baustnfen 13, 14,
15 auch der Korrekturwert für die Abweichungen der UV-Lichtquelle 1 gleichzeitig
an. Der Mllltiplizierer 36 bildet aus beiden Eorrekturwerten das Produkt und speist
dasselbe in die Korrekturstufe 19 ein. Mithin wird der vom Analog-Digital-Converter
11 gelieferte
Lumineszenzmeßwert sowohl durch einen Korrekturwert
beeinflußt, der die Intensitätsänderungen der UV-Lichtquelle 1 berücksichtigt als
auch einen gorrektnrvert, der mögliche Änderungen in den Baustufen 13, 14, 15, 16
berücksichtigt.
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Wie ersichtlich, ist hierzu nur ein relativ geringer Zusatzaufwand
zu der Einrichtung nach Fig. 1 erforderlich. Selbstverständlich wird man die praktische
Ausführung bezüglich der Programmsteuerstufe 21 so wählen, daß nach einer Meß-Pause
in jedem Fall zuerst die Referenzlichtmessung vorgenommen wird und hernach die eigentliche
Lumineszensmessung.
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Dsdurch wird sichergestellt, daß die Lumineszenzmessung stets unter
aktuell korrigierten Neßbedingungen erfolgt.