DE2918978C2 - Simulations-Gerätesatz für einen Dosisleistungsmesser für radioaktive Strahlung - Google Patents

Description

a) Der Sender enthält als Ausgangsstufe (5) einen in der Modell-Fernsteuertechnik handelsüblichen, vielkanalig digital ansteuerbaren Sendemodul,

b) dem Sendemodul ist ein Kodierer (4) vorgeschaltet, welcher den von einem einstellbaren Sollwertgeber (1) gelieferten Sollwert der zu übertragenden Dosisleistungsinformation in ein sollwertspezifisches Bitmuster umformt,

c) der Sollwertgeber ist stufig einstellbar ausgebildet und die maximal mögliche Anzahl der Stufen nur durch die im Hinblick auf die Anzahl der Kanäle des Sendemoduls übertragbare Anzahl von Bitmustern begrenzt,

d) der Empfänger enthält als Eingangsstufe (10) einen in der Modell-Fernsteuertechnik handelsüblichen vielkanalig digital ansteuerbaren Empfangsmodul,

e) dem Empfangsmodul nachgeschaltet ist ein Dekodierer (11), der einen digital ansteuerbaren Untersetzerbaustein (12) ansteuert, welcher eine von einem Impulsgenerator (13) gelieferte Impulsrate nach Maßgabe der dekodierten Dosisleistungsinformation untersetzt und die Impulsfrequenz des Generators mindestens der maximalen Impulsrate am Eingang eines bestimmten handelsüblichen Dosisleistungsmessers entspricht,

f) die untersetzte Impulsrate wird einer Anpassungsstufe (14) zugeführt, welche den Empfängerausgang an den Detektoreingang des Dosisleistungsmessers anpaßt.

2. Gerätesatz nach Anspruch 1 zur Verwendung eines Dosisleistungsmessers mit zwei Kernstrahlungsdetektoren unterschiedlicher Empfindlichkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Untersetzer für die vom Impulsgenerator (13) gelieferte Impulsrate vorgesehen sind und die Anpassungsstufe zwei Kanäle zum Anschluß an die Detektoreingänge des Dosisleistungsmessers enthält.

3. Gerätesatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Anpassungsstufe mit einem Steckkontakt (15) zum Anschluß an den Dosisleistungsmesser versehen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Simulations-Gerätesatz zum Training von Meßpersonal an Dosisleistungsmessern für radioaktive Strahlung mit Hilfe üblicher Dosisleistungsmesser.

Dosisle'istungsmesser 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 Trainingszwecken zu verwenden. Um dennoch eine Trainingsmöglichkeit für das Meßpersonal zu haben, hat man zur Simulation der radioaktiven Verhältnisse Hochfrequenzwellen herangezogen,
ίο Ein Simulations-Gerätesatz dieser Art ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 18 64 803 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 ModuJationsschwingungen pro Sekunde ein direktes Maß für die simulierte Strahlungsintensität.

Die Anzahl der Schwingungen entspricht der Anzahl der zu simulierenden radioaktiv ausgelösten Impulse im Detektor. Die Modulationsfrequenz kann dabei auch durch Tastung dem Träger aufmoduliert werden, so daß Schwingungspakete entstehen, deren zeitliche Aufeinandcrfolge der Modulationsfrequenz entspricht. Von Nachteil ist hier insbesondere, daß nur Strahlungswerte im Bereich von zwei bis drei Dekaden übertragen werden können, weil andernfalls außerordentlich hohe Forderungen hinsichtlich der Bandbreite von Sender und Empfänger resultieren. 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. 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 heim 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.

In der österreichischen Patentschrift 2 27 343 ist bereits die Forderung nach Übertragung von simulierten Dosisleistungsinformationen in einem Bereich von fünf Zehnerpotenzen enthalten. Dort wird jedoch eine aus zwei Impulsreihen gebildete und einkanalig übertragene Impulsfolge, die hauptsächlich anderen Kriterien genügt, empfangsseitig in eine Gleichspannung unterschiedlicher Höhe umgeformt, welche einen Kippgenerator steuert, der seinerseits erst die Dosisleistungsinformation erzeugt.
In der deutschen Offenlegungsschrift 22 14 959 wird zwar ein codiertes Datensignal übertragen. Dies erfolgt jedoch ebenfalls einkanalig und das Datensignal dient lediglich als Adressencode zur Lokalisierung von im Gelände verteilten Feldinstrumenten. Das Problem der

exakten Übertragung simulierter Dosisleistungssignale in einem sehr weiten Dosisleistungsbereich ist dort überhaupt nicht angesprochen, da die zugrunde liegende Aufgabe eine andere ist

In der US-Patentschrift Re 27 078 wird durch einen mechanischen Kontaktgeber eine Folge von Punkten und Strichen einkanalig übertragen. Diese dienen jedoch dazu, das spezifische Ansteigen und Abfallen der radioaktiven Strahlung bei einer Nuklearexplosion im Empfänger zu simulieren. Die exakte Übertragung einer ι ο simulierten Dosisleistungsinformation in einem sehr weiten Dosisleistungsbereich ist dort auch nicht angesprochen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Simulations-Gerätesatz zum Training von Meßpersonal an Dosisleistungsmessern für radioaktive Strahlung anzugeben, der eine Simulation von Dosisleistungen in einem sehr weiten Bereich, beispielsweise sieben Zehnerpotenzen mit exakter Reproduzierbarkeit ern.öglicht und die Verwendung eines einzigen Senders mit an sich beliebigen Dosisleistungsmessjrn gestattet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch Miitel, wie sie im Patentanspruch 1 und, in weiteren Ausgestaltungen, in den Unteransprüchen angegeben sind.

Die Verwendung von Bitmustern als Sollwertinformation in Verbindung mit der stufigen Sollwerteinstellung ermöglicht die Übertragung von Werten in sieben Zehnerpotenzen. Gleichzeitig wird hierdurch auf einfache Weise die geforderte exakte Reproduzierbarkeit der Einstellungen bei Sender und Empfänger erzielt Handelsübliche Sender und Empfänger der Modell-Fernsteuertechnik weisen von Haus aus eine hohe Störsicherheit auf. Dies ist besonders für das Training von behördlichem Personal mit Dosisleistungsmessern vorteilhaft.

Wie leicht ersichtlich, kann bei der Erfindung ein und derselbe Sender mit Dosisleistungsmessern unterschiedlicher Art zusammenarbeiten, weil nur die Empfänger an die jeweiligen Dosisleistungsmesser anzupassen sind. Diese können aabei auch mehrere detektorbestückte Eingangskanäle haben, weil in diesem Fall nur mehrere Untersetzerkanäle im Empfänger zu bilden sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der wesentlichsten Stufe von Sender und Hochfrequenz-Empfangsteil,

Fig.2 ein bekanntes Dosisleistungsmeßgerät mit einer öffnung für eine einschiebbare Zählroh-sonde,

F i g. 3 eine Zählrohrsonde mit eingebautem Hochfrequenz-Empfangsteil.

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.

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 Modulation. Die Endstufe 5 ist ein aus der Modell-Fernsteuertechnik handelsüblicher, vielkanalig digital ansteuerbarer Sendemodul.

Dessen Verwendung hat den besonderen Vorteil der Preisgünstigkeit einerseits und de»'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.

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

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 erzeugte feste Impulsfrequenz je nach Maßgabe des im Dekodierer 11 erzeugten Sollwertes untersetzt Die Frequenz des Impulsgenerators 13 ist dabei gleich oder größer als die maximale Impulsraie, die bei Endausschlag am Eingang eines bestimmten handelsüblichen Dosisleistungsmessers auftritt. Je kleiner der von der Stufe 11 abgegebene Sollwert ist, um so größer ist das Untersetzungsverhältnis 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 Anpassungsstufe 14 ist ein Steckkontakt 15 angeschlossen. Dieser dient dazu, anstelle einer sonst im Dosisleistungsmesser sitzenden Zählrohrsonde in die Eingangsbuchse dieses Dosisleistungsmessers eingesteckt zu werden. 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 Verfugung. Diese kann durch Entnahme über den Steckkontakt 15 vorteilhafterweise zur Stromversorgung der Teile 10 bis 14 des Empfängers dienen.

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 Auswerteelektronik 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 den Abbilder von Impulsraten ab, die den sonst im Einsatz von den beiden Zählrohren gelieferten Impulsraten entsprechen. Selbstverständlich hat dann die Anpassungsstufe 14 zwei Kanäle zur Anpassung an die beiden Eingänge der Auswerteelektronik im Dosisleistungsmesser.

Nach der Lehre des bekannten Gebrauchsmusters wären hierfür zwei getrennte Trägerfrequenzen mit entsprechender Modulation erforderlich.

In F i g. 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 Meßbereichswahlschalter 21, ein Warnschwelleneinsteller 22 mit Sichtfenster 23, eine Warnlampe 24 sowie ein Skalenfenster 25 mit darunter angeordneter Skala 26.

In der linken Wandung des Gehäuses ist ein mittels Münze 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 Örientierungsnut31.

Die öffnung 28 dient zur Aufnahme einer auswechselbaren Zählrohrsonde, weiche ein Niederdosiszählrohr und ein Hochdosiszählrohr enthält.

Das Äußere einer solchen Zählrohrsonde ist in F i g. 3 dargestellt. Die Zählrohrsonde 32 hat rechts einen vielpoligen Steckkontakt 33. An der linken Stirnseile ist ein schwenkbarer Handgriff 34 gelagert, der mit einem Führungsstift 35 zusammenarbeitet und einen Verriegelungsmechanismus bildet, wie er im deutschen Patent 12 89 922 der Anmelderin näher beschrieben ist. Weiterhin ist in der linken Stirnseile 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 (F i g. 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.

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-Fern-Steuertechnik üblichen vielkanaligen Sende- und Empfangsmodulen wird durchwegs Schmalband-FM-Pulsbreitenmodulation verwendet. Diese ist erfahrungsgemäß sehr störunanfällig. Der erfindungsgemäße Gerätesatz ist dementsprechend ebenfalls sehr störfest. 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 Trainingszwecke. Läßt man bei sieben Zehnerpotenzen eine Unterteilung in 20% — Stufen zu — was durchaus ausreicht — so sind 77 Einzelwerte zu übertragen. 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 — Baustufen der Digitalelektronik, die billig und kleinvolumig herstellbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 Patentansprüche:

1. Simulations-Gerätesatz für einen Dosisleistungsmesser für radioaktive Strahlung, bestehend aus einem modulierten Hochfrequenzsender und einem an den Dosisleistungsmesser angepaßten Hochfrequenzempfänger, bei dem der Sender durch die Modulation getastet wird und die Modulation Träger der einer bestimmten, einstellbaren Dosisleistung entsprechenden Information ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: