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Publication number: DEN0007647MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 26. August 1953 Bekanntgemacht am 23. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Messen von Strahlungsintenskäteni mittels eines Geiger-Müller-Zählers als Indikator, der mit einem Lösch/wiidferstand in Reihe geschaltet ist, wobei· ein Instrument zur Anzeige des durch den Geiger-Müller-Zähler fließenden-.mittleren Stromes vorgesehen ist.

Die Erfindung bezweckt, eine Schaltung zu schaffen, mittels derer sich in einfacher Weise to größere Strahlungsintensitäten messen lassen.

Durch geeignete Wahl der Abmessungen des

Zählrohrs, 'der Zusammensetzung des verwendeten Füllgases und der Anordnung dle-r Elektroden ist ein größerer Ladungstransport je Impuls in- der Röhre verwirklichbar. Hierdurch ist eine direkte Messung, d. h. eine Messung ohne zwischengeschaltete Verstärker, möglich. Es hat sich ferner als möglich erwiesen, das sogenannte Plateau der Röhre, d. h. den Unabhängigkeitsbereich in der Beziehung zwischen der Impulszahl je Zeiteinheit und der an die Röhre angelegten Spannung bei gleichbleibender Strahlungsintensität, sehr breit zu wählen, so daß ζ. B. die Impulszahl je Zeiteinheit über einen Spannungs bereich von 1000 Volt von der an die Röhre angelegten' Spannung unabhängig ist.

Die' Erfindung benutzt diesen Umstand zur Schaffung einer einfachen Schaltung zum Messen von Strahlungsintensitäten mittels eines Geiger-Müller-Zählers, die sich dazu eignet, innerhalb

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sehr weiter Grenzen der in der Röhre auftretenden Stromimpulszahlen je Zeiteinheit verwendet zu werden und auch bei' größeren Impulszahlen je Zeiteinheit eine brauchbare Ablesung dies Strom-

,5 messers ermöglicht.

Gemäß der Erfindung sind bei einer Schaltung zum Messen von Strahlungeintensitäten mittels eines Geiger-Müller-Zählers als Indikator, der in Reihe mit einem Löschwiderstand¹ geschaltet ist,

ίο wobei, ein Instrument zur Anzeige des · durch den Geiger-MüHer-Zähler fließenden Mittelstromes vorgesehen ist, ein zweiter Widerstand¹ und ein Abflachkondensator vorhanden, die derart geschaltet und bemessen sind', daß die Spannung an den Klemmen des Geiger-Müller-Zählers bei¹ Zunahme der Strahlungsintensität so stark abnimmt, daß die Beziehung zwischen der vom Instrument kontinuierlich angezeigten mittleren Stromstärke und der Impulszahl etwa logarithmisch ist.

Zu diesem Zweck kann der zweite Widerstand in Reihe mit der Reihenschaltung des Geiger-Müller-Zählers und des Löschwiderstandes geschaltet und der Kondensator parallel zur letztgenannten Reihenschaltung angebracht sein.

Auch kann in< Reihe mit der Reihenschaltung des Geiger-Müller-Zählers und des Löschwiderstandes die Parallelschaltung des zweiten Widerstandes und des Kondiensators angebracht sein.

In beiden Fällen entsteht an den Klemmen des Geiger-Müller-Zählers eine Spannung, die bei Zunahme der Strahlungsintensität abnimmt. Der

■■ ■ Ladungstransport kr der Röhre je Impuls nimmt daher ebenfalls ab, und' an Stelle einer linearen Beziehung zwischen der vom Instrument.angezeigten mittleren Stromstärke 'und¹ 'dter Impulszahl· ergibt sieh eine viel geringere Zunahme der Stromstärke bei Zunahme der Impulszahl.

Eine Verbesserung der Skaleneinteilung des Instrumentes kann noch erreicht werden durch

4.0 Verwendung mehrerer Geiger-Müller-Zähler mit verschiedenen Empfindlichkeiten, die je mit einem Löschwiderstand versehen:'sind', wobei· im übrigen die Schaltung jedes Zählers auf die oben beschriebene Weise eingerichtet . ist. Hierbei wird aber ein einziger gemeinsamer Strommesser zum Messen der Summe sämtlicher Entladungsströme verwendet.

Die Erfindung wiird! nachstehend an Hand! der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In den Fig. ι und 2 sind;·. Ausführungsbeispiele von Schaltungen nach der. Erfindung dargestellt;

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit mehreren Geiger-Müller-Zählern mit verschiedenen Empfindlichkelten; _f„

Fig. 4 zeigt eine/Kurve zur Erläuterung der Wirkung. ., .·;-■

Bei der· Schaltung- nach Fig. 1 ist der Geiger-Müller-Zähler 3 in Reihe mit dem Strommesser 4 geschaltet und über die Widerstände 1 und 2 an ein Gleichstromnetz;;/möglichst konstanter Spannung angeschlossen. Der Widerstand^ ist der übliche; Löschwiderstand. Die Spannung des Netzes kann von· der Größenordnung von 1000 Volt sein, Der Löschwiderstand dient zum Löschen der Röhre "~-·~ nach dem Auftreten eines Stromimpulses.

Zwischen dem gemeinsamen Punkt der Widerstände ι und 2 und der mit der Kathode des Geiger-MüMer-Zählers verbundenen ■ Klemme der Speisequel'le liegt ein Kondensator 5. Durch diesen Kondensator wird bewirkt, daß, wenn das Strommeßinstrument 4 z. B. eine mit dem Strom lineare Skalenteilung besitzt, eine Skalenteilung für diie Impulszahl· erhalten wird, die etwa einer logarithmischen Abhängigkeit entspricht, was· ein günstiger Umstand bei der Messung größerer Strahlungsintensitäten ist. Dieses· Verhalten läßt •sich auf folgende Weise erklären.

Wenn man die als konstant angenommene Spannung der Speisequelle mit B₀ und die Spannung des Kondensators mit E₁ bezeichnet, so ist die g_L Spannung E₁ nahezu gleich der konstanten Spannung E₀, falls die je Zeiteinheit auftretende Impulszähl· klein ist. Die Spannung am Zähler 3 ist dann im allgemeinen auch gleich E₁. Im Augenblick der.Entladung.nimmt die Spannung am Zählfer aber bis auf E_s, also die Anlaß- oder Lösehspannung ab. Die Spannung E₁ des Kondensators ist bei gleichbleibender Strahlungsintensität praktisch konstant. ·.-■■.

Wenn die Impulszahl je Zeiteinheit klein ist, so _go ist der Ladungstransport je Impuls groß. Wenn die Impulszahl· je Zeiteinheit größer wird, nähert ■sich E₁ schließlich der Lös abspannung E_s der Röhre, wobei der Ladungstransport je Impuls sehr klein wird. Die Spannung E₁ stellt sich derart _g5 ein, daß der durch die Zählröhre abgeführte Strom von dem über den-Widerstand iizugeführten Strom ausgeglichen wird.

Es kann berechnet werden, daß der Strom durch den Widerstand 1 wie folgt beschrieben werden _1Oo kann: ^:

nk

ι + nk

Wenn angenommen wird:

E_n

= h

so ist

nk
ι -{--nk '

Hierbei ist R der Wert des Widerstandes!, η die Impulszahl je Sekunde und k ein von dem Widerstand¹/? und den Eigenschäften der Röhre abhängiger Wert. ' -.

Die Kurve A stellt den Strom als Funktion von nk in logarithmischem Maßstab dar. Sie hat bis zu einem bestimmten, nicht sehr hohen Wert von nk einen ungefähr linearen Verlauf. -

In Fig. 2 sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern angedeutet. Hierbei ist die Parallelschaltung des Widerstandes 1 und des Kondensators 5 in Reihe mit der Geiger-Müller-Röhre geschaltet. Das Meßinstrument 4 ist dabei /Vorzugsweise im Zweig des Widerstandes 1 eingeschaltet. ,.

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Auch in diesem Falle kann ungefähr eine für den unteren Teil der Skala lbgarithmische Abhängigkeit erzielt werden.

Eine Verbesserung dieser Anzeige ergibt sich durch Verwendung mehrerer Zählrohre, die alle etwa die gleiche Löschspannung haben, aber deren Werte k verschieden sind. Diese Röhren sind auf ähnliche Weise geschaltet wie die Röhre 3 in Fig. i, jedoch für sämtliche Röhren ist nur ein einzigeT Strommesser vorgesehen. Eine solche Schaltung ist in Fig. 3 dargestellt. Es ist z. B. möglich, den Wert k der zweiten Röhre 6 gleich einem Zehntel des Wertes k der Röhre 3 und den Wert k der dritten Röhre 7 wieder gleich einem Zehntel des Wertes k der Röhre 6 zu wählen. Für den durch den Messer 4 fließenden mittleren Strom erhalten wird dann den- Ausdruck:

nk

0,1 nk

0,01 nk

i+nk ι+o,iwÄ

Dieser Strom wird durch die Kurve B in Fig. 4 graphisch dargestellt. Diese Kurve ist mit hkl·- reiohender Annäherung linear bis zu einem viel höheren· Wert von nk als die Kurve A. Das

^a5 Plateau der Röhre muß verhältnismäßig lang sein, da sonst dlie Spannung, die an die Röhre gelegt werden kann, nicht hoch genug wäre. Wie sich aus der Formel ergibt, muß zur Erhaltung einer angemessenen Stromstärke der Unterschied zwisehen der Speisespannung und der Löschspannung hoch sein.

Vorzugsweise wird ein Halogenzähler verwendet, dessen Plateau zwischen z.B. 300 und 1000 Volt eine Steigung von etwa 1% je 100 Volt aufweist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i.. Schaltung zum Messen von Strahlungsintensitäten mittels eines Geiger-Müller-Zählere als Indikator, der in Reihe mit einem Löschwiderstand (2) geschaltet ist, wobei ein Instrument zur Anzeige des durch den Geiger-Müller-Zähler fließenden Mitttelstromes· vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ei^!n zweiter Widerstand (1) und ein Abflaohr kondiensator (5) vorhanden sind¹, die derart geschaltet und bemessen sind, daß die Spannung ■ an den Klemmen dies Geiger-Müller-Zählers' (3) bei Zunahme der Strahlungsintensität so stark abnimmt, daß die Beziehung zwischen der vom Instrument kontinuierlich angezeigten mittleren Stromstärke und der Impulszahl etwa logarithmisch ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch ge- ■ kennzeichnet, daß der zweite Widerstand (1) in Reihe mit dem Geiger-Müller-Zäbler (3) und dem ersten Widerstand (2) geschaltet ist und daß der Kondensator (5) parallel zu der Reihenschaltung der letztgenannten Teile angebracht ist (Fig. 1).
3. Schaltung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Geiger-Müller-Zähler (3) und dem Löschwiderstand (2) die Parallelschaltung dies zweiten Widerstandes (1) und des Kondensators (5) an^ gebracht ist (Fig. 2).
4. Schaltung zum Messen von Strahlungsintensitäten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltungen mit Geiger-Müller-Zählern mit verschiedenen Empfindlichkeiten! in· Parallelschaltung vorgesehen sind und für sämtliche Zähler ein gemeinsamer Strommesser angebracht ist (Fig. 3).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 679 637;

ausgelegte Unterlagen der Patentschriften Nr. 850 028 und 909 605 ;

französische Patentschrift Nr. 966278;

USA.-Patentschrift Nr. 2 549 058;

C u r r a η und C r a g g s , »Counting Tubes«, 1949, S. 139.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen