DE7634996U1 - Gekruemmtes ortsempfindliches proportionalzaehlrohr - Google Patents

Description

Dipl.-tng. H. MITSCHERLICH "* .:. .:. : O.-.8000 MÖNCHEN 22 Dipping. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr.r.r.nat. W, KÖRBER ® <⁰⁸⁹> *²⁹⁶⁶⁸*

Dipl.-I ng. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE 4. _Nov. 1976

Dr.Kö/wa

Firma

M. Braun GmbH

Am Stutenanger 1o

8o42 Oberschleißheim

Gebrauchsmusteranmeldung

Gekrümmtes ortsempfindliches Proportionalzählrohr

Die Erfindung bezieht sich auf ein gekrümmtes ortsempfindliches Proportionalzählrohr mit einer Zählkammer, die mit einer in einen Isolierkörper eingesetzten oder aufgedampften trogförmigen Metallschicht als Kathode ausgekleidet ist und die an ihrer Längsseite als Zählrohrfenster durch eine leitende und strahlendurchlässige Folie gasdicht abgedeckt und in ihrer Längsrichtung von einem zu den metallischen seitlichen Trogwänden äquidistantaufgespannten Zählrohrdraht als Anode durchsetzt ist, der beidseitig im Isolierköroer befestigt und mit den elektrischen Elementen von Verstärkern verbunden ist.

In der im Namen der Anmelderin hinterlegten Anmeldung P 26 49 192.9 ist ein Zählrohr offenbart, welches insbesondere zur Registrierung von Pöntgenbeugungsdiagramiaen durch seine hohe Auflösung von unter 5o pm geeignet ist. Durch die endliche Tiefe des Zählrohres bzw. des die Kathode bildenden Zählrohrtroges kommt relativ zur absoluten örtlichen Auflösung eine beachtliche

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Vers^hmierung (Tiefenverschmierung) zustande. Der Grund für diese Verschmierung ist die Eigenschaft des Zählrohres, den Ort eines Röntgenquants an der Stelle zu registrieren, an der die Primärionisation ausgelöst wurde. Ein Röntgenquant besitzt längs seines Wegen durch die Tiefe des Zählrohrtroges eine bestimmte Wahrscheinlichkeit/ diesen Primärprozess einzuleiten. Die dabei entstehende Ladung wird aber nun senkrecht auf den Zählrohrdraht hin beschleunigt und nicht in Richtung des einfallenden Pöntgenstrahls. Nur wenn der Röntgenstrahl senkrecht zum Zählrohrdraht in das Zählrohr einfällt, stimmt die Richtung der beschleunigten Ladung mit der Strahlrichtung überein. Die auftretende Tiefenverschmierung hängt somit vom Winkel des Röntgenstrahl bezüglich des Zählrohrdrahtes ab und verschwindet bei senkrechter Einstrahlung auf den Zählrohrdraht.

Bei Aufnahmen von Beugungsspektren unter Verwendung eines Punktfokusses wird die zu erfassende Röntgenstrahlung kugelsymmetrisch abgestrahlt, d.h. die zu erfassenden Beugungsreflexe der Röntgenstrahlung liegen auf Kreisbögen. Der Vorteil eines Zählrohres, bei strichförmigen, in einer Ebene liegenden Reflexen alle ionisierenden Röntgenquanten senkrecht zum Draht integrierend zu messen, wirkt sich bei der Aufnahme von kreisförmigen Peflexen nachteilig durch eine Verbreiterung der Ortsimoulse und daher eine Verminderung der Auflösungsvermögens aus (Bogenverschinierung), denn wie bei der vorher er- _ wähnten Tiefenverschmierung Projiziert das Zählrohr die Stellen^! der Primärionisation durch einfallende Pontgenquanten senkrecht j auf den Zählrohrdraht. Das bedeutet für den kreisbogenförmigen i Reflex eine Projektion seines in das Zählrohr einfallenden Bogens auf den Zählrohrdraht. i

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zählrohr zu schaffen, durch welches mit einem Meßvorgang mit dem gewünschten hohen Auflösungsvermögen sämtliche Reflexe in der bogenförmig gekrümmten Fokussierebene erfasst werden können.

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Zur Losung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Proportionalzählrohr der eingangs genannten Art vorgeschlagen , daß die Zählkammer in ihrer Längsrichtung mit konstanter Krümmung gebogen ist und als Zählrohrdraht ein federelastischer Draht verwendet wird, der beidenends mittels in dem Isolierkörper angeordneten Befestigungsvorrichtungen in gebogener, der konstanten Krümmung der Zählkaipjner bzWi des Kathodentroges entsprechender Stellung aufgespannt und von dem konkav gekrümmten Zählrohrfenster weg asymmetrisch zur Kathodentrog-Bodenfläche hin äquidistant versetzt gehalten ist.

Bisher ist bei gekrümmter Fokussierebene eine Messung in einem Meßvorgang nur mittels der klassischen Methode unter Verwendung eines fotografischen Filmes möglich gewesen. Mit Zählrohren war bisher bei gekrümmter Fokussierebene die Erfassung der Reflexe nur durch eine Winkelbewegung des Zählrohres (Scanning), also mit mehreren Meßvorgängen, möglich.

Die Krümmung der Zählkeanmer und entsprechend des Zählrohrdrahtes entspricht zweckmässig dem Goniometerradius der verwendeten Röntgenapparatur. Bisher ist es nicht für möglich gehalten worden, ein gekrümmtes Zählrohr zu schaffen, da in der Aufhängung des Zählrohrdrahtes mit konstanter Krümmung entsprechend der Krümmung des Kathodentroges und mit genau äquidistantem Abstand zu den Trogwänden unter Berücksichtigung der Feinheit des Zählrohrdrahtes eine unüberwindliche Schwierigkeit gesehen wurde. Durch die Verwendung eines federelastischen Zählrohrdrahtes und eine Biegung desselben nur so weit, daß der Draht immer unter

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seiner Elastizitätsgrenze beansprucht bleibt und durch Ausbildung der Befestigungsvorrichtungen so, daß sie den federelastischen Draht von seinen beiden Enden her mit vorgegebener Krümmung halten.und durch zusätzliche äquidistante Verlagerung des Drahtes aus der Mitte zwischen Fenster und Trogbodenwand in Richtung zur Trogrückwand konnte das genannte Problem überraschend gelöst werden. Durch die Verlagerung des Drahtes aus der zentralen Position gegen die Trogrückwand übernimmt das elektrische Feld des Troges die Stabilisierung der Drahtführung.

In zweckmässiger Ausbildung der Erfindung bestehen die Befestigungsvorrichtungen für deTi Zähirohrdraht aus je einem in die Vergußmasse des Isolierkörpers zentrisch zum Kathodentrog-nuerschnitt eingegossenen Spannkörper, der mit der konstanten Krümmung der Zählkammer entsprechender Krümmung gebogen ist und in den das Zählrohrdrahtende über eine das gebogene Aufspannen des Drahtes ermöglichende Länge in eine mit dem Spannköroer gekrümmte zentrale Bohrung eingeführt und verlötet ist.

Zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Eine beispielsweise Aus*· führungsform eines erfindungsgemäßen Zählrohres wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:

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Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein erf indungsgemäßes Zählrohr;

Fig. 2 eine Draufsicht im Schnitt entlang der linie II-II in Pig. I und

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Schnittansicht •iner der Befestigungsvorrichtungen de« 2ählrohrdrähtea.

Geiaäs flg. 1 tiiid 2 befindet sich das iähirohr mit seiner teilkammer 1 innerhalb eines Gehätisekätpere 2_t de* toittels eines Oeckeis 3_# der Über schrauben 4 lösbar befestigt ist» verschlossen werden kann« An seinem feoden weist der Gehäusekörper 2 ein Schraubgewinde 5 itir Sefestigung das gesamten Zählrohres an einem stativ oder dgl» auf. Innerhalb des GehMuseköroers 2 ist ein Aufnahmeraum vorhanden, der aus einem unteren Bereich 6 und einem oberen, etwas weiteren Bereich 7 besteht« Auf einem ά&η unteren Bereich 6 vom oberen Bereich 7 des Aufnahmeraumes abgren2enden Absat2 8 liegt ein in den oberen Aufnahmeraum 7 passender Trägerkörper 9 auf. Innerhalb des TrMgerkÖrpers 9 ist als Isolierkörper des Zählrohres eine hochspannungsfeste und mechanisch harte Vergußmasse 1o angeordnet. Wie aus Fig. ersichtlich/ erstreckt sich die Vergußmasse zu beiden Seiten des Trägerkörpers 9 bei 11 bis zu je einer Aussparung 12 im Trägerkörper 9, um den unten erläuterten elektrischen Anschluß des Zählrohrdrahtes 13 unter isolierter Herausführung aus dem Trägerkörper 9 zu ermöglichen.

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Die Zählkammer 1 ist in einer Ausfräsung 14 innerhalb der mechanisch harten Vergußmasse 1o gebildet- Erfindungsgemäß ist die Zählkannser mit konstantem Radius gekrümmt^ und zwar konkav gesehen in Richtung des Zählrohrfensters (Ansicht der Fig. 2). Innerhalb der Ausfräsung 14 ist entsprechend gekrümmt als Kathode des Zählrohres eine trogförmige Metallschicht 15 eingesetzt oder aufgedampft. Die 2MhIkammef 1 ist durch eine das «ählrohrfenster bildende gekrümmte Folie 16> beispielsweise Aus Beryllium, abgedeckt. Öie Folie 16 ist in Ausfrä'süttgett 11 in der Vergußmasse am oberen Sand der Zählkammer 1 passend eingelegt und wird durch einen auf den trägerkörper 9 aufgesetzten Deckelteil 18 gehalten. Oer Öeckelteil 18 ist mit dein trägerkörper 9 durch in Fig. 1 angedeutete Sehrauben 19> die in in Fig. 2 dargestellte Gewindebohrungen 2o passen/ druckfest verbunden« Die Oberseite des Trägerkörpers 9 und entsprechend die ihr zugewandte Unterseite des Deckelteiles 18 sind entsorechend der Krümmung der ZMhlkammer 1 gekrümmt, in einer Aussparung des Deckelteiles 18 ist als Einsat2 mechanisch harte und

elektrisch hochsoannungsfeste Vergußmasse 21 vorgesehen» in

welcher in einer Nut eine Dichtung 22 vorgesehen ist* die über der Fugs zwischen der Folie 16 in ihrer Ausfräsung 17 der Vergußmasse 1o liegt. Die Zählkammer 1 ist dadurch trotz ihrer Krümmung druckfest verschlossen und die Folie 16 des Zählrohrfensters hochsoannungsisolxert gegenüber dem Trägerkörper 9 befestigt und gehalten. Der Deckel 3 des GehMusekörpers 2 liegt im in den oberen Bereich 7 der Aussoarung des Gehäuseköroers 2 eingesetzten Zustand desirägerkörners 9 auf dem Deckelteil 18 auf und fixiert den Trägerkörr>er 9 in dem Gehäusekörper 2. Sowohl der Deckelteil 18 als auch der Deckel 3 haben jeweils eine öffnung 23 bzw. 24, die der Größe des Zählrohrfensters

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entsprechen, um einen freien Eintritt von zu messender Strahlung zu der Folie 16 des Zählrohrfensters zu ermöglichen.

Der äquidistant zu den Wänden des Kathoden—Metalltroges 15 und dem Zählrohrfenster 16 jedoch äquidistant gegen die Trogrückwand verschoben aufgespannte Zählrohrdraht 13 wird

an seinen Enden durch weiter unten in Verbindung mit Fig. 3 näher erläuterte Befestigungsverrichtungen 25 bogenförmig gekrümmt gehalten, die in die Vergußmasse Io eingegossen sind. An den äußeren aus der Vergußmasse 1o in die Aussparungen des Tfägerkörpers 9 ragenden Enden der Befestigungsvorrichtung 25 sind Unmittelbar jeweils die Eingangswiderstande 26 von nicht dargestellten Vorverstärkern befestigt und elektrisch verbunden. Oie Eingangswiderstände 26 ragen nach unten in den unteren Bereich 6 des Gehäusekörpers 2 zu einer Platine 27# ; auf weicher nur schematisch durch eine Linie angedeutet die Verstärksreinrichtungen 28 angeordnet sind* Wie aus Flg. 2 ersichtlich/ wei^t der Gehäuseköroer 2 seitlich eine öffnung 29 auf, die mit eine Platte 3o verschließbar ist/ in welcher die schematisch angedeuteten elektrischen Anschlüsse angeordnet sind. Die elektrischen zu- und Abführungen für die Verstärker sind mit 31/ 32/ 33 bezeichnet. Mit 34 ist ein Hochspannungsanschluß bezeichnet/ der mit einer innerhalb des unteren Bereiches 6 der Aussparung des Gehäusekörpers 2 angeordneten Kon=·-, taktplatte 35 verbunden ist. Innerhalb des Trägerkörpers 9 ist in einer Bohrung diesem gegenüber isoliert ein unter Federdruck stehender Kontaktstift 36 angeordnet/ der mit dem Kathoden-Metalltrog 15 elektrisch verbunden ist/ so daß diesem über den Anschluß 34 gegenüber dem Zählrohrdraht 13 negativ vorgespannte Hochspannung zuführbar ist. Auf der der öffnung 29 · abgewandten Seite des Gehäusekörpers 2 sind nah oben offene Ausnehmungen 37 vorgesehen, durch welche in den Trägerköroer eingesetzte Leitungen 38, 39 ragen. In dem Trägerkörper 9 setzen sich die Leitungen 38, 39 in Kanälen 4o, 41 fort, die auch j die Vergußmasse 1o durchsetzen und in einer Zuführöffnung 42 j

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bzw. Abführöffnung 43 am Boden des ietalltroges 15 der Zähl— kammer 1 ausmünden, so daß der Zählkammer 1 Zählrohrgas im ; Durchfluß zugeführt werden kann. Die äußeren Enden der Leitungen 38 bzw. 39 tragen an sich bekannte selbstdichtende Schnellverschlüsse 44, 45 für den Anschluß der Gaszu- bzw. —abführung. Da die Schnellverschlüsse 44, 45 selbstdichtend sind, kann das Zählrohr nach entsprechender Gasfüllung der Zählkammer 1 auch mit statischem Zählrohrgasdruck betrieben werden.

Öie ill frig* 3 in vergi^ßertem Maßstab dargestellte Befestigungsvorrichtung 25 für deft gebogenen zMhlrohrdraht 13 umfasst eitle in die Vergußmasse 1o eingegossene Büchse 46, weiche äft ihrem äußere« ift die Aussparung 12 des TrHgerkörpers 9 ragenden finde beispielsweise verquetscht und elektrisch mit dettt Eingangswiderstand 36 verbunden ist. Von der Seite der zMhlkatnmer 1 ist in die Buchse 46 ein Stecker 47 eingesteckt, der eine Bohrung 48 aufweist, deren Durchmesser nur geringfügig größer ist als der Durehmesser des zählrchrdrahtes 13» Der zähirohrdraht 13 trägt an seinem Ende, welches da2u bestimmt ist, in die Bohrung 48 des Steckers passend hineingesteckt 2U werden, eine dünne Metallbeschichtung 49 auf, die ihrerseits in der Bohrung 48 der Buchse 47 verlötet ist» Auf diese Weise ist es möglich, den an sich nicht verlötbaren Ouarzdraht, der als Zählrohrdraht 13 verwendet wird, mit dem Stecker zu verbinden, wobei durch die Bohrung in dem Stecker 47 und die genaue Führung des Steckers 47 in der Buchse 46 eine genaue Justierung und Aufspannen des Zählrohrdrahtes 13 in der Zählkammer 1 gewährleistet ist. Ersichtlich haben die Buchse 46 und der Stecker 47 ntit Bohrung 48 genau die gleiche konstante Krümmung wie die Zählkammer 1, so daß der federelastische Zfhlrohrdraht, der an seinen Enden über eine genügende Länge in die Bohrungen

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ragt, mit der gewünschten konstanten Krümmung bogenförmig aufgespannt gehalten wird. Für manche Anwendungsfälle kann es ausreichen, wenn Buchse 46, Stecker 47 und Bohrung 48 nicht gekrümmt sind, dann muß die das Drahtende haltende Bohrung genau tangential zur Krümmung der Zählkammer in diese ausmünden. Trotzdem ist ein Auswechseln des Zählrohrdrahtes 13 durch Herausziehen der Stecker 47 aus den Buchsen 46 und Ersetzen durch einen anderen Zählrohrdraht mit entsprechend an seinen Enden angeordneten Steckern 47 möglich. Es sei darauf hingewiesen, daß die zeichnerische Darstellung, insbesondere des Zählrohrdrahtes 13, gegenüber den anderen Teilen des Zählrohres stark übertrieben ist, da der Zählrohrdraht nur einen Durchmesser von etwa 25 um hat.

Ansprüche:

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Claims (3)

Ansprüche

1. Gekrümmtes ortsenrofindliches Proportionalzählrohr mit einer Zählkammer, die mit einer in einen Isolierkörper eingesetzten oder aufgedampften trogxörmigen Metallschicht als Kathode ausgekleidet ist und die an ihrer Längsseite als Zählrohrfenster durch eine leitende und strahlendurchlässige Eolie gasdicht abgedeckt ist und in ihrer Längsrichtung von einem zu den metallischen seitlichen Trogvjänden äquidistant aufgespannten Zählrohrdraht als Anode durchsetzt ist, der beidseitig im Isolierkörper befestigt und mit den elektriflcheti ^lementen von Verstärkern verbunden ist> dadurch gekenntftlehnet* daß die «ähikattmet (1) in intet Längsrichtung mit konatänter HrÜtnmüng gebogen ist und al* iahitohtdtaht (13) ein fedetel**tl*chet Draht verwendet wird, der beidenends mittels in dem tsoiietkötftet (1o) angeordneten Befestigungsvorrichtungen US) in gebogener* aBt konstanten Krümmung det 2äfcAk&mm*t (1) bzw* des Kathodentroges (1S) entsprechender Stellung Aufgespannt und vcn ±^ _A konkav gekrümmten Zähltohtfeftötet (16) weg ^syftlmettisch tut fcathodentrog-Öodenflache hin äquidistant versetzt gehalten ist.

2* ZMhlrohf nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet/ daß die Befestigungsvorrichtungen (25) für den Zählrohrdraht aus je einem in die Vergußmasse des Isolierkörpers zentrisch zum Kathodentro^Ouerschnitt eingegossenen Spannkörper (46, 47) besteht, der mit der konstanten Krümmung der Zählkammer (1) entsprechender Krümmung gebogen ist und in den das Zählrohrdrahtende über eine das gebogene Aufspannen des Drahtes ermöglichende Länge in eine mit dem Spannkörper (46/ 47) gekrümmte zentrale Bohrung (48) eingeführt und verlötet ist»

3. Zählrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennaeichnet, daß bei lös- und auswechselbarer Ausbildung der Befestigungsvorrichtungen (25) der Spannkörper aus einer die Stirnwand

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des Isolierkörpers (1o) durchsetzenden Buchse (46) und in die Buchse passendem Stecker (47) besteht, der die das Zählrohrdrahtende aufnehmende gekrümmte Bohrung (48) aufweist.

=1. Zählrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählkammer (1) als zu öffnende Hochdruckkammer mit Zuführ- und Abführöffnungen (42, 43) für ein Zählrohrgas unter Hochdruck ausgebildet ist und die Zählrohrdrahtenden beidseitig unmittelbar über die Befestigungsvorrichtungen (25) jeweils mit dem Eingangswiderstand (26) eines VorveretMrkers elektrisch verbünden sir>4.

tier Patentanwalt

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