DE9305955U1 - Anordnung mit einem Zählrohr - Google Patents
Anordnung mit einem ZählrohrInfo
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Description
Siemens Aktiengesellschaft
Anordnung mit einem Zählrohr
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Zählrohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Röntgenanalyse werden als Detektoren sogenannte Durchflußzählrohre eingesetzt, die während der Messungen
von einem Zählergas durchströmt sind. Die von Photonen ausgelösten Zählrohrimpulse werden verstärkt und im allgemeinen
einem Impulshöhendiskriminator zugeführt, der die Impulse, deren Amplituden in einem durch die Energie der
zu messenden Photonen vorgegebenen Bereich liegen, für die Weiterverarbeitung aussortiert. Die Impulshöhe ist unter
anderem abhängig vom Druck des Gases im Zählrohr. Auch wenn das Zählrohrgas über einen Druckminderer und einen
Durchflußregler dem Zählrohr zugeführt und vom Zählrohrauslaß über eine Drossel an die Außenluft abgegeben wird,
bewirken Schwankungen des Luftdrucks Änderungen des Drucks im Zählrohr. Mechanische Druckregler können zwar den Druck
am Gasaustritt des Zählrohres unabhängig vom Atmosphärendruck konstant halten, sie benötigen jedoch als Hilfsgröße
Preßluft, sind teuer und müssen auf den Atmosphärendruck am Aufstellungsort des Analysengerätes von Hand eingestellt
werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für ein Zählrohr der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, mit der Druckänderungen im Zählrohr mit einfachen Mitteln kompensiert
werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
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Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im folgenden die
Erfindung sowie Weiterbildungen und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.
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Ein Vorratsgefäß 1 enthält unter Druck Zählrohrgas, das über einen Druckminderer 2 und einen Durchflußmesser oder
-regler 3 durch einen Gaseinlaß in ein Durchflußzählrohr strömt. Dem Gasauslaß des Zählrohres 4 ist eine Drossel,
im Beispiel ein Nadelventil 5, nachgeschaltet, nach dem das Zählrohrgas als Abluft in die Umgebung abgegeben wird.
Die für den Betrieb des Zählrohres 4 erforderliche Spannung liefert ein Zählrohrspannungserzeuger 6. Die infolge
von ionisierenden Photonen entstehenden Zählrohrimpulse werden von einem Verstärker 7 einem Diskriminator 8 zugeführt,
der die Impulse, die in einem bestimmten Amplitudenbereich liegen, aussortiert und zur Weiterverarbeitung
an eine Auswerteeinheit schaltet.
Im allgemeinen ist in der Röntgenanalyse die empfangene Strahlung monochromatisch, sei es wie in der Diffraktometrie,
daß die Reflexion monochromatischer Röntgenstrahlung gemessen wird, sei es wie in der Spektrometrie,
daß die von der Probe abgegebene Strahlung mittels eines Analysatorkristalls in monochromatische Strahlung zerlegt
wird. Der Diskriminator hat in diesen Fällen lediglich die Aufgabe, die Impulse von Untergrund- und Streustrahlung zu
unterdrücken oder eine simultane Messung mehrerer Wellenlängen zu ermöglichen. Es ist aber auch möglich, daß der
Diskriminator unmittelbar als Analysator eines Spektrometers dient, wozu der gesamte Amplitudenbereich unterteilt
wird und festgestellt wird, wieviel Impulse in jeden Bereich fallen. Die Impulshöhe ist nicht nur abhängig von
der Energie der in das Zählrohr einfallenden Photonen, sondern auch vom Druck des Zählrohrgases. Eine solche
Druckänderung kann z. B. dadurch auftreten, daß sich der Atmosphärendruck ändert und sich diese Druckänderung über
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die Drossel 5 in das Zählrohr 4 fortsetzt. Um derartige Druckänderungen zu vermeiden, ist am Gasauslaß des Zählrohrs
4 ein piezoresistiver Drucksensor 9 angebracht, dessen Ausgangssignal einem Meßumformer 10 zugeführt ist.
Statt dessen kann auch ein Drucksensor 91 am Gaseinlaß
angebracht sein. Piezoresistive Drucksensoren sind wegen ihres einfachen Aufbaues bei ausreichender Genauigkeit
für den vorliegenden Anwendungsfall besonders geeignet. Drucksensor 9, 91 und Meßumformer 10 bilden zweckmäßig
mit einem Ausgangsverstärker eine monolithisch integrierte Einheit, die eine ausreichend hohe Spannung liefert, die
unmittelbar in einem Mikrocomputer 12 mit einem Analog-Digital-Umsetzer verarbeitet werden kann. Dort wird das
Ausgangssignal des Umformers 10 von einer Regelschaltung 11 mit einem Sollwert Us verglichen, mit dessen Ausgangssignal
das Nadelventil 5 im Sinne einer Konstanthaltung des Druckes am Gasauslaß und damit im Zählrohr 4 verstellt
wird. Anstelle des Nadelventils kann auch ein anderes steuerbares Ventil, z. B. ein piezoelektrisch betätigtes
Ventil, eingesetzt werden.
Es wurde erkannt, daß die physikalischen Eigenschaften von Zählrohren, wie Totzeit, Quantenausbeute, vom Druck
des Zählrohrgases abhängig sind. Es ist daher möglich, durch Einstellen verschiedener Sollwerte U5 den Druck im
Zählrohr 4 und damit dessen physikalische Eigenschaft, z. B. die Totzeit, zu verändern, so daß die Anordnung an
unterschiedliche Meßaufgaben (Impulsrate, Energie der Strahlung) angepaßt werden kann. Diese Einstellung unterschiedlicher
Totzeiten ist unabhängig von dem Ausführungsbeispiel und kann mit jeder Anordnung erreicht werden, mit
der die Drücke im Zählrohr auf unterschiedliche Werte eingestellt werden können.
Anstatt den Druck im Zählrohr zu regeln, können Druckschwankungen auch dadurch kompensiert werden, daß die
Zählrohrspannung in Abhängigkeit der Druckschwankungen
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93 &thgr;
so verändert wird, daß die Impulsamplitude unverändert bleibt. Eine solche Schaltung hat den Vorteil, daß nur
elektrische Größen verändert werden und kein mechanisches Stellglied, wie das Nadelventil 5, verstellt werden muß.
Anstelle des Nadelventils 5 genügt in einem solchen Falle eine nicht steuerbare Drossel. Entsprechend kann auch der
Verstärkungsgrad des Verstärkers 7 in Abhängigkeit des Druckes eingestellt werden, so daß dem Diskriminator 8
Impulse zugeführt werden, deren Höhe ausreichend unabhängig vom Druck ist. Schließlich ist es auch möglich, das
oder die Fenster des Diskriminators 8 in Abhängigkeit des Druckes so zu verstellen, daß Impulse von Photonen gleicher
Energie immer in dasselbe Diskriminatorfenster fallen. Unter der Voraussetzung, daß die Druckschwankungen
im wesentlichen durch Schwankungen des äußeren Luftdrucks verursacht sind, kann der piezoresistive Drucksensor auch
in der Abluftleitung von der Drossel 5 oder in der Außenluft angebracht sein. Der Regelverstärker 11 ist Bestandteil
eines Mikrocomputers 12. In den Fällen, in denen zur Kompensation der Druckänderungen der Zählrohrspannungserzeuger
6, der Verstärker 7 oder der Diskriminator 8 angesteuert werden, ist der Regelverstärker 11 nicht
erforderlich; jedoch wird man im Mikrocomputer 12 Kennlinien hinterlegen, die angeben, wie die verschiedenen
Stellglieder in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Umformers 10 anzusteuern sind, damit die Druckänderungen
kompensiert werden.
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Claims (8)
1. Anordnung mit einem Durchflußzählrohr
- mit einem Gasein- und einem Gasauslaß,
- mit einem Zählrohrspannungserzeuger (6), der die für den Betrieb des Zählrohrs (4) notwendige Spannung liefert,
und
- mit einem Zählrohrverstärker (7), der die am Zählrohr (4) auftretenden, durch ionisierende Photonen ausgelösten
Impulse verstärkt,
dadurch gekennzeichnet,
- daß im Bereich des Zählrohres (4) ein piezoresistiver Drucksensor (9, 9') angebracht ist, dessen den Druck im
Zählrohr (4) angebendes Ausgangssignal oder ein davon abgeleitetes Signal als Stellsignal einer steuerbaren,
dem Gasauslaß des Zählrohres (4) nachgeschalteten Drossel (5), dem Zählrohrspannungserzeuger (6) oder
dem Zählrohrverstärker (7) im Sinne einer Kompensation von Druckänderungen im Zählrohr (4) zugeführt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dem Drucksensor (9) ein
Regelverstärker (11) nachgeschaltet ist, dem ferner ein Sollwert (Us) zugeführt ist und dessen Ausgangssignal als
Stellglied der steuerbaren Drossel (5) zugeführt ist.
3. Anordnung, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend
der gewünschten physikalischen Eigenschaft des Zählrohres (4) unterschiedliche Sollwerte einstellbar sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß entsprechend der gewünschten
Totzeit des Zählrohres (4) unterschiedliche Sollwerte einstellbar sind.
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5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
steuerbare Drossel (5) ein Nadelventil oder ein von einem Zweipunktregler betätigtes Ventil, z. B. ein piezoelektrisch
betätigtes Ventil, ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daS an den Zählrohrverstärker
(7) ein Impulshohendiskriminator (8) angeschlossen ist, dessen Diskriminatorfenster mit dem Ausgangssignal des
Drucksensors (9, 9') eingestellt ist bzw. sind.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck-
sensor (9) am Gasauslaß des Zählrohres (4) angebracht ist,
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor
(91) am Gaseinlaß des Zählrohres (4) angebracht
ist.
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Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9305955U DE9305955U1 (de) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | Anordnung mit einem Zählrohr |
DE19944411727 DE4411727A1 (de) | 1993-04-20 | 1994-04-05 | Anordnung mit einem Zählrohr |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9305955U DE9305955U1 (de) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | Anordnung mit einem Zählrohr |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9305955U1 true DE9305955U1 (de) | 1994-05-19 |
Family
ID=6892260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9305955U Expired - Lifetime DE9305955U1 (de) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | Anordnung mit einem Zählrohr |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9305955U1 (de) |
-
1993
- 1993-04-20 DE DE9305955U patent/DE9305955U1/de not_active Expired - Lifetime
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