DE4022494C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, wie z. B. aus "Measurement and Detection of Radiation, Nicholas Tsoulfanidis, Mc Graw-Hill Book Company, 1983" be­ kannt.

Proportionaldetektoren, wie Proportional­ zählrohr, Halbleiterdetektoren, Scintillationszähler usw. sind dafür bekannt, daß sie im Gegensatz zu Gei­ ger-Müller-Zählrohren keine Totzeit aufweisen, d. h. für zwei aufeinanderfolgende Impulse wird bei Propor­ tionaldetektoren das Auflösungsvermögen im wesentli­ chen von der Sammelzeit, der durch das ionisierende Ereignis erzeugten Ladungsträger bestimmt. Diese Zei­ ten liegen je nach Art und Konstruktion des Propor­ tionaldetektors im Bereich von einer Mikrosekunde bis zu einigen Nanosekunden und damit mindestens um eine Größenordnung kürzer als die Totzeit von Geiger- Müller-Zählrohren. In der Praxis werden diese Eigen­ schaften der Porportionaldetektoren innerhalb ihres dem Anwendungszweck entsprechenden Meßbereiches ge­ nutzt, jedoch muß die nachgeschaltete, impuls­ verarbeitende Elektronik eine Bandbreite von minde­ stens 1 Megahertz aufweisen, wodurch eine hohe Strom­ aufnahme erfolgt. Bei stationären Strahlungsmeß­ geräten, welche am örtlichen Stromnetz angeschlossen sind, treten hinsichtlich der Stromversorgung keine Schwierigkeiten auf. Bei tragbaren Geräten und Klein­ geräten jedoch, die mittels Batteriestrom oder Solar­ energie betrieben werden, wird die mögliche Betriebs­ zeit bei im allgemeinen niedrigen Strahlenpegeln er­ heblich eingeschränkt, da die für den Ernstfall vorge­ sehene Meßbereitschaft mit hohem Energie-(Strom-)Bedarf eine Vorratshaltung des genügend großen Ener­ giebedarfes erforderlich macht.

Bisher bekannte Lösungen benutzen einen Impulsverstär­ ker/Diskriminator zum Messen der niedrigen Einstrah­ lungen, während die hohen Einstrahlungen über den In­ tegralstrom des Detektors mittels eines Elektrometer­ verstärkers, dessen Signal in eine Frequenz umgesetzt wird (Stromfrequenzumsetzer), ermittelt wird. Diese Lösungen weisen den Nachteil auf, daß die Energieab­ hängigkeit des Detektors im Impuls- oder Inte­ gralstrombetrieb nicht die gleiche ist und somit die an eichpflichtige Meßgeräte zu stellenden Forderungen nicht erfüllt werden können.

Aus der eingangs genannten Vorveröffentlichung ist es bekannt, daß sowohl ladungsempfindliche Impulsverstär­ ker mit Diskriminator als auch stromempfindliche Im­ pulsverstärker mit Diskriminator in der Strahlungsmeß­ technik als Vorverstärker zur Anwendung kommen.

Aus den US-PS 45 88 892 und 46 17 464 sind Anordnungen bekannt, bei denen Ausgangsimpulse von Strahlungsde­ tektoren je nach vorliegender Strahlenpegelhöhe unter­ schiedlich verarbeitet werden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei mit Batterien oder So­ larzellen betriebenen Dosis- und/oder Dosisleistungs­ meßgeräten einen stromsparenden Betrieb, ohne Ein­ schränkung des von dem Detektor vorgegebenen Meßberei­ ches, zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zur Durchführung des Verfahrens werden Anordnungen nach den Ansprüchen 2 und 3 vorgeschlagen.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Anordnung schematisch dar­ gestellt.

Der an sich bekannte mit 1 bezeichnete Proportionalde­ tektor weist eine Anode 1a auf, die mit dem Eingang eines ladungsempfindlichen Verstärkers mit Diskrimina­ tor 2 und dem Eingang eines stromempfindlichen Ver­ stärkers mit Diskriminator 3 verbunden ist. Die Ka­ thode 1b des Proportionaldetektors 1 ist an die zum Betrieb des Proportionaldetektors notwendige Hoch­ spannungsquelle angeschlossen. Der Ausgang 2a des Ver­ stärkers mit Diskriminator 2 ist mit einem Impuls­ ratenmesser 4 verbunden. Dieser Impulsratenmesser 4 ist mit einer fest eingestellten Schwelle versehen, während sein Ausgang 4a einmal an dem Schalter 5 und zum anderen bei einer Erweiterungsmöglichkeit der Schaltungsanordnung an dem logischen Schalter 6 ange­ schlossen ist. Das vom Ausgang 4a kommende Signal betätigt heim Überschreiten der Impulsratenschwelle von 40 s^-1 den Schalter 5, so daß zusätzlich auch der stromempfindliche Verstärker mit Diskriminator 3 mit Betriebsenergie versorgt wird. Gleichzeitig dient das vom Ausgang 4a kommende Signal als Statussignal für die nachgeschaltete Elektronik, da damit festgelegt wird, ob die vom Ausgang 2a kommende Impulsrate oder die vom Ausgang 3a kommende Impulsrate für die Zählung gültig ist. Eine Erweiterung der Schaltungsanordnung sieht vor, daß das vom Ausgang 4a kommende Signal einen logischen Umschalter 6 betätigt, dessen Eingänge mit den Ausgängen 2a und 3a verbunden sind und dessen Ausgang 6a ein Signal, in Abhängigkeit des vom Ausgang 4a kommenden Signals entweder das vom Ausgang 2a kom­ mende Signal oder das vom Ausgang 3a kommende, weiter­ gibt.

Bei Impulsfolgefrequenzen von weniger als 40 s^-1 ist nur der ladungsempfindliche Verstärker mit Diskrimi­ nator 2 in Betrieb und bei Frequenzen größer als 40 s^-1 auch der einen höheren Stromverbrauch aufweisende Verstärker mit Diskriminator 3. Gleichzeitig können dabei die Ausgänge 2a und 3a über den logischen Schal­ ter 6 umgeschaltet werden, wenn z. B. nur ein gemeinsa­ mer Zählkanal zur Verfügung steht. Bei einer Betriebs­ spannung von 5 Volt ist der Stromverbrauch bei einem Betrieb mit einer Impulsrate kleiner als 40 s^-1 gerin­ ger als 20 Mikroampere; bei einer Impulsrate größer als 40 s^-1 liegt der höhere Stromverbrauch bei weni­ ger als 800 Mikroampere.

Claims (3)

1. Verfahren zum Verarbeiten der Ausgangsimpulse ei­ nes als Proportionalzählrohr, Halbleiterdetektor oder Scintillationzähler ausgeführten Detektors, bei dem bei niedrigem Strahlenpegel mit Impuls­ folgen bis zu 40 s^-1 der Detektor (1) mit einem ladungsempfindlichen Impulsverstärker mit Diskriminator (2) verbunden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Auftreten eines hohen Strahlen­ pegels mit Impulsraten größer als 40 s^-1 eine Zu­ schaltung eines stromempfindlichen Impulsverstär­ kers mit Diskriminator (3) erfolgt, und zwar so­ lange der hohe Strahlenpegel auf den Detektor (1) einwirkt.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus dem Detektor (1), dem ladungsempfindlichen Impulsverstärker mit Diskriminator (2), dem stromempfindlichen Impulsverstärker mit Diskrimi­ nator (3) und einem Impulsratenmesser mit Schwel­ lenausgang (4) besteht, wobei der Detektor (1) bei Impulsraten kleiner als 40 s^-1 mit dem la­ dungsempfindlichen Impulsverstärker mit Diskri­ minator (2) und bei Impulsraten größer als 40 s^-1 zusätzlich mit dem stromempfindlichen Impulsverstärker mit Diskriminator (3) verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausgänge der beiden Impulsverstärker (2, 3) an einen logischen Umschalter (6) ange­ schlossen sind, der vom Impulsratenmesser mit Schwellenausgang (4) betätigt wird, derart, daß bei Impulsraten des Detektors (1) von kleiner 40 s^-1 die Impulse des ladungsempfindlichen Impulsverstärkers (2) und bei Impulsraten größer als 40 s^-1 die Impulse des stromempfindlichen Im­ pulsverstärkers (3) vom Umschalter (6) weiterge­ geben werden.