DE3309282A1 - Geiger counter for recording thermally or optically stimulated exo-electrons - Google Patents
Geiger counter for recording thermally or optically stimulated exo-electronsInfo
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Abstract
Description
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen GEIGER-Zähler zur Registrierung energiearmer Elektronen, insbesondere von Exoelektronen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a GEIGER counter for registering low energy Electrons, in particular from exoelectrons, according to the preamble of the claim 1.
Exoelektronen werden aus Festkörperoberflächen nach vorheriger mechanischer Anregung durch energiereiche Strahlung bei thermischer oder optischer Stimulierung emittiert. Anwendungen dieses Effektes ergeben sich bei der Untersuchung mechanischer Verformungen, insbesondere bei Mahlprozessen, und in der integrierenden Dosimetrie ionisierender Strahlungen.Exoelectrons are made from solid surfaces after previous mechanical processes Excitation by high-energy radiation with thermal or optical stimulation emitted. Applications of this effect arise in the investigation of mechanical ones Deformations, especially in milling processes, and in integrating dosimetry ionizing radiation.
Besonderheiten gegenüber GEIGER-Zählern für die Registrierung von Kernstrahlungen ergeben sich dadurch, daß die Proben im Zähler je nach Art der Stimulierung aufgeheizt oder beleuchtet werden müssen.Special features compared to GEIGER counters for the registration of Nuclear radiation results from the fact that the samples in the counter depending on the type of stimulation need to be heated or illuminated.
Wegen der geringen kinetischen Energie der Exoelektronen erfolgt die Ionisation des Zählgases erst bei ihrer Beschleunigung im starken elektrischen Feld unmittelbar vor der Anode. Je nach Größe der Anodenspannung wird der gesamte verfügbare Ionisationsraum erfaßt, oder es kommt nur zu räumlich eng begrenzten Teilentladungen, d.h. die. Registrierung von Exoelektronen kann, ähnlich wie die Registrierung von Kernstrahlungen, wahlweise im Auslöse-(GEI-GER-)bereich oder im Proportionalbereich erfolgen, je nachdem, ob hohe, leicht zu verarbeitende Impulse sowie ein kleiner Nulleffekt (Höhenstrahlung) erwünscht sind, oder aber ob hohe Impulsraten erfaßt werden sollen. Als Zählgas wird vorzugsweise Metan (CH4) verwendet, welches die Meßkammer praktisch bei Atmosphärendruck durchströmt (CH4-Durchflußzähler).Because of the low kinetic energy of the exoelectrons, the Ionization of the counting gas only when it is accelerated in a strong electric field immediately in front of the anode. Depending on the size of the anode voltage, the total available Ionization space detected, or only spatially narrowly limited partial discharges occur, i.e. the. Registration of exoelectrons can be similar to the registration of Nuclear radiation, optionally in the trigger (GEI-GER) range or in the proportional range occur, depending on whether high, easy-to-process pulses or a small one Background effect (cosmic radiation) are desired, or whether high pulse rates should be recorded. Metane (CH4) is preferably used as the counting gas, which the measuring chamber flows through practically at atmospheric pressure (CH4 flow meter).
Es sind im wesentlichen zwei Ausführungsformen von GEIGER-Zählern bekannt geworden, und zwar Zählrohre mit einem axial gespannten dünnen Draht ( - 0,1 mm) als Anode (Drahtzähler) und zylindrischer Zähler mit einer axial in eine Spitze oder kleine Kugel ( - 0,3 mm) auslaufene Anode (Spitzenzähler). Zur Registrierung von Exoelektronen werden Drahtzähler vorzugsweise im Proportionalbereich, Spitzenzähler vorzugsweise im Auslösebereich betrieben.There are essentially two embodiments of GEIGER counters became known, namely counting tubes with an axially stretched thin wire (- 0.1 mm) as anode (wire counter) and cylindrical counter with an axially in one Pointed or small ball (- 0.3 mm) leaking anode (tip counter). To registration of exoelectrons are wire counters, preferably in the proportional range, peak counters preferably operated in the trigger area.
Die Exoelektroden-Proben bestehen in der Regel aus flachen Scheibchen (10 mm - - 20 mm), die während der Messung der Anode in einem Abstand - 10 mm gegenüberstehen. Wegen der geringen Elektronenenergie- werden die Zähler offen betrieben, d.h. die Meßkammer ist vor der Probe lediglich durch eine offene Blende begrenzt; zwecks Potentialsteuerung kann diese in bekannter Weise auch ein Gitter tragen.The exoelectrode samples usually consist of flat discs (10 mm - - 20 mm) facing each other at a distance of - 10 mm during the measurement of the anode. Because of the low electron energy, the counters are operated open, i.e. the The measuring chamber is only limited in front of the sample by an open diaphragm; for the purpose of Potential control can also carry a grid in a known manner.
Unterhalb der Meßkammer ist die Probenkammer angeordnet, die zwecks thermischer Stimulierung mit einem Heizeinsatz versehen ist. Für die optische Stimulierung muß die Meßkammer mit einer Beleuchtungseinrichtung versehen werden.Below the measuring chamber, the sample chamber is arranged, the purpose thermal stimulation is provided with a heating insert. For optical stimulation the measuring chamber must be provided with a lighting device.
Die einwandfreie Funktion des Zählers kann mit einer schwachen radioaktiven 14C-Kalibrierquelle kontrolliert werden, welche in geeigneter Weise vor die Probenblende gebracht wird.The correct functioning of the counter can be achieved with a weak radioactive 14C calibration source, which is appropriately placed in front of the sample diaphragm is brought.
Zur einfachen Bedienung und einem zuverlässigen Betrieb von Exoelektroden-GEIGER-Zählern ist die konstruktive Aus- bildung von Meßkammer und Probenkammer, insbesondere auch die Vorrichtungen für die Einbringung, Befestigung und Herausnahme der Proben und der Kalibrierquelle von Bedeutung.For easy handling and reliable operation of exoelectrode GEIGER meters is the constructive formation of measuring chamber and sample chamber, especially the devices for insertion, attachment and removal of the samples and the calibration source.
Für die Probenhandhabung im Zähler sind verschiedene Konstruktionen bekannt geworden. Die Kalibrierquelle wird meistens getrennt vom Zähler aufbewahrt und bei Bedarf von Hand eingesetzt.There are various designs for handling samples in the meter known. The calibration source is usually kept separate from the meter and inserted by hand if necessary.
Bei der einfachsten Konstruktion sind Meßkammer und Probenkammer fest miteinander verbunden, derart, daß zwischen ihnen ein Schlitz gebildet wird. Letzterer ist mit einem Schieber versehen, in den die Probe bzw. die Kalibrierquelle zum Transport eingelegt werden kann. Die Oberseite der Probenkammer bildet mit dem durch einen Ringspalt thermisch isolierten Tisch des Heizeinsatzes eine ebene Gleitfläche. Durch Betätigung des Schiebers wird die Probe bzw. die Kalibrierquelle in den Zähler geschleust, auf den Heiztisch aufgeschleppt und nach beendeter Messung wieder ausgeschleust. Schwierigkeiten ergeben sich für die reproduzierbare Aufheizung der Probe, insbesondere auf höhere Temperaturen (- 400"C) und bei hohen Heizraten, da die Probe nur lose auf dem Heiztisch aufliegt und berührungsfrei zum Schieber gegenüber der Probenblende zentriert werden muß. Außerdem besteht die Gefahr der unbeabsichtigten Aufheizung der Kalibierquelle, deren aktiver 14C-Bestandteil in organischen Verbindungen enthalten ist, wobei eine Zersetzung eintritt und ' der Zähler nachhaltig verseucht wird.In the simplest construction, the measuring chamber and sample chamber are fixed connected to each other such that a slot is formed between them. The latter is provided with a slide into which the sample or the calibration source is to be transported can be inserted. The top of the sample chamber forms with the through one Annular gap, thermally insulated table of the heating insert a flat sliding surface. By Actuation of the slide feeds the sample or the calibration source into the counter, dragged onto the heating table and discharged again after the measurement is complete. Difficulties arise for the reproducible heating of the sample, in particular at higher temperatures (- 400 "C) and at high heating rates, since the sample is only loose rests on the heating table and is free of contact with the slide opposite the sample diaphragm must be centered. There is also the risk of unintentional heating the calibration source, whose active 14C component is contained in organic compounds where a decomposition occurs and 'the meter is permanently contaminated.
In einer anderen Konstruktion ist die Probenkammer fest mit dem Schieber verbunden. Die Probe wird bei herausgezogenem Schieber zentriert auf den Heiztisch gelegt.In another construction, the sample chamber is fixed to the slide tied together. With the slide pulled out, the sample is centered on the heating table placed.
Eine Probenbefestigung mittels einer Uberwurfmutter ist prinzipiell möglich. Sie ist jedoch umständlich in der Handhabung, da Probe und Überwurfmutter nicht aus der Probenkammer herausragen dürfen, sondern unterhalb der Schieberebene versenkt bleiben müssen. Abhilfe ist durch eine zusätzliche Hubvorrichtung möglich, welche in der Probenwechselstellung den Heiztisch hinreichend weit nach oben heraushebt, damit die Überwurfmutter leicht betätigt werden kann. Aber auch diese Lösung ist technisch relativ aufwendig. In einer anderen Konstruktion erfolgt eine Hubbewegung erst nach dem Einschieben der Probe in den Zähler, wobei die Probe unter Verzicht auf eine Oberwurfmutter federnd gegen eine Lippe an der gekühlten Probenblende gedrückt wird, wodurch wiederum die erreichbare Probentemperatur begrenzt wird.A sample fixation by means of a union nut is essential possible. However, it is cumbersome to use because of the sample and union nut must not protrude from the sample chamber, but below the slide level must remain submerged. This can be remedied by an additional lifting device, which in the sample change position lifts the heating table sufficiently far upwards, so that the union nut can be operated easily. But even this solution is technically relatively complex. In another construction there is a lifting movement only after inserting the sample into the counter, with the sample being waived resiliently pressed on a cap nut against a lip on the cooled sample diaphragm which in turn limits the achievable sample temperature.
Bei diesen bekannten Zählerkonstruktionen sind mechanische torrichtungen zur Ausführung von zwei Translationsbewegungen für den Probentransport notwendig. Die Kühlung des Zählers erfolgt entweder durch ein separat aufgestelltes Gebläse oder durch außen aufgelötete Kühlwasserrohre; zur Abkühlung der Probe dient zuweilen ein zusätzliches Preßluftsystem. Die radioaktive Kalibrierquelle wird ungeschützt von außen gehandhabt. Der Gasdurchflußmesser befindet sich als Zusatzgerät außerhalb des Zählers, desgleichen die Beleuchtungseinrichtung.In these known meter designs, mechanical gate directions are used necessary to carry out two translational movements for the sample transport. The meter is either cooled by a separately installed fan or by externally soldered cooling water pipes; is sometimes used to cool the sample an additional compressed air system. The radioactive calibration source is unprotected handled from the outside. The gas flow meter is located outside as an additional device of the counter, as well as the lighting device.
Es besteht daher die technische Aufgabe, eine Konstruktion anzugeben, welche den mechanischen Aufwand für den Betrieb eines EE-GEIGER-Zählers herabsetzt und einen kompakten Aufbau des gesamten Gerätes unter Integration aller Hilfseinrichtungen ermöglicht sowie einen zuverlässigen Betrieb bis zu Probentemperaturen von ca. 700 C erlaubt.There is therefore the technical task of specifying a construction, which the mechanical effort for the operation an EE-GEIGER counter and a compact structure of the entire device with integration of all Auxiliary equipment enables reliable operation up to sample temperatures of approx. 700 C is allowed.
Die Lösung dieser Aufgabe wurde erfindungsgemäß mit der in Anspruch 1 angegebenen mechanischen Vorrichtung gefunden.This object was achieved according to the invention with the claim 1 specified mechanical device found.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden bei der nachstehenden Darstellung zusammen mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Dort sind auch die Vorteile im einzelnen angegeben. Es zeigen: Fig. 1 das vorteilhafte Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht, Fig. 2 dasselbe Ausführungsbeispiel in Seitenansicht, in Schnittdarstellung, Fig. 3 das Oberteil entsprechen der Schnittdarstellung gemäß Figur 2 in Draufsicht, Fig. 4 eine weitere Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1, Fig. 5 ein Detail der Anordnung gemäß Figur 1 im Schnitt sowie Fig. 6 ein weiteres Detail im Schnitt.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims marked or are shown in the following illustration together with a preferred embodiment of the invention described in more detail. There are too the advantages specified in detail. The figures show: FIG. 1 the advantageous exemplary embodiment of the invention in plan view, FIG. 2 shows the same exemplary embodiment in side view, in sectional illustration, FIG. 3 the upper part corresponds to the sectional illustration according to FIG FIG. 2 in plan view, FIG. 4 shows a further sectional illustration of the exemplary embodiment according to FIG. 1, FIG. 5 shows a detail of the arrangement according to FIG. 1 in section and FIG. 6 a further detail in section.
Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels erfolgt nachstehend ausschließlich unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2, wobei genauere Einzelheiten gebenenfalls aus den weiteren Figuren im Zusammenhang mit den jeweiligen Bezugszeichen entnommen werden können.The description of the exemplary embodiment follows exclusively with reference to Figures 1 and 2, with more detailed details where appropriate taken from the other figures in connection with the respective reference numerals can be.
In- Fig. 1 erfolgt die Verbindung eines Unterteils 1, welches eine Probenkammer 2 aufnimmt, mit dem Oberteil 3 eines Zählers, welches eine Meßkammer 4 aufnimmt, mittels eines Scharniers 5 in der Weise, daß Meßkammer und Probenkammer durch Hochklappen des Oberteils bei feststehendem Unterteil, d.h. durch eine einzige Schwenkbewegung getrennt werden können.In- Fig. 1 is the connection of a lower part 1, which is a Receives sample chamber 2, with the upper part 3 of a counter, which is a measuring chamber 4 receives, by means of a hinge 5 in such a way that measuring chamber and sample chamber by folding up the upper part with the lower part stationary, i.e. through a single one Swivel movement can be separated.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind verschiedene Arretierstellungen vorgesehen, und zwar eine erste Arretierung bei gasdichtem Verschluß von Ober- und Unterteil, wobei die Probe 6 sich vor der Probenblende 7, welche die Meßkammer nach unten abschließt, befindet (Meßstellung), eine zweite Arretierung nach Hochklappen des Oberteils unter einem Winkel, welcher einen leichten Probenwechsel ermöglicht (Probenwechselstellung), und eine dritte Arretierung nach Zurückklappen des Oberteils unter einem Winkel, welcher das Heranführen einer schwach-radioaktiven Quelle vor die Probenblende ermöglicht (Kalibrierstellung).In one embodiment of the invention, there are different locking positions provided, namely a first lock with gas-tight closure of the upper and Lower part, with the sample 6 in front of the sample diaphragm 7, which the measuring chamber after closes at the bottom, is located (measuring position), a second lock after folding up of the upper part at an angle that enables easy sample change (Sample change position), and a third lock after folding back the upper part at an angle that suggests the approach of a weakly radioactive source the sample aperture enables (calibration position).
Die Arretierung in den verschiedenen Stellungen kann in einer weiteren Ausführung der Erfindung durch eine beidseitige Druckstück 8 - (Kugel/Feder-) Rastung mit paarweise in Seitenblechen 9 (Seitenschilden) angeordneten Bohrungen 10 erfolgen.The locking in the various positions can be done in a further Implementation of the invention by a pressure piece 8 on both sides - (ball / spring) detent with holes 10 arranged in pairs in side plates 9 (side plates).
Eine weitere Ausbildung der Erfindung betrifft eine im Oberteil drehbar befestigte, Pendelklappe 11, welche an ihrem unteren Ende eine schwach radioaktive Kalibrierquelle 12 (z.B. 14C) trägt, welche sich beim Zurückklappen des Oberteils in die Kalibrierstellung selbsttätig vor die Probenblende legt.Another embodiment of the invention relates to a rotatable in the upper part attached, pendulum flap 11, which at its lower end a weakly radioactive Calibration source 12 (e.g. 14C) carries, which is when the upper part is folded back automatically puts in the calibration position in front of the specimen aperture.
Die Erfindung kann weiter ausgestaltet werden, derart, daß die Seitenschilde als Abschirmung dienen gegen eventuell seitlich austretende Streustrahlung der Kalibrierquelle aus dem sich öffnenden bzw. schließenden Raum zwischen Oberteil und Unterteil.The invention can be further developed such that the side shields serve as a shield against any stray radiation from the calibration source that may emerge from the side from the opening or closing space between the upper part and the lower part.
In einer Weitergestaltung des erfindungsgemäßen Zählers ist in das Unterteil eine Tasche 13 eingefräst, in welche die Kalibrierquelle beim Absenken des Oberteils mit der Pendelklappe strahlungssicher eintaucht.In a further development of the meter according to the invention, the Milled in the lower part of a pocket 13, into which the calibration source when lowering of the upper part with the pendulum flap is radiation-proof.
Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, die Probenkammer als zylindrische Bohrung im Zähle-runterteil zu gestalten, die in einem Stecksockel 14 endet, so daß ein unten mit Kontaktstiften 15 versehener Proben-Heizeinsatz 16 kolbenartig mit einer leicht lösbaren elektrischen Kontaktierung für Heizelement 17 und Thermoelement 18 im Unterteil untergebracht werden kann (s. a. Figur 2).According to the invention, it is advantageous to design the sample chamber as a cylindrical To design a hole in the lower part of the counter that ends in a socket 14, so that a sample heating insert 16 provided with contact pins 15 at the bottom is piston-like with an easily detachable electrical contact for heating element 17 and thermocouple 18 can be accommodated in the lower part (see also Figure 2).
Nach der Erfindung ragt der Heizeinsatz aus dem Unterteil soweit heraus, daß die Proben auf dem Heiztisch 19 mittels einer Uberwurfmutter 20 leicht befestigt werden können.According to the invention, the heating insert protrudes from the lower part to the extent that that the samples are easily attached to the heating table 19 by means of a union nut 20 can be.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung liegt in der Konstruktion des Heizeinsatzes (Figur 2). Dieser besteht bevorzugt aus einem flachen Edelstahlgehäuse 21 für Heiz-und Thermoelement, das oben durch Probentisch und über wurfmutter abgeschlossen wird und unten mit einem Edelstahlstiel 22 verschweißt ist, welcher seinerseits mit einem durchbrochenen Edelstahlteller 23 verschweißt ist, wobei dieser sowohl mit einem Isolatorteller 24 zur Befestigung der elektrischen Kontaktstifte als auch mit einer Aluminiumhülse 25 als Kolben verschraubt ist, welcher die von oben kommenden offenen Zuleitungsdrähte 26 schützend umschließt und gleichzeitig einen großflächigen Wärmeabfuhrkontakt mit der Bohrung der Probenkammer im Unterteil des Zählers herstellt.Another advantageous embodiment lies in the construction of the heating element (Figure 2). This exists preferably from one flat stainless steel housing 21 for heating and thermocouple that is above through sample table and is closed with a union nut and welded to a stainless steel handle 22 at the bottom is, which in turn is welded to an openwork stainless steel plate 23 is, this being both with an isolator plate 24 for attaching the electrical Contact pins and an aluminum sleeve 25 is screwed as a piston, which the open lead wires 26 coming from above protectively and at the same time a large-area heat dissipation contact with the bore of the sample chamber in the lower part of the meter.
Bei unterschiedlichen Probendicken ist eine Höheneinstellung des Heiztisches erforderlich. Diese erfolgt erfindungsgemäß durch einen herausschraubbaren Stift 27 am Boden des Heizeinsatzes. Dieser Stift ist hohl ausgebildet und weist an seiner Außenfläche ein Gewinde auf. Der Stiel 22 ist auf einer im hohlen Stift vorhandenen Auflagefläche drehbar gelagert, so daß er bei Drehung des Stiftes seine Winkelstellung beibehält im übrigen aber vertikal verschoben wird.A height adjustment of the heating table is necessary for different sample thicknesses necessary. This is done according to the invention by a screw-out pin 27 at the bottom of the heating element. This pin is hollow and has on his Outer surface has a thread. The stem 22 is on an existing in the hollow pin Support surface rotatably mounted so that it has its angular position when the pin is rotated otherwise retains but is shifted vertically.
Ein anderes günstiges Detail bezieht sich auf die Kühlung des Gehäuseunterteils mittels kranzförmig um die Probenkammer und im wesentlichen parallel zu ihr angeordneter Bohrungen 28, durch welche ein an das Unterteil angeflanschtes Gebläse 29 Luft drückt oder saugt.Another favorable detail relates to the cooling of the lower part of the housing by means of a ring around the sample chamber and arranged essentially parallel to it Bores 28 through which a fan 29 flanged to the lower part presses air or sucks.
Ein weiteres vorteilhaftes Detail als Weiterbildung der Erfindung betrifft eine wahlweise zusätzliche Kühlung des Gehäuseoberteils bei Dauerbetrieb des Zählers bis zu hohen Temperaturen und beseht in einer U-schleifenförmigen um die Meßkammer angeordneten Bohrung 30, durch welche temperiertes Wasser geleitet werden kann.Another advantageous detail as a further development of the invention relates to an optional additional cooling of the Housing upper part with continuous operation of the meter up to high temperatures and viewed in a U-loop shape around the measuring chamber arranged bore 30, through which tempered water is passed can be.
Für einen schnellen Probenwechsel ist eine rasche Abkühlung der Heizeinheit nach beendeter Messung erwünscht.A quick cooling of the heating unit is essential for a quick sample change after the measurement is finished.
Dies geschieht dies einen massiven Kühlklotz 31 mit einer zentrischen Vertiefung 32, der bei geöffnetem Zähler über Heiztisch und Überwurfmutter gestülpt wird.This is done by means of a massive cooling block 31 with a central one Recess 32, which is placed over the heating table and union nut when the meter is open will.
Des weiteren wird der erwärmte Kühlklotz zwecks Abkühlung gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung auf einer dafür vorgesehenen Kontaktfläche 33 der Bodenplatte 34 des Zählers abgesetzt, die ihrerseits durch das Gebläse laufend mit gekühlt wird.Furthermore, the heated cooling block is for the purpose of cooling according to a preferred development of the invention on a contact surface provided for this purpose 33 of the bottom plate 34 of the counter, which in turn is running through the fan is cooled with.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Anbringung eines federnd in der Bodenplatte gelagerten Gewindestiftes 35 und eines Gewindeloches 36 im Kühlklotz, wodurch einerseits zwecks schneller Handhabung ein loses Absetzen des Kühlklotzes, andererseits durch dessen Veschraubung mit der Kontaktfläche eine intensivere Abkühlung und außerdem eine Transportsicherung des Kühlklotzes ermöglicht wird.Another advantage results from the attachment of a resilient threaded pin 35 mounted in the base plate and a threaded hole 36 in the cooling block, which on the one hand allows the cooling block to be set down loosely for faster handling, on the other hand, through its screwing with the contact surface, a more intensive cooling and also a transport lock of the cooling block is made possible.
Schließlich erfolgt eine vorteilhafte Führung des Zählgases, vorzugsweise Metan (CH4), durch den Zähler in der Weise, daß dieses zunächst die Meßkammer von oben durchströmt, durch die Probenblende über die Probe hinweg in die Probenkammer eintritt und diese über einen steckbar am Unterteil befestigten Gasdurchflußmesser 37 verläßt, um durch das Gebläse zu ungefährlichen Konzentrationen mit der Kühlluft verwirbelt oder wahlweise durch einen Schlauch nach außen abgeleitet zu werden.Finally, the counting gas is advantageously routed, preferably Metane (CH4), through the counter in such a way that this first the measuring chamber of flowed through at the top, through the sample aperture over the sample into the sample chamber enters and this via a pluggable gas flow meter attached to the lower part 37 leaves to through the fan to harmless concentrations swirled with the cooling air or optionally discharged to the outside through a hose to become.
Am Beispiel eines Spitzenzählers für Exoemissionsmessungen, der gemäß der Erfindung gestaltet wurde, soll die neue Konstruktion und deren Wirkungsweise zusammenhängend erläutert werden. Die Erfindung kann aber entsprechend auf einen Drahtzähler angewendet werden.Using the example of a peak counter for exoemission measurements according to the invention was designed, the new construction and its mode of operation are explained coherently. The invention can, however, accordingly to one Wire counters are applied.
Nach Figur 1 sind die wesentlichen Teile des Spitzenzählers an einem Deckel 38 befestigt, der die Meßkammer nach oben gasdicht abschließt. In den Deckel ist ein Anodeneinsatz 39 leicht auswechselbar eingeschraubt. Dieser enthält eine handelsübliche Hochspannungsbuchse 40, an deren Kontaktstift eine Edelstahlkapillare 41 als Halterung für die Anode 42 befestigt ist. Die Anode besteht aus einem Golddraht ( 0,1 mm), der 2 mm aus der Kapillare herausragt und der in einer kleinen angeschmolzenen Goldkugel (ca.According to Figure 1, the essential parts of the peak counter are on one Cover 38 attached, which closes the measuring chamber gas-tight at the top. In the lid an anode insert 39 is screwed in easily replaceable. This contains a Commercially available high-voltage socket 40 with a stainless steel capillary on its contact pin 41 is attached as a holder for the anode 42. The anode consists of a gold wire (0.1 mm) that protrudes 2 mm from the capillary and that in a small one melted on Gold ball (approx.
0,2 mm - - 0,3 mm) als "Spitze" endet. Der Anodeneinsatz trägt ferner ein geerdetes Rohr 43 (Figur 2), welches oben für den Gaseintritt geöffnet ist und unten die mechanisch empfindliche Goldanode als Ring (0 12 mm) schützend umschließt. Die Probenblende 7 hängt unabhängig vom Anodeneinsatz direkt am Deckel der Meßkammer und kann mit diesem zwecks gelegentlicher Säuberung leicht herausgezogen werden. Für die optische Stimulierung sind zwei Bohrungen 44 zum Einstecken von Glasfaser-Lichtleitern vorgesehen, welche die Probe bei schrägem Lichteinfall ausleuchten.0.2 mm - - 0.3 mm) ends as "tip". The anode insert also carries a grounded pipe 43 (Figure 2), which is open at the top for the gas inlet and The mechanically sensitive gold anode is enclosed in a protective ring (0 12 mm) at the bottom. The sample diaphragm 7 hangs directly on the cover of the measuring chamber, regardless of the anode insert and can be easily pulled out with this for occasional cleaning. For optical stimulation there are two bores 44 for inserting glass fiber light guides provided, which illuminate the sample when the light is inclined at an angle.
Der Zähler wird folgendermaßen gehandbabt: in geschlossener Stellung wird mittels der Anzeige des Gasdurchfluß- messers (ölblasen-Bubbler oder Schwebekörper-Rotameter) zunächst der Metan-Gasdurchfluß eingestellt. Durch Hochklappen wird das Oberteil sodann in die Kalibrierstellung gebracht, wobei die 14C-Kalibrierquelle aus ihrer Verwahr-Tasche im Unterteil herausgehoben wird und sich durch die Beweegung der abgewinkelten Pendelklappe selbsttätig vor die Probenblende der Meßkammer legt. Jetzt kann zunächst die Betriebsweise des Zählers im Proportional- oder Auslösebereich durch Beobachtung der abgegebenen Impulse hinsichtlich ihrer Form und Impulshöhenverteilung eingestellt werden. Nach Wahl eines Arbeitspunktes, der die Hochspannung und die Parameter der impulsverarbeitenden Elektronik festlegt, ergibt sich für die registrierte Pulsrate der von der 14C-Quelle abgegebenen Strahlung ein Kontrollwert für die einwandfreie Funktion des Zählers und für die Kalibrierung von Messungen, etwa nach einem Anoden-Austausch oder einem Wechsel der Probenblende.The counter is handled as follows: in the closed position is displayed by means of the gas flow knife (oil bubble bubbler or variable area rotameter), first set the Metane gas flow. By When folded up, the upper part is then brought into the calibration position, with the 14C calibration source is lifted out of its storage pocket in the lower part and by moving the angled pendulum flap automatically in front of the sample diaphragm the measuring chamber places. Now the mode of operation of the meter can first be set in proportional or trigger area by observing the pulses emitted with regard to their Shape and pulse height distribution can be set. After choosing an operating point, which defines the high voltage and the parameters of the pulse processing electronics, results for the registered pulse rate of the radiation emitted by the 14C source a control value for the correct functioning of the meter and for the calibration of measurements, e.g. after an anode exchange or a change of the sample diaphragm.
Für die Exoemissionsmessung wird die Probe je nach erforderlichem Wärmekontakt lose auf den Heiztisch gelegt oder mittels der Überwurfmutter festgeschraubt. Bei Einzelmessungen bis zu Temperaturen - 500"C wird lediglich die Luftkühlung betätigt; bei Serienmessungen und höheren thermischen Belastungen wird die Wasserkühlung zugeschaltet, so daß die Temperatur der Meßkammer konstant bleibt.For the exoemission measurement, the sample is depending on the required Heat contact placed loosely on the heating table or screwed tight using the union nut. For single measurements up to temperatures of - 500 "C, only the air cooling is activated; In the case of series measurements and higher thermal loads, the water cooling is switched on, so that the temperature of the measuring chamber remains constant.
Der Zähler wird nun durch Betätigung des am Oberteil befestigten und mit einer Spannvorrichtung zum Unterteil versehenen Schwenkgriffes geschlossen, der Gasdurchflußmesser spricht an, und der Meßvorgang läuft durch Einschaltern der elektronischen Registrier- und Versorgungsgeräte ab. Nach Beendigung der Messung wird der Zähler bis zur Probenwechsel- oder bis zur Kalibrierstellung geöffnet und durch Aufsetzen des Kühlklotzes eine schnelle Abkühlung von Probe und Heiztisch bewirkt. Für Serienmessungen ist ein zweiter Kühlklotz vorgesehen, der je nach Bedarf mit der Bodenplatte verschraubt ist. In diesem Zusammenhang wird auf die vorstehend genannten Einzelheiten verwiesen.The counter is now activated by pressing the and swivel handle provided with a clamping device to the lower part closed, the gas flow meter responds and the measuring process starts when the electronic registration and supply devices. After finishing the measurement the counter is up for sample change or up to calibration position opened and by putting on the cooling block a quick cooling of the sample and Heating table causes. A second cooling block, the is screwed to the base plate as required. In this regard, will refer to the above-mentioned details.
Die Vorteile der Erfindung gegenüber den bekannten Konstruktionen von GEIGER-Zählern für Exoemissionsmessungen liegen im unkomplizierten mechanischen Aufbau und in einer kompakten Bauweise. Die üblichen zum Teil mehrfachen Translationsbewegungen entfallen zugunsten einer einfachen Schwenkbewegung der Meßkammer gegenüber der Probenkammer.The advantages of the invention over the known constructions of GEIGER counters for exoemission measurements lie in the uncomplicated mechanical Structure and in a compact design. The usual, sometimes multiple, translational movements omitted in favor of a simple pivoting movement of the measuring chamber relative to the Sample chamber.
Hierdurch wird ein einfacher Wechsel der Proben und ihre sichere Wärmekontaktierung durch Verschraubung mit dem Heizeinsatz möglich. Darüberhinaus ergibt sich mittels einer Pendelklappe eine unproblematische Integrierung der radioaktiven Kalibrierquelle in den Zähler. Auch die anderen Hilfseinrichtungen, und zwar eine Wasser- und/oder Luftkühlung mit integriertem Gebläse, einschließlich einer Probenkühlung sowie einen integrierten Gasdurchflußmesser bilden mit dem Zähler eine Einheit; insbesondere ist auch der Heizeinsatz gut kühlbar und trotzdem durch eine einfache Steckeinrichtung leicht auswechselbar im Zähler untergebracht.This makes it easy to change the samples and make them contact with heat safely possible by screwing it to the heating element. In addition, by means of a pendulum flap an unproblematic integration of the radioactive calibration source in the counter. Also the other auxiliary facilities, namely a water and / or Air cooling with an integrated fan, including sample cooling and a integrated gas flow meters form a unit with the meter; in particular the heating element can also be cooled well and still has a simple plug-in device easily exchangeable housed in the meter.
Die beispielhafte Ausführung eines Spitzenzählers zeigt, daß die vorteilhafte Konstruktion und Einrichtungen gemäß der Erfindung vereinbar sind mit den Vorteilen des Spitzenzählers, nämlich leichte Auswechselbarkeit von Ano- deneinsatz und Probenblende sowie eine einfache weitere Stimulierungsmöglichkeit mittels einer Glasfaseroptik.The exemplary embodiment of a peak counter shows that the advantageous Construction and devices according to the invention are compatible with the advantages of the top counter, namely easy interchangeability of ano- use and sample aperture as well as a simple further possibility of stimulation by means of a Fiber optics.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833309282 DE3309282A1 (en) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | Geiger counter for recording thermally or optically stimulated exo-electrons |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19833309282 DE3309282A1 (en) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | Geiger counter for recording thermally or optically stimulated exo-electrons |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3309282A1 true DE3309282A1 (en) | 1984-09-13 |
Family
ID=6193544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833309282 Withdrawn DE3309282A1 (en) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | Geiger counter for recording thermally or optically stimulated exo-electrons |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3309282A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1367630A3 (en) * | 2002-05-31 | 2009-06-03 | Leo Electron Microscopy Limited | Improvements in or relating to particle detectors |
-
1983
- 1983-03-11 DE DE19833309282 patent/DE3309282A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1367630A3 (en) * | 2002-05-31 | 2009-06-03 | Leo Electron Microscopy Limited | Improvements in or relating to particle detectors |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |