DE2909353A1

DE2909353A1 - Proportionaldetektoranlage

Info

Publication number: DE2909353A1
Application number: DE19792909353
Authority: DE
Inventors: Hans-Juerg Dipl Phys D Kreiner
Original assignee: MUENCHENER APPARATEBAU fur EL; Muenchener Apparatebau fur Elektronische Geraete Kimmel & Co KG GmbH
Current assignee: Muenchener Apparatebau fur Elektronische Geraete
Priority date: 1979-03-09
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1980-09-11
Also published as: DE2909353C2

Description

Proportionaldetektoranlage
Die Erfindung betrifft eine Proportionaldetektoranlage mit wenigstens einem Proportionaldetektor und einer Gasspüleinrichtung, deren Gasreservoir über ein Druckreduzierventil an den Proportionaldetektor angeschlossen ist.
Proportionaldetektoren werden hauptsächlich zur Messung von R- und 4-Strahlung eingesetzt. Diese Messungen, die im Normalfall quantitative Resultate erbringen, dienen insbesondere auf dem Gebiet des Strahlenschutzes an kerntechnischen Anlagen und Isotopenlaboratorien zur Identifizierung und quantitativen Bestimmüng radioaktiver Kontaminationen von Personen und Gegenständen.
Die Reichweite von <x- und ß-Strahlung ist relativ gering. Zur möglichst empfindlichen Messung muß der Zählraum des Proportionaldetektors durch ein möglichst leichtes bzw. dünnes Eintrittsfenster aus einem Material mit geringer Ladungszahl abgeschlossen sein. Der Zählraum muß eine möglichst reine Gasatmosphäre enthalten, wobei als Gase AR-CH4-Gemische, Butan, Propan usw. zur Anwendung kommen können.
Eine Anreicherung mit Sauerstoff, Wasserstoffdampf bzw.
anderen gasförmigen Oxiden, wie sie in der atmosphärischen Luft vorkommen, beeinträchtigt die Funktion des Proportionaldetektors und kann unter Umständen zur Zerstörung führen.
Das dünne Eintrittsfenster bildet aber keine absolut dichte Barriere zur Außenluft, so daß Luftsauerstoff in den Zählraum eindiffundieren kann. Um die Fremdatomkonzentration im Zählraum so gering wie möglich zu halten, ist es bekannt, den Zählraum kontinuierlich mit dem Zählgas der Atmosphäre des Zählraums zu spülen. Hierzu wird das Zählgas aus einem Reservoir, beispielsweise einer Druckgasflasche über ein Druckreduzierventil dem Zählraum des Proportionaldetektors zugeführt. Der Zählgasverbrauch ist relativ hoch, da der Gasdurchfluß dauernd größer sein muß als durch Lecks und Diffusion nach außen verloren geht. Um den Gasverbrauch möglichst klein zu halten, muß der Durchfluß und damit die Strömungsgeschwindigkeit des Gases möglichst gering gewählt sein. Im Zählraum entsteht damit eine im wesentlichen laminare Strömung, bei welcher eine ausreichende Vermischung mit frischem Zählgas nicht in jedem Fall sichergestellt ist.
Der Überdruck des Zählgases am Ausgang des Druckreduzierventils beträgt etwa 1 mbar. Druckreduzierventile, die derart niedrige Ausgangsdrücke konstant halten können, sind relativ teuer. Werden einfachere Druckreduzierventile benutzt, so ist die Konstanz des ausgangsseitigen Überdrucks unzureichend, was entweder bei unzureichender Spülung zur Zerstörung des Proportionaldetektors oder aber zu einem übermäßigen Gasverbrauch führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg zu zeigen, wie bei einer Proportionaldetektoranlage der Gasverbrauch verringert und die Verwendung relativ unkritischer Druckreduzierventile ermöglicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen das Gasreservoir und den Proportionaldetektor ein von einem Zeitwerk gesteuertes Absperrventil geschaltet ist, welches von dem Zeitwerk periodisch geöffnet und wieder geschlossen wird. Auf diese Weise wird der Proportionaldetektor lediglich intermittierend gespült. Der Überdruck des Gases kann, verglichen mit dem Überdruck bei herkömmlichen Gasspüleinrichtungen, erheblich höher gewählt werden, ohne daß sich der Gasverbrauch erhöht. Im Gegenteil, der Gasverbrauch kann erheblich, in der Regel um mehr als die Hälfte, gesenkt werden. Der Gasüberdruck kann zwischen 1o bis 300 mbar, vorzugsweise etwa 50 mbar, betragen. Aufgrund des höheren überdrucks können einfachere und damit preisgünstigere Druckreduzierventile benutzt werden.
Die z.B. aus einem Magnetventil als Absperrventil und dem Zeitwerk bestehende Einheit kostet lediglich einen Bruchteil dessen was ein Reduzierventil kostet. Die Anlage wird damit insgesamt billiger. Die Einstellung der Reduzierventile ist relativ unkritisch Wesentlich ist, daß der Gasüberdruck so hoch gewählt ist, daß in dem Zählraum des Proportionaldetektors eine turbulente Strömung auftritt, die während der kurzen Spülzeit eine ausreichende Durchmischung auch bei Vorhandensein kleinerer Lecks sicherstellt.
Der Durchfluß durch den Proportionaldetektor wird vorzugsweise durch eine dem Proportionaldetektor vorgeschaltete Düse gesteuert. Das Verhältnis der öffnungszeit zur Sperrzeit des Absperrventils und der Gasdurchfluß sind hierbei so bemessen, daß- pro Stunde ein Gasvolumen von mindestens 1o%, vorzugsweise etwa 25% des Innenvolumens des Proportionaldetektors durch den Proportionaldetektor strömt. Auf diese Weise kann die Detektor funktion auch bei Dauerbetrieb sichergestellt werden. Als geeignet hat es sich herausgestellt, wenn das Zeitwerk das Absperrventil periodisch alle 30 bis 60 Minuten für jeweils etwa 30 Sekunden bis 5 Minuten öffnet.
Von Bedeutung sind insbesondere Ausführungsformen mit mehreren Proportionaldetektoren, da diese gemeinsam an eine einzige Druckreduzierventileinrichtung angeschlossen sein können. Die Reduzierventilkosten lassen sich auf diese Weise erheblich senken.
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden.
Die Zeichnung zeigt schematisch in Form einer Druckgasflasche 1 ein Reservoir für das Zählgas, mit dem mehrere Proportionaldetektoren 3 gespült werden sollen. Bei dem Zählgas kann es sich beispielsweise um ein Gemisch aus lo Methan und 90% Argon handeln. Der Zählgaseingang der Proportionaldetektoren 3 ist über je eine als Drosselventil dienende Düse 5 an ein elektromagnetisch betätigbares Absperrventil 7 angeschlossen. Das Zählgas der Druckgasflasche 1 wird über ein von Hand einstellbares Druckminderventil 9 und ein dem Druckminderventil nachgeschaltetes selbsttätig regelndes Druckreduzierventil 11 dem Absperrventil 7 zugeführt. Das Absperrventil 7 wird von einem Zeitwerk 13 periodisch geöffnet und geschlossen. An die Zählgasausgänge der Proportionaldetektoren 3 angeschlossene pneumatische Dioden 15 oder Rückschlagventile sorgen dafür, daß das Zählgas bei gesperrtem Absperrventil 7 im Innenraum der Proportionaldetektoren eingeschlossen ist, während es bei geöffnetem Absperrventil 7 aufgrund des Überdrucks abströmen kann.
Das Druckminderventil 9 mindert den Überdruck der Druckgas- flasche auf etwa 200 bar. Das Druckreduzierventil 11 verringert den überdruck weiter auf einen überdruck zwischen 30 und loo mbar, vorzugsweise 50 mbar, und hält den eingestellten Wert unabhängig von Luftdruckschwankungen konstant.
Die Düsen 5 sind so bemessen, daß pro Stunde ein Zählgasvolumen von etwa 25% des Innenvolumens der Proportionaldetektoren 3 hindurchströmt. Das Verhältnis von Öffnungszeit zur Sperrzeit des Absperrventils 7 ist dementsprechend bemessen.
Beispielsweise öffnet das Zeitwerk 13 das Absperrventil 7 alle 30 Minuten für jeweils 1 Minute.
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Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e Cii Proportionaldetektoranlage mit wenigstens einem Proportionaldetektor und einer Gasspüleinrichtung, deren Gasreservoir über ein Druckreduzierventil an. den Proportionaldetektor angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Gasreservoir (1) und den Proportionaldetektor (3) ein von einem Zeitwerk (13) gesteuertes Absperrventil (7) geschaltet ist, welches von dem Zeitwerk (13) periodisch geöffnet und wieder geschlossen wird.
2. Proportionaldetektoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Proportionaldetektoren (3) gemeinsam mit dem Druckreduzierventil (9, 11) verbunden sind und daß das Absperrventil (7) den Gasstrom durch das Druckreduzierventil (9, 11) sperrt
3. Proportionaldetektoranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Proportionaldetektor (3) eine den Durchfluß steuernde Düse (5) vorgeschaltet ist.
4. Proportionaldetektoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckreduzierventil (9, 11) derart eingestellt ist, daß bei geöffnetem Absperrventil (7) in dem Proportionaldetektor (3) eine turbulente Gasströmung entsteht.
5. Proportionaldetektoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasüberdruck nach dem Druckreduzierventil (9, 11) wenigstens lo mbar beträgt.
6. Proportionaldetektoranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasüberdruck nach dem Druckreduzierventil (9, 11) etwa 50 mbar beträgt.
7. Proportionaldetektoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Öffnungszeit zur Sperrzeit des Absperrventils (7) und der Gasdurchfluß so bemessen sind, daß pro Stunde ein Gasvolumen von mindestens 10% des Innenvolumens des Proportionaldetektors (3) durch den Proportionaldetektor (3) strömt.
8. Proportionaldetektoranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß pro Stunde ein Gasvolumen von etwa 25% des Innenvolumens durch den Proportionaldetektor (3) strömt.
9. Proportionaldetektoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitwerk (13) das Absperrventil (7) periodisch alle 30 bis 60 Minuten für jeweils etwa 30 Sekunden bis 5 Minuten öffnet.
10. Proportionaldetektoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gasausgang des Proportionaldetektols (3) eine pneumatische Diode (15) angeschlossen ist.