DE969553C

DE969553C - Circuit arrangement for the direct display of the mean value of the number of pulses over time from Geiger-Mueller counting tubes with dead time

Info

Publication number: DE969553C
Application number: DES31414A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Otto Blunck; Dipl-Ing Dr Peter Nenning
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-12-10
Filing date: 1952-12-10
Publication date: 1958-06-19

Description

SchaLtungsanordnung zur direkten Anzeige des zeitlichen Mittelwertes der Impulszahl von mit Totzeit behafteten Geiger-Müllerzählrohren Bei der Strahlungsimessung mit Geiger-Müller-Zähirohren benutzt man Schaltungen, mit deren Hilfe der zeitliche Mittelwert der Zählrohrimpulse direkt angezeigt wird. Solche Schaltungen beruhen darauf, den Konldensatorstrom zu messen und anzuzeigen, der durch Umladung oder durch ladungsänderungen des Kondensators bei jedem Impuls ausgelöst wird. Solche Entladungen kann man an sich mit mechanischen Kontakten steuern.Circuit arrangement for direct display of the mean value over time the number of pulses from Geiger-Müller counter tubes with dead time When measuring radiation with Geiger-Müller counter tubes one uses circuits with the help of which the temporal The mean value of the counter tube pulses is displayed directly. Such circuits are based on measuring and displaying the capacitor current that is generated by recharging or is triggered by changes in the charge of the capacitor with each pulse. Such Discharges can be controlled with mechanical contacts.

Es ist aber auch bekannt, diese Kondensatorentladungen oder -aufladungen durch eine Elektronenröhre oder eine gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsröhre zu bewirken, welche durch die zu zählenden Impulse gesteuert werden. Vorzugsweise wird daibei zur Steuerung einer Hochvakuum-Elektonenröhre eine Dualstufe verwendet, die nach jedem Impuls von der einen ihrer beider stabilen Lagen in die andere kippt. Der Ladestrom oder Entladestrom des Kondensators fließt über ein Instrument, das den zeitlichen Mittelwert der Zählrohrimpulse anzeigt. Voraussetzung ist dabei, daß durch jede Kondensatorladung,,-entladun,, oder-umladung jedesmal die gleiche Ladungsmenge in Bewegung gesetzt wird; d. h. es ist auch notwendig, daß in jedem einzelnen Fall für die Entladung oder Aufladung genügend Zeit zur Verfügung steht, damit ein solcher Lade- oder Entladevorgang genügend weit bis zum Endzustand durchgeführt wird. Ist die Zeit zu kurz, dann wird die in Bewegung gesetzte Elektrizitätsmenge zu gering, so daß der Mittelwert verfälscht wird. Man kann allerdings bei der Eichung derartige Fehler berücksichtigen.But it is also known that these capacitor discharges or charges by an electron tube or a grid-controlled gas or vapor discharge tube to cause which are controlled by the pulses to be counted. Preferably a dual stage is used to control a high vacuum electron tube, which tilts from one of its two stable positions to the other after each impulse. The charging current or discharging current of the capacitor flows through an instrument that shows the mean value of the counter tube pulses over time. The prerequisite is that every time the capacitor is charged, discharged or charged, the same is always the case Amount of charge is set in motion; d. H. it is also necessary that in everyone there is enough time available for discharging or charging in each individual case, so that such a charging or discharging process is carried out sufficiently far to the end state will. If the time is too short, the amount of electricity set in motion will be too low so that the mean value is falsified. One can, however, with the calibration take such errors into account.

Ein. anderer Fehler besteht darin, daß das Zählrohen nicht beliebig rasch aufeinanderfolgende Impulse abgibt, da es nach jedem Impuls eine Zeit von etwa 10-4 sekunden tot ist; d. h. innerhalb dieser »Totzeit« werden in das Zählrohr gelangende Quanten nicht gezählt. Dieser Fehler läßt sich nicht durch Einweichen berücksichtigen. Es liegt aber ein Interesse vor, diesen Fehler möglichst klein zu halten. Um dies zu erreichen, wird bei einer Schaltung zur direkten Anzeige der Impulschäufigeit von Geiger-Müller-Zählrohren mittels abwechselnder Ladung und Entladung eines Meßkondensators und Anzeige des Lade- oder Entladestromes, wobei die Aufladung über einen mindesutens zehnmal so großen Widerstand erfolgt wie die Entladung oder umgekehrt, z. B. über einen Anodenwiderstand einerseits und den aus dem Innenwiderstand einer Elektronenröhre und dem Widerstand eines Meßinstrumentes bestehenden Arbeitsweidersant anderersits, erfinfungsgemäß die aus der Gräße des Meßkondenstors und der Größe seines Arbeitswiderstandes sich ergebende Zeitkonstante in einem Meßbereich mit 1000 Imp/s Endausschlag erheblich größer, mindestens jedoch dreimal so groß gewählt wie die Totzeit des Zählrohres. Die Umschaltung der Meßbereiche erfolgt entweder durch Anderung der Ladespannung oder, was das Gebräuchliche ist, durch Änderung der Gräße des Meßkondensators. Seine Kapazität muß dann umgekehrt proportional dem jeweiligen Meßbereichendausschlag sein. A. Another mistake is that the counting tube is not arbitrary emits rapidly successive impulses, as there is a time after each impulse from is dead about 10-4 seconds; d. H. within this "dead time" are in the counter tube arriving quanta not counted. This bug cannot be solved by soaking consider. But there is an interest in keeping this error as small as possible to keep. In order to achieve this, in a circuit for direct display of the Pulse frequency of Geiger-Müller counter tubes by means of alternating charging and discharging a measuring capacitor and display of the charging or discharging current, with the charging takes place over a resistance at least ten times greater than the discharge or vice versa, e.g. B. via an anode resistance on the one hand and that from the internal resistance an electron tube and the resistance of a measuring instrument On the other hand, according to the invention, the size of the measuring capacitor and the size its working resistance resulting time constant in a measuring range with 1000 pulses / s final deflection is considerably larger, but at least three times as large like the dead time of the counter tube. The switching of the measuring ranges takes place either by changing the charging voltage or, what is common, by changing it the size of the measuring capacitor. Its capacity must then be inversely proportional to that respective full scale deflection.

Die Erfindung wird erläutert durch ein schematisches Ausführungsbeispiel, iii welchem nur die wesentlichsten Bestandteile, die zur Erläuterung notwendig sind, enthalten sind. The invention is illustrated by a schematic embodiment, iii which only the most essential components that are necessary for explanation, are included.

In dem Ausführungsbeispiel liegt die stabilisierte Spannung an zwei Klemmen A und B. Die Steuerimpulse werden auf das Gitter einer Elektronenrähre 2 gegeben, welche im Nebenschluß zu einem Meßkondensator I und einem damit in Reihe geschalteten Mittelwertinstrument, z.B. einem Dreh.-spulinstrument oder Di'ehmagnetinstrument mit Gleichrichtern, liegt. Im Anodenkreis der Elek-Tronenröhre Biegt nodh ein Anodenwiderstand 3. In the embodiment, the stabilized voltage is at two Terminals A and B. The control pulses are transmitted to the grid of an electron tube 2 given which shunted to a measuring capacitor I and a series with it switched mean value instrument, e.g. a rotary coil instrument or a magnetic diaphragm instrument with rectifiers, lies. An anode resistor bends in the anode circuit of the electron tube 3.

Sobald durch einen Impuls und das Umkippen einer vorgeschalteten Dualstufe, die über einen Spannungsteiler galvanisch an die Dualstufe angekoppelte Elektronenröhre 2 geöffnet wird, entlädt sich der Kondensator 1 über das mit ihm in Reihe liegende Instrument 4. Nach dem nächsten Impuls kippt die Dualstufe wieder zurück, und die Röhre 2 wird gesperrt. Der Kondensator lädt sich dann über den Anodenwiderstand 3 auf. Die Schaltung könnte auch so sein, daß der Kondensator I mit dem in Reilhe geisohalteten Instrument 4 zum Anodenwiderstand 3 parallel liegt. Dann würde bei der Öffnung der Röhre 2 der Kondensator sich aufladen und sich beim Abschalten über den Anodenwiderstand 3 entladen. As soon as an impulse and the overturning of an upstream Dual stage, which is galvanically coupled to the dual stage via a voltage divider Electron tube 2 is opened, the capacitor 1 discharges through the with him instrument lying in a row 4. After the next impulse, the dual stage tilts again back and tube 2 is blocked. The capacitor then charges through the anode resistor 3 on. The circuit could also be such that the capacitor I with the in Reilhe Geiso-held instrument 4 is parallel to the anode resistor 3. Then would at the opening of the tube 2 the capacitor will charge itself and when switched off over discharge the anode resistor 3.

Erfindungsgemäß macht man nun die Zeitkonstante, die sich aus der GröBe des Meßkondensators I und der Größe seines Arbeitswides ergibt, erheblich größer, mindestens jedoch dreimal 90 groß wie die Totzeit des geiger-Müller-Zählrohres, um den Anzeigefehler der Mittelwertanzeige, der durch die Zählrohrtotzeit entsteht, herabzumindern. According to the invention you now make the time constant resulting from the The size of the measuring capacitor I and the size of its working amid result considerably greater, but at least three times 90 greater than the dead time of the Geiger-Müller counter tube, the display error of the mean value display, which is caused by the counter tube dead time, to diminish.

Bei der mathematischen Behandlung der Schaltung ergibt sich folgendes: Hätte das Zählrohr keine Totzeit, so würde für den Strom durch das Instrument 4 folgende Beziehung gelten (Trost, Z. F. angew. Physik, Bd. 2, I950, S. 286 bis 289): U#n0#C i=const (I) I+n0#RA#C wobei U die Ladespannung, nO die Zahl der von einem totzeitlosen Zählrohr gezählten Imp/s, C die Kapazität des Meßkondensators und RA die Größe des Arbeitswiderstandes ist. The mathematical treatment of the circuit results in the following: If the counter tube had no dead time, the current through the instrument would be 4 The following relationship applies (Trost, Z. F. angew. Physik, Vol. 2, I950, pp. 286 to 289): U # n0 # C i = const (I) I + n0 # RA # C where U is the charging voltage, nO is the number of one Deadtime counter tube counted pulses / s, C the capacitance of the measuring capacitor and RA is the size of the work resistance.

Für mit Totzeit behaftete Zählrohre gilt unter Vernachlässigung des Innenwildersltandes der Röhre 2 die neue Grundbeziehung T ist die Zählrohrtotzeit.For counting tubes with dead time, neglecting the inner wilderness of tube 2, the new basic relationship applies T is the counter tube dead time.

Für R#0, Praktisch auch für RA#C#T, geht Gleich/hung 92) in Gleichtung (I) über. For R # 0, also practically for RA # C # T, equation 92) goes into equation (I) about.

Claims

PATENT CLAIM: Circuit arrangement for the direct display of the time Average value of the number of pulses from Geiger-Müller counter tubes with dead time by means of alternating charge and discharge of a measuring capacitor and display of the Charging or discharging current, with the charging over a at least ten times as much great resistance must take place like the discharge or vice versa, marked accordingly, that the incoming impulses with the help of appropriate switching elements (dual stages) alternately cause a charge or discharge of the measuring capacitor and that the Time constant from working resistance and measuring capacitor in a measuring range with IOOO Imp / s final deflection is at least three times as large as the dead time of the counter tube, it is assumed that the size of the measuring capacitor is inversely proportional the respective full scale deflection. ~~~~~~~~ Publications considered: U.S. Patent No. 2549 058; "Progress in Nuchlear Physic", Vol. I, 1950, pp. II2.