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Die Erfindung bezieht sich auf einen Simulations-Gerätesatz
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zum Training von Meßpersonal an Dosisleistungsmessern für radioaktive
Strahlung mit Hilfe üblicher Dosisleistungsmesser.
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Dosisleistungsmesser sind ihrer Art nach dazu bestimmt, das Vorhandensein
radioaktiver Strahlung anzuzeigen und damit das Personal vor einer zu hohen und
gefährlichen Bestrahlungsdosis zu warnen. Weil nun die radioaktive Strahlung den
Menschen gefährden würde, insbesondere wenn sie in Form eines Übungsprogrammes längere
Zeit auf ihn einwirkt, ist es nicht möglich, radioaktive Strahlungsfelder selbst
zu Trainings zwecken zu verwenden. Um dennoch eine Trainingsmöglichkeit für das
Meßpersonal zu haben, hat man zur Simulation der radioaktiven Verhältnisse Hochfrequenzwellen
herangezogen.
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Bin Simulations-Gerätesatz dieser Art ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster
1 864 803 bekannt. Er besteht in seinen Hauptteilen aus einem Sender und einem Empfänger
für hochfrequente elektromagnetische Schwingungen. Dieser bekannte Gerätesatz ist
im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsfrequenz einer Trägerschwingung
das Maß für die zu simulierende Dosisleistung darstellt. Demgemäß ist die Anzahl
der Modulationsschwingungen pro Sekunde ein direktes SBß für die stimulierte Strahlungsintensität.
Die Anzahl der Schwingungen entspricht
der Anzahl der zu simulierenden
radioaktiv ausgelösten Impulse im Detektor. Die I{odulationsSrequenz kann dabei
auch durch Tastung dem Träger aufmoduliert werden, so daß Schwingungspakete entstehen,
deren zeitliche Aufeinanderfolge der Modulationsfrequenz entspricht. Von Nachteil
ist hier insbesondere, daß nur Strahiungswerte im Bereich von zwei bis drei Dekaden
übertragen werden können, weil andernfalls außerordentlich hohe Forderungen hinsichtlich
der Bandbreite von Sender und Empfänger resultieren.
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Demgegenüber sind jedoch Dosisleistungsmeßgeräte handelsüblich und
beispielsweise für Katastrophenschutzzwecke im Einsatz, welche einen Meßumfang von
sieben Zehnerpotenzen aufweisen, weil sie radioaktive Strahlungen von 0,1 mrad/h
bis 1000 rad/h anzeigen.
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Ein solches Gerät ist beispielsweise unter der Bezeichnung SVG bekannt.
Weitere Nachteile des bekannten Systems sind, daß es nicht ohne weiteres mit üblichen
marktgängigen Dosisleistungsmeßgeräten verwendet werden kann, daß die Störsicherheit
zu wünschen übrig läßt und daß eine reproduzierbare Einstellung eines vorbestimmten
Sollwertes nicht ohne weiteres gegeben ist. Die Verwendung üblicher Dosisleistungsmesser
ist aber erwünscht, um das Meßpersonal in möglichst naturgetreuem Rahmen zu trainieren.
Eine weitgehende Störsicherheit ist im Zeitalter der Überladung des Äthers mit elektromagnetischen
Wellen aller Art ein unabdingbares Erfordernis und spielt gerade beim Training von
insbesondere behördlichem Personal eine besondere Rolle. Für den letzten Punkt ist
auch zur Schaffung von stets gleichen wiederkehrenden Verhältnissen eine einfache
reproduzierbare Einstellung des simulierten Strahlungswertes erforderlich.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden erfindung, einen Simulations-Gerätesatz
zum Training von Neßpersonal an Dosisleistungsmessern für radioaktive Strahlung
anzugeben, der eine Simulation von Dosisleistungen in einem sehr weiten Bereich,
beispielsweise sieben Zehnerpotenzen, ermöglicht, die Verwendung eines einzigen
Senders mit an sich beliebigen Dosisleistungsmessern als Empfänger ohne wesentliche
eingriffe in denselben gestattet, sich durch hohe Störsicherheit auszeichnet, eine
exakte reproduzierbare Einstellung eines bestimmten simulierten Dosisleistungswertes
m Sender durch den Trainingsleiter gestattet, ohne Mehraufwand beim Sender auch
für Dosisleistungsmesser mit zwei oder mehr Detektoren und demzufolge Eingangskanälen
der Auswerteelektronik verwendbar ist und dabei gleichwohl sehr kostengünstig herzustellen
ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch Mittel, wie sie im Patentanspruch
1 und in weiteren Ausgestaltungen in den Unteransprüchen angegeben sind.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispieles erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der wesentlichsten Stufen von
Sender und Hochfrequenz-Empfangsteil,
Fig. 2 ein bekanntes Dosisleistungsmeßgerät
mit einer Öffnung für eine einschiebbare Zählrohrsonde, Fig. 3 eine Zählrohrsonde
mit eingebautem Hochfrequenz-Empfangs teil.
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Gemäß Fig. 1 stehen mit dem Sollwertgeber 1 die Knöpfe 2 und 3 in
Funktionsverbindung. Diese Knöpfe dienen zur Einstellung eines Sollwertes, dem dann
im Empfänger eine bestimmte Dosisleistung entspricht. Der Einstellknopf 2 dient
hier zur Grobeinstellung, beispielsweise in dekadischer Abstufung. Der Einstellknopf
3 hingegen dient dann zur stufigen Feineinstellung innerhalb einer Dekade.
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An den Sollwertgeber schließt sich der Kodierer 4 an. Ihm folgt die
Senderendstufe 5. Der Kodierer 4 hat die Aufgabe, aus dem vom Sollwertgeber 1 gelieferten
elektrischen Abbild des Sollwertes ein sollwertspezifisches Bitmuster als Binär-Code
zu erzeugen. Dieser wird über die Verbindung 7 an die Senderendstufe 5 geleitet
und dient zu deren M6dulatione Die Endstufe 5 ist ein aus der Modell-Pernsteuerteehnik
handelsüblicher, vielkanalig digital ansteuerbarer Sendemodul.
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Dessen Verwendung hat den besonderen Vorteil der Preisgünstigkeit
einerseits und der durch den Einsatz als Fernsteuersender
bereits
bekannten Betriebssicherheit andererseits. Solche Sendemodule sind mit einer Vielzahl
von Ansteuerkanälen versehen und sind daher von Haus aus zur Modulation mit dem
in der Baustufe 4 erzeugten Binär-Code gut geeignet. Am Ausgang der Senderendstufe
5 ist die Antenne 8 angeschlossen.
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An die Empfangsantenne 9 ist die Eingangsstufe 10 des Hochfrequenz-Empfangsteiles
angeschlossen. Sie besteht ebenfalls aus einem Empfangsmodul der Modell-Fernsteuertechnik
und ist in ihren sonstigen Daten an diejenigen des Sendemoduls 5 angepaßt.
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An die Eingangsstufe 10 folgt ein Dekodierer 11. Dort wird der übertragene
Binär-Code wieder in eine sollwertspezifische Größe zurückgeformt. Diese dient zur
Steuerung des Untersetzers 12, der eine im Impulsgenerator 13 erzeugb feste Impulsfrequenz
Je nach iSgabe des im Dekodierer 11 erzeugten Sollwertes untersetzt. Die Frequenz
des Impulsgenerators 13 ist dabei gleich oder größer als die maximale Impulsrate,
die bei Endausechlag am Eingang eines bestimmten handelsüblichen Dosisleistungsmessers
auftritt. Je kleiner der von der Stufe 11 abgegebene Sollwert ist, um so größer
ist das UnterEetzungsverhältnis der Stufe 12. Diese so untersetzte Impulsrate wird
der Anpassungsstufe 14 zugeführt. Diese dient zur Anpassung der Stufe 12 an den
Eingang eines beliebigen vorgegebenen
Dosisleistungsmessers mit
Impulsdetektor anstelle von dessen Detektor. An die AnpassungsstuSe 14 ist ein Steckkontakt
15 angeschlossen. Dieser dient dazu, anstelle einer sonst im Dosisleistungsmesser
sitzenden Zählrohrsonde in die Eingangsbuchse dieses Dosisleistungsmessers eingesteckt
zu werden.
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Je nachdem, ob die beispielsweise erwähnte Zählrohrsonde eingebaute
elektronische Auswertemittel, wie Vorverstärker etc., enthält, steht an der Anschlußbuchse
für diese Sonde auch mindestens eine Versorgungsspannung zur Verfügung. Diese kann
durch Entnahme über den Steckkontakt 15 vorteilhafterweise zur Stromversorgung der
Teile 10 bis 14 des Empfängers dienen.
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Die erfindungsgemäße Übertragung eines Bitmusters als Sollwert in
Form von einem Binär-Code hat anstelle der bekannten Übertragung der Dosisleistungsinformation
als Modulationsfrequenz einen wesentlichen weiteren Vorteil in Fällen, wo der Dosisleistungsmesser
eine Zählrohrsonde mit zwei eingebauten Zählrohren enthält, nämlich einem Hochdosiszählrohr
und einem Niederdosiszählrohr. Von diesen gibt jedes eine Impulsrate an einen separaten
Eingang der Auswertelektronik des Dosisleistungsmessers ab. Dies ist beispielsweise
bei dem weiter oben erwähnten handelsüblichen Gerät SVG der Fall. Mit einem solchen
Dosisleistungsmesser ist die Erfindung sehr leicht zu kombinieren. Es ist dazu nur
erforderlich, zwei Untersetzerstufen 12 vorzusehen und diese
durch
einen entsprechend bemessenen Dekodierer 11 getrennt anzusteuern. Die beiden Untersetzer
geben dann Abbilder von Impulsraten ab, die den sonst im Einsatz von den beiden
Zählrohren gelieferten Impulsraten entsprschen. Selbstverständlich hat dann die
Anpassungsstufe 14 zwei Kanäle zur Anpassung an die beiden Eingänge der Auswerteelektronik
im Dosisleistungsmesser.
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Nach der Lehre des bekannten Gebrauchsmusters wären hierfür zwei getrennte
Trägerfrequenzen mit entsprechender Modulation erforderlich.
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In Fig. 2 ist ein handelsüblicher Dosisleistungsmesser mit einem Meßumfang
von sieben Zehnerpotenzen dargestellt. Auf der Oberseite des Gehäuses 16 sind drei
Klappdeckel 17, 18, 19 angeordnet, die Steckbuchsen für außen anschließbares Zubehör
abdecken. Auf der Oberseite sind weiterhin sichtbar ein Druckkontakt 20, ein Neßbereichswahlschalter
21, ein Warnschwelleneinsteller 22 mit Sichtfenster 23, eine Warnlampe 24 sowie
ein Skalenfenster 25 mit darunter angeordneter Skala 26.
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In der linken Wandung des Gehäuses ist ein mittels PEnze herausdrehbarer
Einsatz 27 für einen zylindrischen Batteriebehälter angeordnet. Weiterhin ist in
der linken Wandung eine zylindrische Vertiefung 28 eingearbeitet mit zwei Führungsnuten
29, 30 und einer Orientienrngsnut 31.
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Die Öffnung 28 dient zur Aufnahme einer auswechselbaren Zählrohrsonde,
welche ein Niederdosiszählrohr und ein Hochdosis zählrohr enthält.
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Das Äußere einer solchen Zählrohrsonde ist in Fig. 3 dargestellt.
Die Zählrohrsonde 32 hat rechts einen vielpoligen Steckkontakt 33. An der linken
Stirnseite ist ein schwenkbarer Handgriff 34 gelagert, der mit einem Führungsstift
35 zusammenarbeitet und einen Verriegelungsmechanismus bildet, wie er im deutschen
Patent Nr. 12 89 922 der Anmelderin näher beschrieben ist. Weiterhin ist in der
linken Stirnseite eine Antennenanschlußbuchse 36 eingesetzt. Anstelle der beiden
Zählrohre nebst Vorverstärkern sind hier in Fig. 3 im Inneren der Sonde die Bausteine
10, 11, 12, 13 und 14 (Fig. 1) schematisiert untergebracht. Durch Einbau der gesamten
Hochfrequenz-Empfangseinrichtung in das Gehäuse der Sonde 32 ist von außen am Gehäuse
16 des Dosisleistungsmessers keine Veränderung sichtbar. Das Training mit einem
so ausgerüsteten Dosisleistungsmesser hat dadurch eine sehr große Realitätsnähe.
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Wie ersichtlich, ist bei der erfindungsgemäßen Lösung nur ein einziger
Sender für alle möglichen Dosisleistungsmesser erforderlich, die dabei einen oder
mehrere detektorbestückte Eingangskanäle haben können. Die Anpassung erfolgt rein
empfängerseitig
durch Wahl der Frequenz der Impulsgeneratoren 13
und der Zahl der Untersetzer 12. Bei den in der Modell-Fernsteuertechnik iiblichen
vielkanaligen Sende- und Empfangsmodulen wird durchwegs Schmalband-FM-Pulsbreitenmodulation
verwendet. Diese ist erfahrungsgemäß sehr störunanfällig. Der erfindungsgemäße Gerätesatz
ist dementsprechend ebenfalls sehr störfeet. Die Verwendung von Bitmustern als Sollwertinformation
in Verbindung mit der stufigen Sollwerteinstellung ermöglicht dabei die Übertragung
von Werten in sieben Zehnerpotenzen und mehr und gleichzeitig die geforderte hochreproduzierbare
Einstellung der Werte für die Trainings zwecke. Läßt man bei sieben Zehnerpotenzen
eine Unterteilung in 20 % - Stufen zu - was durchaus ausreicht - so sind 77 Einzelwerte
zu übertragen.
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Diese lassen sich durch achtstellige Dualzahlen darstellen, können
also über Sender mit acht Kanälen übertragen werden. Gemäß Katalogangaben sind aber
Systeme mit bis zu zwanzig Übertragungskanälen handelsüblich. Bei alledem handelt
es sich - außer um die wohlfeil erhältlichen Sende- und Empfangsmodule - ausschließlich
um übliche-und daher schaltungsmäßig nicht erläuterungsbedürftige - Raustufen der
Digitalelektronik, die billig und kleinvolumig herstellbar sind.
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