DE2745081C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Auswertung der latenten, durch Gammastrahlung erzeugten Anzeige von Radio­ photolumineszenzgläsern gemäß Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine derartige Einrichtung ist Gegenstand des älteren Patents DE-PS 27 44 020.

In das Meßergebnis derartiger Einrichtungen geht außer dem gewünschten Lumineszenzmeßwert auch die Empfindlichkeit des Lichtwandlers, der Ver­ stärkungsgrad des an diesen angeschlossenen Verstärkers und eventueller Folgeglieder sowie die Meßzeit ein. Die Meßzeit läßt sich auf relativ leichte Weise hinreichend konstant halten. Die Intensität der UV-Lichtquelle soll für die nachstehenden Betrachtungen als gegeben und konstant angenommen werden. Die Empfindlichkeit des Lichtwandlers und der Verstärkungsgrad des ihm folgenden Verstärkers sowie eventueller Folgestufen sind Einflußgrößen, welche zugleich wechselnden Temperaturen und der Alterung unterliegen. Damit diese Einflußgrößen nicht in das Meßergebnis eingehen, liegt es nahe, diese Größen durch Verwendung von Regeleinrichtungen an sich bekannter Art zeit­ lich konstant zu halten. Jedoch bedingen derartige Regelein­ richtungen, insbesondere wenn sie mit hoher Genauigkeit arbeiten sollen, einen erheblichen Aufwand. Die vorliegende Erfindung geht deshalb einen anderen Weg.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs ge­ nannten Art anzugeben, bei welcher der Einfluß von Empfindlichkeits­ änderungen des Lichtwandlers und von Änderungen des Verstärkungsgrades des ihm folgenden Verstärkers und weiterer Folgestufen auf wesentlich einfachere und kostengünstigere Weise aus­ geschaltet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung in der einen Meßphase,

Fig. 2 das Blockschaltbild dieser Einrichtung in der anderen Meßphase.

In Fig. 1 beleuchtet die UV-Lichtquelle 1 gemäß der Strahlungs­ linie 2 das Radiophotolumineszenzglas 3. Dieses ist zur Messung in an sich beliebiger Weise in einer lichtdichten Meßkammer 4 untergebracht. Letztere hat zum Eintritt des UV-Lichtes eine Lochblende 5.

Das durch das UV-Licht angeregte Lumineszenzlicht des Radiophoto­ lumineszenzglases tritt über eine zweite Lochblende 6 aus der Meßkammer aus, wie durch 7 angedeutet, und trifft auf ein optisches Filter 8. Letzteres sorgt dafür, daß nicht zu­ sätzlich UV-Licht, welches aus der Blende 6 austritt, weiter gelangen kann, weil dieses Filter nur den orangen bis roten Wellenlängenbereich des Lumineszenzlichtes hindurchläßt.

Das Lumineszenzlicht trifft sodann auf den Lichtwandler 9. An diesem ist eine Integrierstufe 10 angeschlossen. Letztere besteht im wesentlichen aus dem erforderlichen Verstärker, der eigentlichen Integrierstufe und einem Speicher für das integrierte Signal des Lichtwandlers 9. Auf die Integrier­ stufe 10 folgt ein Analog-Digital-Konverter 11.

Von der Programmsteuerstufe 12 sind Umschalter 13 und 14 mit den Schaltstellungen a, b betätigbar. In der Schaltstellung a wird eine direkte Verbindung 15 Analog-Digital-Konverter 11 zur Auswerteeinrichtung 16 hergestellt, an welche eine Anzeige­ vorrichtung 17 an sich beliebiger Art, zum Beispiel eine digitale Anzeigevorrichtung oder ein Drucker angeschlossen ist. Bestandteil dieser Auswerteeinrichtung ist eine Korrektureinrichtung 18, welche als Multiplizierer ausgebildet ist. In der Schaltstellung b der Schalter 13 und 14 ist die Verbindung des Analog-Digital-Kon­ verters 11 mit der Auswerteeinrichtung 16 unterbrochen. Statt dessen ist an dem Analog-Digital-Konverter 11 eine Vergleichs­ stufe 19 angeschlossen, welche mit einem Sollwertspeicher 20 zu­ sammenarbeitet. Zwischen Vergleichsstufe 19 und der Korrekturstufe 18 der Auswerteeinrichtung 16 ist ein Speicher 21 eingeschaltet.

Die Programmsteuereinrichtung 12 schaltet über Schalter 22 und 23, welche ebenfalls Schaltstellungen a, b haben, alter­ nierend die UV-Lichtquelle 1 oder eine Referenzlichtquelle 24 ein. Letzteres ist in bezug auf den Lichtwandler 9 mechanisch so angeordnet, daß sie diesen Lichtwandler zu beleuchten ver­ mag. 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, mit den Mitteln der Halbleiterelektronik leicht möglich. Derartige Referenzlichtquellen sind auf dem Markt erhältlich. Von der Programmsteuerung 12 ist noch der Schalter 25 betätigbar, auf den später eingegangen wird.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 1 nur durch die anderen Schaltstellungen der Schalter 13, 14, 22 und 23, nämlich, daß jetzt die Schalt­ stellungen b dieser Schalter eingeschaltet sind.

Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet wie folgt:

Gemäß Fig. 1 ist der Schalter 22 geschlossen und damit die UV- Lichtquelle 1 eingeschaltet. Es sei angenommen, daß die damit eingeleitete Messung bereits eine vorbestimmte Zeit, zum Beispiel 0,5 Sekunden, abgelaufen ist. Am Ausgang der Integrierstufe 10 steht jetzt ein Meßwert an, welcher in erster Näherung der im Radio­ photolumineszenzglas 3 gespeicherten latenten Strahlungsdosis entspricht. Dieser Meßwert wird in dem Analog-Digital-Konverter 11 digitalisiert und über die Leitung 15 der Auswerteeinrichtung 16 zugeführt. Dort wird der bis jetzt erhaltene Gammameßwert ver­ schiedenen, physikalisch bedingten Korrekturen, die nicht mit zur Erfindung gehören und an sich bekannt sind, unterworfen. Danach wird von der Programmsteuervorrichtung der Schalter 25 betätigt, welcher den Speicher der Integrierstufe 10 auf Null zurückstellt, etwa indem ein eingesetzter Operationsverstärker vom Ausgang auf den Eingang kurzgeschlossen wird.

Bei der Auswertung des vom Analog-Digital-Konverter 11 gelieferten Gammameßwertes wird dieser in der Korrekturstufe 18 in bezug auf Änderungen des Lichtwandlers 9, der Integrierstufe 10 und des Analog-Digital-Konverters 11 korrigiert. Dies geschieht auf die nachfolgend beschriebene Weise:

Gemäß Fig. 2 ist jetzt die Referenzlichtquelle 24 durch den Schalter 23 unter Spannung gesetzt und beleuchtet gemäß der Strahlungslinie 26 den Lichtwandler 9. Dies geschieht für eine bestimmte Zeit, beispielsweise 0,01 Sekunden. Diese kurze Zeit ist möglich, weil die Referenzlichtquelle eine wesentlich höhere Strahlungsintensität abgibt als das Radiophotolumineszenzglas 3 .

Das vom Lichtwandler 9 gelieferte Referenzlichtsignal wird in der Integrierstellung 10 integriert und im Analog-Digital- Konverter 11 digitalisiert. Weil jetzt die Kontakte b der Schalter 13 und 14 geschlossen sind, gelangt das Signal des Analog-Digital-Konverters 11 auf die Vergleichsstufe 19. Dort wird es mit einem vorgegebenen Sollwert aus dem Sollwert­ speicher 20 verglichen. Haben nun die Stufen 9, 10 und 11 noch ihre ursprünglich vorgegebenen Eigenschaften, so gibt die Vergleichsstufe 19 den Wert "1" als Korrektursignal an den Speicher 21 ab. Dieser Wert wird der Korrekturstufe 18, nämlich dem darin enthaltenen Multiplizierer, zugeführt und dank des Speichers 21 so lange gehalten, bis in der anderen Meßphase das Lumineszenzglas 3 von der UV-Lichtquelle 1 be­ leuchtet wird und der Analog-Digital-Konverter 11 einen Lumines­ zenzmeßwert abgibt. Demzufolge findet in dem Falle, daß die Stufen 9, 10, 11 keine Veränderungen erfahren haben, keine Korrektur des Lumineszenzmeßwertes in der Auswerteeinrichtung 16 statt.

Haben bei der Referenzlichtmessung mit der Lichtquelle 24 die Stufen 9, 10, 11 zwischenzeitlich eine Veränderung erfahren, so gibt die Vergleichsstufe 19 über den Speicher 21 einen von "1" verschiedenen Korrekturwert in die Korrektureinrichtung 18 ab. Wird nun durch die Programmsteuervorrichtung 12 wieder die Referenzlichtquelle 24 aus- und die UV-Lichtquelle 1 ein­ geschaltet, mithin wieder auf Messung des Lumineszenz­ lichtes des Radiophotolumineszenzglases umgeschaltet, so wird der vom Analog-Digital-Konverter 11 gelieferte Lumines­ zenzmeßwert in der Auswerteeinrichtung 16 mit dem im Spei­ cher 21 stehenden Korrektursignal entsprechend korrigiert. Auf diese Weise zeigt die Anzeigevorrichtung 17 auch bei Veränderungen in den Teilen 9, 10, 11 einen Strahlungsmeß­ wert an, der erhalten worden wäre, wenn die Teile 9, 10, 11 zwischenzeitlich keine Änderungen erfahren hätten. Somit sind Einflüsse der Teile 9, 10 und 11 auf das Meßergebnis aus­ geschaltet. Man wird dabei die Einrichtung so ausbilden, daß nach einer Meßpause in jedem Fall zuerst die Referenzlicht­ messung vorgenommen wird und hernach die eigentliche Lumines­ zenzmessung. Dadurch wird sichergestellt, daß die Lumineszenz­ messung stets unter aktuell korrigierten Meßbedingungen erfolgt.

Bei alledem bietet die beschriebene Lichtintegration in den Integrierstufen 10 und 14 sowie die nachfolgende Digitalisierung im Analog-Digital-Konverter 11 besondere Vorteile. Diese werden nachfolgend erläutert.

Für die Lumineszenzlichtmessung und für die Referenzlichtmessung besteht an sich auch die Möglichkeit der kontinuierlichen Messung. In diesem Fall ist jedoch unmittelbar der Augenblickswert am Ausgang des Lichtwandlers 9 der jeweiligen Meßgröße pro­ portional. Die Integrierung hat jedoch von Haus aus den Vorteil höherer Genauigkeit, weil die integrierten Signale mit geringerem Aufwand im Lichtwandler oder dem nachfolgenden Verstärkerzug, d. h. mit von Haus aus geringerer Meßunsicherheit, zu verarbeiten sind, weil sie dank des in der Integrierstufe enthaltenen Speichers längere Zeit zur Verfügung stehen.

Trotz der beschriebenen Integrierung und Digitalisierung ist der zusätzliche Aufwand in der Praxis außerordentlich gering. Wie weiter oben erwähnt, sind zur Auswertung noch einige physi­ kalisch bedingte Korrekturen erforderlich. Eine dieser Korrek­ turen ist beispielsweise die Linearisierung des Zusammenhanges zwischen Meßsignal und Strahlungsdosis. Dieser Zusammenhang wird bei höheren Dosen zunehmend unlinear. Entsprechend moderner Techno­ logie wird man für all diese Korrekturen einen Microcomputer ein­ setzen. Dieser kann aber ohne zusätzlichen Aufwand für die be­ schriebene Überprüfung der Teile 9, 10, 11 mit Hilfe der Referenz­ lichtquelle 24 mit herangezogen werden. Außerdem liefert der Microcomputer, der auch die Programmsteuerung durchführt, ein beliebig genaues Zeitintervall für die Integration, weil er ohnehin einen Taktgenerator für die Vorgänge im Microprozessor enthält. Es versteht sich weiter von selbst, daß man ent­ sprechend moderner Technologie für die Schalter 13, 14, 22 und 23 in der Praxis kontaktlose Schaltglieder der Halb­ leitertechnik vorsieht.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Auswertung der latenten, durch Gammastrahlung erzeugten Anzeige von Radiophotolumineszenzgläsern durch Be­ strahlung des Radiophotolumineszenzglases mit Strahlung einer UV-Lichtquelle, bestehend aus einem Lumineszenzlichtmeßzweig mit einem Lichtwandler zur Erfassung der in dem Radiophoto­ lumineszenzglas gespeicherten und als Lumineszenzlicht emit­ tierten Strahlungsdosis, aus einem Verstärker mit dem Licht­ wandler nachgeschalteter Integrierstufe mit nachfolgendem Analog-Digitalkonverter, aus einem Referenzlichtmeßzweig zur Korrektur des im Lumineszenzlichtmeßzweig ermittelten Meßwertes in einer Auswerteeinrichtung, aus einer Programmsteuerung, welche beide Lichtmeßzweige einschaltet, aus einer Vergleichs­ einrichtung zum Vergleich des Referenzlichtmeßwertes mit einem von einem Sollwertspeicher gelieferten Referenzlicht-Sollwert und Abgabe eines Korrekturwertes an die Auswerteeinrichtung, und aus einer digital arbeitenden Einrichtung als Auswerte­ einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzlicht­ quelle (24) vorgesehen ist, die eine bei Anlegen einer kon­ stanten Versorgungsspannung eigenleuchtende Konstantlichtquelle ist und den Lichtwandler (9) beleuchtet, und daß von der Pro­ grammsteuervorrichtung (12) gesteuerte Schaltmittel (13, 14, 22, 23) vorgesehen sind, die alternierend in einer ersten Meßphase die Messung des Lumineszenzlichtes im Lumineszenzlichtmeßzweig durch Einschalten der UV-Lichtquelle (1) in Verbindung von Analog-Digitalkonverter (11) und Auswerteeinrichtung (16) be­ wirken und in einer zweiten Meßphase die Messung des Lichtes der Referenzlichtquelle (24) im Referenzlichtmeßzweig durch Einschalten der Referenzlichtquelle (24) und Verbindung von Analog-Digitalkonverter (11) und Vergleichseinrichtung (19) bewirken.