DE3641949C1 - Einrichtung zur Auswertung von Radiophotolumineszenzglaesern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Auswertung der latenten, durch Gammastrahlung erzeugten Anzeige von Radiophotolumineszenzgläsern gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Einrichtung dieser Art ist durch das deutsche Patent 27 44 020 bekannt. Diese Auswerteeinrichtungen bedienen sich bei der Feststellung der in dem Radiophotolumineszenzglas (RPL-Glas) gespeicherten Strahlendosis (Gamma- bzw. Röntgenstrahlendosis) einer UV-Lichtquelle, um das RPL-Glas zur Emission einer Lumineszenzstrahlung anzuregen, deren Intensität ein Maß für die empfangene Dosis ist.

Eine derartige Auswerteeinrichtung eliminiert zwar die Schwankungen der Lichtemissionen der UV-Lichtquelle, jedoch nicht ein Driften der Lichtwandler und der Integratoren. Diese Nachteile wurden, entsprechend den Vorschlägen nach DE-PS 27 45 080 und DE-OS 27 45 081, durch die Zuordnung je einer hochkonstanten Referenzlichtquelle zu den Lichtmeßzweigen ausgeschaltet.

Die Zuordnung einer hochkonstanten Referenzlichtquelle hat aber den Nachteil, daß nicht erkennbare Schwankungen der Referenzlichtquelle in das Meßergebnis direkt einfließen. Bei der Anordnung zweier Referenzlichtquellen werden die individuellen Schwankungen bei ungünstigen Konstellationen nicht subtrahiert sondern addiert, so daß das Meßergebnis Verfälschungen aufweist, welche in Größenordnungen bis zu 50% des Meßwertes liegen können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Beeinflussung des Meßergebnisses durch Schwankungen der Referenzlichtquellen zueinander ausschaltet und somit ein sehr genaues Meßergebnis liefert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Mittel.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes, einer bezüglich der Auswertung besonders zweckmäßigen Ausführung, erläutert.

Die UV-Lichtquelle 1 beleuchtet, gemäß der Strahlungslinie 2, in die ein UV-Filter 2 a eingefügt ist, das Radiophotolumineszenzglas 3. Dieses ist zur Messung in an sich beliebiger Weise in einer lichtdichten Meßkammer 4 untergebracht. Letztere hat zum Einfall des UV-Lichtes eine Blende 5.

Das durch das UV-Licht angeregte Lumineszenzlicht des Radiophotolumineszenzglases 3 tritt über eine zweite Blende 6 aus der Meßkammer aus, wie durch 7 angedeutet, und trifft auf ein Orange-Filter 8. Dieses Filter sorgt dafür, daß nicht zusätzlich UV-Licht, welches aus der Blende austritt, weiter gelangen kann, weil dieses Filter nur den orangen bis roten Wellenlängenbereich des Lumineszenzlichtes hindurchläßt.

Das Lumineszenzlicht trifft sodann auf den Lumineszenzlichtwandler 9, beispielsweise einen Sekundärelektronenvervielfacher. An diesem ist eine Integrierstufe 10 angeschlossen. Letztere besteht im wesentlichen aus einem Verstärker, der eigentlichen Integrierstufe und einem Speicher für das integrierte Signal des Lichtwandlers 9. Auf die Integrierstufe 10 folgt ein Analog-Digital-Converter 11. Die bisher genannten Funktionsstufen stellen den Lumineszenzlichtmeßzweig dar.

Von der UV-Lichtquelle 15 wird gemäß der Strahlungslinie 12 zusätzlich, über ein UV-Filter 12 a, welches die gleiche Charakteristik wie das UV- Filter 2 a aufweist, der UV-Lichtwandler 13 beleuchtet. Auf diesen folgt eine Integrierstufe 14. Letztere ist, wie die Integrierstufe 10, aus Verstärker, Integrator und Speicher aufgebaut. Auf die Integrierstufe 14 folgt der Analog-Digital- Converter 15. Die Teile 13 bis 15 bilden den UV-Lichtmeßzweig.

Die Auswertestufe und Korrekturstufe der Einrichtung ist mit 18 bezeichnet. Ihr werden die von den Analog-Digital-Convertern 11 und 15 gelieferten Signale zugeführt und in ihr zur weiteren Verarbeitung gespeichert. An die Auswerte- und Korrekturstufe 18 schließt sich eine Anzeigevorrichtung 20 an sich beliebiger Art an.

Die Einrichtung umfaßt weiterhin eine Programmsteuerstufe 21. Diese hat einmal die Aufgabe, über die Verbindung 22 und den Schalter 23 die UV-Lichtquelle 1 ein- und auszuschalten. Zum anderen dient die Programmsteuerstufe 21 dazu, über die Verbindung 24 und die Schalter 25 und 26 die Speicher der Integrierstufen 10 und 14 nach Ende jedes Meßvorgangs und erfolgter Speicherung der Meßwerte wieder auf Null zu stellen. Wenn Bestandteile der Integrierstufen 10 und 14 Operationsverstärker sind, so kann dies auf einfache Weise durch Kurzschließen von deren Ein- und Ausgängen erfolgen.

Weiterhin hat die Programmsteuerstufe 21 die Aufgabe in einer zweiten Meßphase, bei welcher die UV-Lichtquelle 1 ausgeschaltet ist, den Schalter 30 zu schließen, so daß die Hilfslichtquelle 31 über den Strahlteiler 27, die Strahlungslinie 29, welche einen Orange-Filter 29 a aufweist, den Lumineszenzlichtwandler 9 und über die Strahlungslinie 28, welche einen Blau-Filter 28 a aufweist, den UV-Lichtwandler 13, beaufschlagt. Die Hilfslichtquellenmeßzweige bestehen somit aus 31, 27, 9, 10, 11 und 31, 27, 13, 14, 15, wobei die Speicherung der erhaltenen Meßwerte wie in der ersten Meßphase erfolgt.

Außerdem hat die Programmsteuerstufe 21 die Aufgabe eine dritte Meßphase, bei welcher sowohl die UV-Lichtquelle 1 als auch die Hilfslichtquelle 31 ausgeschaltet sind, zu steuern. Die dritte Meßphase dient der Ermittlung der Nullpunktabweichung der beiden Meßzweige, bedingt durch Dunkelströme der Lichtwandler sowie Driften der Verstärker- und Integratorstufen. Auch diese Meßwerte werden wie in der ersten Meßphase gespeichert. Eine einfache Verrechnung der Meßwerte wird dadurch erleichtert, daß die drei vorbeschriebenen Meßphasen jeweils von gleicher Dauer sind.

Nach folgenden Gleichungen werden diese Werte beispielsweise durch einen Mikroprozessor zu einem Quotienten aufbereitet. Dieser Quotient wird, nachdem eine dosisabhängige Linearisierung K 1 _(fD) , eine Temperaturkorrektur K 2 _(f) sowie ein Kalibrierfaktor K 3 berücksichtigt wurden, auf die Anzeigevorrichtung 20 übertragen (Gl. 3).

Gl. 2 zeigt, daß der Quotient Q unabhängig von der Größe der Hilfslichtquelle 31 (H) ist,

Es bedeuten in Gl. 1, Gl. 2 und Gl. 3:

RPL _o Dunkel- und Offsetstrom von (9) und (10).UV _o Dunkel- und Offsetstrom von (13) und (14).RPLWert des Lumineszenzlichtstromes.UVWert des Ultraviolettlichtstromes.HWert des Hilfslichtstromes.A _RPL Übertragungsfaktor des Zweiges 31, 27, 9, 10 und 11.A _UV Übertragungsfaktor des Zweiges 31, 27, 13, 14 und 15.QDas von Schwankungen der Lichtmeßzweige und der Hilfslichtquelle unabhängige Verhältnis von UV-Anregungslicht zu Lumineszenzlicht.K 1 _(fD) Dosisabhängiger Korrekturwert. K 2 _(f) Temperaturabhängiger Korrekturwert. K 3Auf ein Normal bezogener Kalibrierfaktor. AKalibrierter, linearisierter und temperaturkompensierter Meßwert der Dosis.

Versuche mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zeigten in der Praxis, daß Änderungen der Lichtintensität der Hilfslichtquelle 31 von plus 100% bis minus 50%, keinen erkennbaren Einfluß auf das Meßergebnis ergaben.

Es ist denkbar, die mechanisch empfindliche und in der Lebensdauer unbefriedigende Glühlampe durch eine Halbleiterlichtemissionsdiode (LED) passender Wellenlänge (gelb oder grün) des emittierten Lichtes zu ersetzen, da diese eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen und deren Strahlenempfindlichkeit und stetiges Altern bei der Erfindung ohne Auswirkung auf die hohe Genauigkeit der Einrichtung bleiben. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber harten Umgebungsbedingungen, wie Vibrationen, mechanischen Schocks und Temperatursprüngen, wird damit wesentlich erhöht.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Auswertung der latenten, durch Gammastrahlung erzeugten Anzeige von Radiophotolumineszenzgläsern durch Bestrahlung des Radiophotolumineszenzglases mit Strahlung einer UV- Lichtquelle, bestehend aus einem Lichtwandler zur Erfassung der in dem Radiophotolumineszenzglas gespeicherten und als Lumineszenzlicht emittierten Strahlungsdosis und einem Verstärker für das Lumineszenzlicht und aus einem, der UV-Lichtquelle zugeordneten Referenzlichtmeßzweig mit einem zweiten Lichtwandler mit nachfolgendem Verstärker zur Korrektur des im Lumineszenzlichtmeßzweig ermittelten Meßwertes in einer Auswerteeinrichtung, wobei eine Programmsteuerung vorgesehen ist, welche beide Lichtmeßzweige gleichzeitig für eine Meßphase einschaltet und die Bestandteile beider Meßzweige aus Lichtwandlern mit nachgeschalteten Integrierstufen und nachfolgenden Analog-Digitalkonvertern bestehen, und als Auswerteeinrichtung ein Mikroprozessor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfslichtquelle (31) über einen optischen aus Glasfasersträngen bestehenden Strahlteiler (27) sowohl an den Lumineszenzlichtmeßzweig (9, 10, 11) als auch an den Referenzlichtmeßquellen (13, 14, 15) angeschlossen ist.

2. Einrichtung zur Auswertung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hilfslichtquelle (31) und ihrer Spannungsversorgung ein von der Programmsteuereinheit (21) steuerbarer Schalter (30) angeordnet ist.