DE2745080C2

DE2745080C2 - Einrichtung zur Auswertung eines Radiophotolumineszenzglases

Info

Publication number: DE2745080C2
Application number: DE19772745080
Authority: DE
Inventors: Alois Dip.-Ing. Dr. 8520 Erlangen Hoegl; Karlheinz Ing.(grad.) 8551 Röttenbach Schubert
Original assignee: Frieseke & Hoepfner 8520 Erlangen De GmbH; Frieseke and Hoepfner GmbH
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1977-10-07
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1985-05-15
Also published as: DE2745080A1

Description

auf ein optisches Filter 8. Dieses Filter sorgt dafür, daß nicht zusätzlich UV-Licht, welches aus der Blende austritt, weiter gelangen kann, weil dieses Filter nur den orangen bis roten Wellenlängenbereich des Lumineszenzlichtes hindurchläßt Das Lumineszenzüeht trifft sodann auf einen Lichtwandler 9, beispielsweise einen Sekundärelektronenvervielfacher. An diesem ist eine Integrierstufe \Λ angeschlossen. 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-Digitalconverter 11. Die bisher genannten Funktionsstufen stellen den Lumineszenzlichtmeßzweig dar.

Von der UV-Lichtquelle 1 wird längs der Strahlungslinie 12 zusätzlich ein UV-Lichtwandier 13 beleuchtet Auf diesen folgt eine Integrierstufe 14. Letztere ist wie die Integrierstufe 10, aus Verstärker, Integrator und Speicher aufgebaut Auf die Integrierstufe 14 folgt ein Analog- Digitaiconverier 15. Die Teile 13 bis 15 bilden den Referenziiehtmeßzweig.

Auf den Analog-Digitalconverter 15 im Referenzlichtmeßzweig folgt eine Vergleichsstufe 16. Letztere wird zusätzlich von einem Sollwertspeicher 17 beaufschlagt

Einer Auswertestufe 18 der Einrichtung wird einerseits das vom Analog-Digitalconverter 11 gelieferte Lumineszenzsignal zugeführt andererseits das von der Vergleichsstufe 16 gelieferte, mit dem Sollwert des Sollwertspeichers 17 verglichene und damit korrigierte Signal des Referenzlichtmeßzweiges. Bestandteil der Auswertestufe 113 ist eine Korrekturstufe 19. Ihr wird das Signal der Vergleichsstufe 16 unmittelbar zugeführt An die AuswertestiJfe 18 schließt sich eine Anzeigevorrichtung 20 beliebiger Art an.

Die Einrichtung umfaßt weiterhin eine ProgrammsteuervorrichtuPg 21. Diese hat einmal die Aufgabe, über eine Verbindung 22 und einen Schalter 23 die UV-Lichtqueile 1 eirt- 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 bzw. 14 bei MeBbeginn an die Lichtwandler 9 bzw. 13 anschalten. Zum anderen dient die Programmsteuervorrichtung 21 dazu, über eine Verbindung 24 und Schalter 25 und 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 kam. dies auf einfache Weise durch Kurzschließen von deren Ein- und Ausgängen erfolgen.

Die Einrichtung nach F i g. 1 arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß der Schalter 23 geschlossen ist und die Messung bereits über die vorbestimmte Zeit, z. B. 03 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 Referenzlichtmeßzweig 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 Vergleichsstufe 16 verglichen mit einem vorgegebene,?, im Sollwertspeicher 17 enthaltenen Sollwert. Stimmt nun der vom Analog-Digitalconverter 15 gelieferte Meßwert nicht mit dem gespeicherten Soliwert überein, so bedeutet dies, daß auch das Radiophotolumineszenzglas 3 nicht mit der Soll-Lichtmenge beaufschlagt wurde. In diesem Fall gibt die Vergleichsstufe 16 einen Korrekturwert an die Korrektureinrichtung 19 der Auswerteeinrichtung 18 ab. Dort wird der von der Integrierstufe 10 über den Analog-Digitalconverter 11 angelieferte Lumineszenzmeßwert durch das genannte Korrektursignal berichtigt Der so gewonnene Meßwert entspricht dann dem Gammameßwert, welcher bei Beaufschlagung des Radiophotolumineszenzglases 3 mit der Soll-lichtmenge erhalten worden wäre. Dieser Gammameßwert wird nach weiteren, physikalisch bedingten Korrekturen in der Auswertestufe 18 als Gammadosis durch die Anzeigevorrichtung 20 angezeigt Nach Ende der Messung werden die Speicher in den Integrierstufen 10, 14 durch die Programmsteuervorrichtung 21 über die Schalter 25, 26 wieder auf Null gestellt In F i g. 2 sind zusätzlich zu F i g. 1 die erfindungsgemäß we^;;"r gesehenen Mittel angegeber.. Mit F i g. 1 übereinstimmende Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Eine zusätzliche Referenzlichtquelle 27 ist in bezug auf den UV-Lichtwandler 13 mechanisch so angeordnet, daß sie längs der Strahlungslinie 28 diesen Lichtwandler zu beleucnten 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 erhältlich.
Mit dem Schalter 23 ist mechanisch ein Schalter 29 gekoppelt Dadurch wird erreicht daß durch die Verbindung 22 alternierend die Referenzlichtquelle 27 oder die UV-Lichtquelle 1 durch die Programmsteuervorrichtung 21 einschaltbar ist.
Mit einem Schalter 30, der mittels der Verbindung 31 ebenfalls von der Programmsteuervorrichtung 21 betätigt wird, kann der Sollwertspeicher 17 abgeschaltet und statt dessen ein weiterer Sollwertspeicher 32 an die Vergleichsstufe 16 angeschlossen werden.
Mit dem Schalter 30 mechanisch gekoppelt ist ein Schalter 33. Dieser schaltet dann, wenn der weitere Sollwertspeicher 32 eingeschaltet ist, den Ausgang der Vergleichseinrichtung 16 auf einen Korrekturwertspeicher 34. Dessen Ausgang und eine Verbindung 35 zur direkten Verbindung mit der Vergleichseinrichtung 16 liegen zusammen über einen Multiplizierer 36 an der Korrektureinrichtung 19 der Auswerteeinrichtung 18. Der MuI-tip'izierer 36 weist zwei gleichberechtigte Eingänge auf. Die Korrektureinrichtung 19 ist ebenfalls ein Multiplizierer.

Die Einrichtung nach F ι g. 2 arbeitet Wie folgt: Wenn die Schalter 23, 29, 30 und 33 ihre linke Schaltstellung einnehmen, entspricht die Arbeitsweise des in F i g. 2 gezeigten a; jführungsbeispieles derjenigen nach Fig. 1. !n jenem Fall wird somit über den Zweig 9,10,11 das Lumineszenzhcht des Radiophotolumineszenzglases 3 gemessen und mit dem im Referenzüchtmeßzweig 13,14, 15 erhaltenen Meßwert korrigiert Werden nun durch die Programmsteuereinrichtung 21 die Schalter 23,29,30 und 3S in ihre rechte 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

Das Ausgangssignal des UV-Lichtwandlers 13 wird sodann in der Integrierstufe 14 integriert, in dem Analog-Digitalconverter 15 digitalisiert und in der Ver- - gleichsstufc 16 verglichen mit dem Sollwert, der im Sollwertspeicher 32 eingespeichert ist. Je nachdem, wie das jetzt vom Analog-Digitalconverter 15 gelieferte Referenzlichtsignal mit dem genannten Sollwert übereinstimmt, gibt die Vergleichsstufe 16 einen Korrekturwert j über den Schalter 33 an den Korrekturwertspeicher 34 P ab. Dort wird dieser Korrekturwert gespeichert und ^! steht an einem Eingang des Multplizierers 36 an. Es ist leicht ersichtlich, daß eventuelle Abweichungen des referenzlichtbedingten Signals jetzt 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 zusätzliche Referenzlichtquelle 27 ein nach j Intensität und Spektrum konstantes Licht abgibt. Im

Sru»irhpr ΧΛ ctpht mithin pin KnrrpWtiirsicrnn! an. welches

diese Änderungen berücksichtigt.

Werden nun die Schalter 23, 29, 30 und 33 durch die Programmsteuereinrichtung 21 wieder in ihre linke Schaltstellung gebracht, so werden in der zu F i g. 1 beschriebenen Weise die beiden Lichtmeßzweige 9,10,11 für das Lumineszenzlicht und 13.14.15 für das UV-Licht wieder in Wirkung gesetzt. Demzufolge liegt am Multiplizierer 36 nunmehr außer dem im Korrekturwertspeicher 34 gespeicherten Korrekturwert für die Änderungen in den Baustufen 13,14,15 auch der Korrekturwert für die Abweichungen der UV-Lichtquelle 1 gleichzeitig an. Der Multiplizierer 36 bildet aus beiden Korrekturwerten das Produkt und speist dasselbe in die Korrektureinrichtung 19 ein. Mithin wird der vom Analog-Digitalconverter 11 gelieferte Lumineszenzmeßwert sowohl durch einen Korrekturwert beeinflußt, der die Intensitätsänderungen der UV-Lichtquelle 1 berücksichtigt als auch einen Korrekturwert, der mögliche Änderungen in

j den Baustufen 13,14,15,16 berücksichtigt.

Da alle bisher vorhandenen Teile des Referenzlichtmeßzweiges mitverwendet werden, ist hierzu nur ein relativ geringer Zusatzaufwand zu der Einrichtung nach F i g. 1 erforderlich. Selbstverständlich wird man die praktische Ausführung bezüglich der Programmsteuervorrichtung 21 so wählen, daß nach einer Meßpause in jedem FaIi zuerst die Referenzlichtmessung mit der Lichtquelle 27 vorgenommen wird und hernach die eigentliche Lumineszenzmessung mit der UV-Lichtquelle. Dadurch wird sichergestellt, daß die Lumineszenzmessung stets unter aktuell korrigierten Meßbedingungen erfolgt.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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eo

Claims

27 45 OSO

Patentanspruch:

Einrichtung zur Auswertung der latenten, durch Gammastrahlung erzeugten Anzeige eines Radiophotolumineszenzglases durch Bestrahlung des Radiophotolumineszenzglases mit einer UV-Lichtquelle, bestehend aus einem Lumineszenzlichtmeßzweig mit einem zur Erfassung der in dem Radiophotolumineszenzglas gespeicherten und als Lumineszenzlicht emittierten Strahlungsdosis bestimmten Lichtwandler mit nachgeschaltetem Verstärker, weiter bestehend aus einem der UV-Lichtquelle zugeordneten und zur Korrektur des im Lumineszenzüchtmeßzweig ermittelten Wertes in einer Auswerteeinrichtung bestimmten Referenzlichtmeßzweig mit einem zweiten Lichtwandler, dem ebenfalls ein Verstärker nachgeschaltet ist, wobei beide Lichtmeßzweige dtrrdi eine Programmsteuervorrichtung gleichzeitig einschaitbar sind und wobei Bestandteil des Referenzlichtmeßzweiges eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich des Referenzlichtmeßwertes mit einem anderen Wert und Abgabe eines entsprechenden Korrekturwertes an eine Korrektureinrichtung der genannten Auswertee^:nrichtung ist, wobei nach Patent 27 44 020 als Merkmalskombination die Programmsteuervorrichtung beide Lichtmeßzweige für einen Meßimpuls einschaltet. Bestandteile beider Meßzweige den Lichtwandlern nachgeschaltete Integrierstufen ..lit nachfolgenden Analog-Digitalkonvertern sind und die Vergle^hseinrichtung einen Vergleich des Referenzlichtmeßwertes mit einem von einem Sollwertspeicher geiferten Referenz-Iicht-Sollwert vornimmt und den so gewonnenen Korrekturwert in die Auswerteeinrichtung abgibt, welche eine digital arbeitende Einrichtung ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem der UV-Lichtquelle (1) zugeordneten Lichtwandler (13) zusätzlich eine konstante Referenzlichtquelle (27) zugeordnet ist, daß der Vergleichseinrichtung (16) ein zweiter Sollwertspeicher (32) zugeordnet ist, daE zwischen Vergleichseinrichtung und Korrektureinrichtung (19) der Auswerteeinrichtung (18) ein Korrekturwertspeicher (34) angeordnet ist und daß die Programmsteuervorrichtung (21) alternierend über Schaltmittel in einer ersten Meßphase den Lumineszenzlichtmeßzweig und den Referenzlichtmeßzweig und in einer zweiten Meßphase die Referenzlichtquelle (27), den zweiten Sollwertspeicher (32) und den Korrekturwertspeicher (34) in Wirkung setzt

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Auswertung der latenten, durch Gammastrahlung erzeugten Anzeige eines Radiophotolumineszenzglases durch Bestrahlung des Radiophotolumineszenzglases mit einer UV-Lichtquelle, bestehend aus einem Lumineszenzlichtmeßzweig mit einem zur Erfassung der in dem Radiophotolumineszenzglas gespeicherten und als Lumineszenzlicht emittierten Strahlungsdosis bestimmten Lichtwandler mit nachgeschaltetem Verstärker, weiter bestehend aus einem der UV-Lichtquelle zugeordneten und zur Korrektur des im Lumineszenzlichtmeßzweig ermittelten Wertes in einer Auswerteeinrichtung bestimmten Referenzlichtmeßzweig mit einem zweiten Lichtwandler, dem ebenfalls ein Verstärker nachgeschaltet ist, wobei beide Lichtmeßzweige durch eine Programmsteuervorrichtung gleichzeitig einschaltbar sind und wobei Bestandteil des Referenzlichtmeßzweiges eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich des ReferenzlichtmeSwertes mit einem anderen Wert und Abgabe eines entsprechenden Korrekturwertes an eine Korrektureinrichtung der genannten Auswerteeinriohtung ist
Eine solche Einrichtung ist bekannt aus der FR-PS

ίο 13 76 581. Bei ihr ist der Referenzlichtmeßzweig gleichzeitig mit dem Lumineszenzlichtmeßzweig eingeschaltet nach Maßgabe der genannten Programmsieuervor-Hchtung. Die Programmsteuervorrichtung schaltet dabii einen Drehteller weiter, auf dem die auszumessenden Radiophotolumineszenzgläser angeordnet sind. Zwischen den Fortschaltschritten wird eine kontinuierliche Messung vorgenommen. Die eigentliche Anzeige erfolgt durch ein digitales Anzeigeinstrument.

Dem Hauptpatent liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausweneeinrichtung dieser An auf einfache Weise so weiterzubilden, daß auch bei starker Emissionsschwankungen der UV-Lichtquelle gleichwohl eine hohe Meßgenauigkeit erzielt wird. Dies wird gemäß dem Hauptpatent durch die Merkmalskombination erreicht, daß die Programmsteuervorrichtung beide Li ;htmeßzweige für einen Meßimpuls einschaltet, daß Bestandteile beider Meßzweige den Lichtwandlern nachgeschaltete Integrierstufen mit nachfolgenden Analog-Digitalkonvertern sind und daß ά'ν, Vergleichseinrichtung einen Vergleich des Referenzlichtmeßwertes mit einem von einem Sollwertspeicher gelieferten Referenzlicht-Soll wen vornimmt und den so gewonnenen Korrekturwert an die Auswerteeinrichtung abgibt, welche eine digital arbeitende Einrichtung ist

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Meßgenauigkeit sowohl von den starken Emissionsschwankungen der UV-Lichtquelle als auch noch von zeitlichen Änderungen der Baustufen im Refere-^zlicht..i"'ßzweig weitgehend unabhängig zu machen, und dadurch die Meßgenauigkeit weiter zu erhöhen.

Dies erfolgt dadurch, daß dem der UV-Lichtquelle zugeordneten Lichtwandler zusätzlich eine konstante Referenzlichtquelle zugeordnet ist, daß der Vergleichseinrichtung ein zweiter Sollwertspeicher zugeordnet ist, daß zwischen Vergleichseinrichtung und Korrektureinrichtung der Auswerfeinrichtung ein Korrekturwertspeicher angeordnet ist und daß die Programmsteuervorrichtung alternierend über Schaltmittel in einer ersten Meßphase den Luminesze Hichtmeßzweig und den Referenzlichtmeßzweig und in einer zweiten Μ,-ßphase die Referenzlichtquelle, den zweiten Sollwertspeicher und den Korrekturwertspeicher in Wirkung setzt

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung nach dem Hauptpatent

F i g. 2 eine Einrichtung nach dem Ausfuhrungsbei-

eo spiel.

Nach F i g. 1 beleuchtet eine UV-Lichtquel!e 1 längs der Strahlungslinie 2 ein Radiophotolumineszenzglas 3. Dieses ist zur Messung in beliebiger Weise in einer lichtdichten Meßkammer 4 untergebracht Letztere hat zum Einfall des UV-Lichtes eine Lochblende 5.

Das durch das UV-Licht angeregte Lumineszenzlicht 7 des Radiophotolumineszenzglases tritt über eine zweite Lochblende 6 aus der Meßkammer aus und trifft