HU206160B - Monitor with multi treshold levels for indicating level of radioactive radiation - Google Patents

Description

A leírás terjedelme: 6 oldal (ezen belül 1 lap ábra) '4,

HU 206 160 Β mérési ciklust vezérlő sarkai közösítve csatlakoznak a számlálólánc (5) nullázó bemenetéhez.

Az időmeghatározó elemek (7, 8, 9) közül a legnagyobb impulzus homlokszélességű időmeghatározó elem (7) astabil multivibrátor, míg a további időmeghatározó elemeket (8,9) monostabil multívibrátorok alkotják.

Az időmeghatározó elemek (7, 8, 9) közül a legnagyobb impulzus homlokszélességű időmeghatározó elem (7) astabil multivibrátor, míg a további időmeghatározó elemeket (8, 9) monostabil multivibrátorok alkotják.

A találmány tárgya több küszöbszintű radioaktívsugárzásszint-jelző monitor. 10

Ismeretes, hogy a radioaktívsugárzásszint-jelzó monitoroknak az a feladatuk, hogy egy beállított - azaz névleges - sugárszintnél nagyobb sugárzás esetén „megszólaljanak”, azaz kijelzést adjanak. A technika állásához tartozó radioaktívsugárzásszint-jelzó moníto- 15 rok nem jelzik, hogy a sugárszint mennyivel magasabb a beállított értéknél. Legtöbb esetben, így pl. a radioaktív szennyezettség értékének meghatározására alkalmazott monitoroknál fontos adat a szennyezettség mértékének, azaz nagyságrendjének jelzése. Ezt a feladatot 20 a technika állása szerint több, különböző küszöbszintre beállított radioaktívsugárzásszint-jelző monitor egyidejű üzemeltetésével oldják meg.

A radioaktívsugárzásszint-jelző monitorok régebbi időkben analógjel-feldolgozásúak voltak, újabban főleg 25 digitális komparátorokkal kiépített sugárzásszintjelző monitorokat használnak. Analóg komparátorok esetén a sugárdetektorból kapott jeleket impulzusszám-átlagmérő (rate meter) alkalmazásával analóg feszültségjelekké alakították, amely jeleket analóg komparátor értékelt. Digi- 30 tális komparátorok esetén a mérhető impulzusszám felső határát a sugárdetektor felbontóképessége határozza meg. A küszöbszint - előválasztó kapcsolókkal - számszerűen állítható be kettes vagy tizes számrendszerben. A sugárdetektorból érkező impulzusokat a digitális sugár- 35 zásszintjelző monitoroknál számlálólánc segítségével adott T ideig számolják, és ha a számláló, valamint az előválasztó kapcsolóban lévő impulzusértékek megegyeznek ezen T időn belül, abban az esetben a komparátor kimeneti jele indítja a sugárzásszintjelző monitorhoz csat- 40 lakozó fény- és/vagy hangjelző készülékeket, illetve egyéb beavatkozó berendezéseket (pl. sorompót zár le).

Említettük, hogy korábban sugárzásszintjelző monitorként analóg áramkörű rate metert alkalmaztak, amely lényegében impulzusgyakoriság, azaz impulzus- 45 átlag-mérő készülék (impulzus/sec). A rate meterek általános alkalmazási területe a sugárdózis pontos mérése, meghatározása. A rate meterek kapcsolási elrendezésében a sugárdetektorhoz jelformáló áramkör, majd ezt követően mérőkondenzátor, és egy nagy be- 50 menő ellenállású értékelő műszer található, mely utóbbi a mérőkondenzátorral együttesen RC időmeghatározó tagot alkot. A rate meternek sugárzásmérő monitorként való alkalmazásához a rate meter C kondenzátorához komparátort kapcsolnak, és ezáltal válik a szerke- 55 zeti elrendezés sugárzásszintjelző monitorrá.

A sugárzásmérő monitorok feladata nem az impulzusgyakoriság mérése, hanem azonnali automatikus kijelzés abban az esetben, ha a radioaktív sugárzás szintje a beállított küszöbszintnél magasabb. 60

Radioaktívsugárzásszint-jelző monitorokat alkalmaznak pl. i

- a nukleáris iparban a szennyezettség szintjének meghatározására,

- izotópos tartály szintmérésénél (gammarelé),

- izotópos rétegvastagság-mérésnél (vastagsági méret szerinti válogatás stb.).

A korszerű radioaktívsugárzásszint-jelző monitorok szerkezeti felépítése a következő: a sugárdetektor egy számlálólánc bemenetéhez csatlakozik, majd az utóbbinak kimenetei beállítható küszöbszinten impulzust adó komparátor bemenetelhez csatlakoznak. A komparátor kimenetén logikai 0 vagy 1 jel jelenik meg.

Ismeretes, hogy a rate meterek és a sugárzásszintjelző monitorok közötti ráfordítási költségarány 1:10, azaz a korszerű digitális technikával kialakított radioaktívsugárzásszint-jelző monitorok egy nagyságrenddel olcsóbbak a rate méterekhez képest.

Természetesen a rate meterek és a sugárzásszintjelző monitorok alkalmazását tekintve is lényeges különbségek vannak, A rate metereket az impulzusbeesés gyakoriságának meghatározására (impulzus/sec) alkalmazzák, és a mérés folyamán a sugárdózisnak megfelelő méréstartományt beavatkozással, azaz átkapcsolással kell meghatározni. A műszer által ki jelzett érték alapján szükséges a további emberi beavatkozás, azaz a mért érték szerinti szükséges tennivalók meghatározása.

A sugárzásszintjelző monitorok emberi beavatkozást, döntést nem igényelnek, feladatuk csupán annak kijelzése, hogy a radioaktív sugárzás szintje az előre beállított küszöbszintet túllépte.

Célkitűzésünk, hogy a több különböző sugárzási szint megkülönböztetésére a technika állása szerint alkalmazott drága rate meterek helyett a lényegesen egyszerűbb és olcsóbb sugárzásszintjelző monitort tegyük alkalmassá oly módon, hogy adott esetben a különböző sugárzási szinteknek megfelelően jól megkülönböztethető, eltérő jellegű fény- vagy hangjelzések, ill. beavatkozó áramkörök legyenek indíthatók.

A találmány szerinti radioaktívsugárzásszint-jelző monitor kapcsolási elrendezésének kialakítására az a felismerés vezetett, hogy a hagyományos, egyetlen küszöbszintre szabályozott monitort kiegészíthetjük további tetszés szerinti (célszerűen lépcsőzetes) időzítő- j elemekkel - pl. RC-tagokkal - amelyekhez egy-egy ES-kapu csatlakozik. Ebben az esetben az egyes ESkapuk kimenetén különböző szinteknek megfelelő sugárzás esetén jelenik meg kimenőimpulzus, miáltal egyetlen monitor tetszőleges sugárzási szintek kijelzésére válik alkalmassá.

A találmány tárgya több küszöbszintű radioaktívsugárzásszint-jelző monitor, amelynek sugárdetektora

HU 206 160 Β kondenzátoron át számlálólánc bemenetéhez csatlakozik; ez utóbbinak kimenetel küszöbszintre állítható komparátor bemenetéhez vannak kötve; a komparátor kimenete ÉS-kapu egyik bemenetéhez van kapcsolva, míg a másik bemenet időmeghatározó elem kimenetéhez csatlakozik; az időmeghatározó elem másik sarka a számlálólánc nullázóbemenetéhez van kötve; és a kapcsolás kimenetét az ÉS-kapu kimenete alkotja.

A találmány szerinti több küszöbszintű radioaktívsugárzásszint-jelző monitor újdonsága abban van, hogy a kapcsolásnak több, eltérően időzíthető időmeghatározó elemei egy-egy további ÉS-kapu egyik bemenetelhez vannak kötve, míg ezen ÉS-kapuk másik bemenetel közösítve csatlakoznak a komparátor kimenetéhez; az ÉS-kapuk kimenetei alkotják az eltérő radioaktív sugárzási szinteket jelző kimenősarkokat; továbbá, hogy az időmeghatározó elemek mérési ciklusait vezérlő sarkai közösítve csatlakoznak a számlálólánc nullázóbemenetéhez.

A találmány szerinti több küszöbszintű radioaktívsugárzás-mérő monitor időmeghatározó elemei közül a legnagyobb impulzus homlokszélességű elem astabil multivibrátor, míg a további időmeghatározó elemeket monostabil multivibrátorok alkotják.

A találmány szerinti több küszöbszintű radioaktívsugárzásszint-jelző monitor példakénti kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük.

Az 1. ábra a találmány szerinti több küszöbszintű radioaktívsugárzásszint-jelző monitor kapcsolási elrendezését szemlélteti.

Az (1) sugárdetektort Geiger-Müller-számláló képezi. Ennek működtetésére szolgál a (2) tápegység, amely a szükséges nagyfeszültséget szolgáltatja. A (2) tápegység a (3) munkaellenálláson át csatlakozik az (1) sugárdetektor kimenetéhez, valamint a (4) kondenzátor egyik sarkához. A (4) kondenzátor másik sarka az (5) számlálólánc bemenetéhez van kötve. Az (5) számlálólánc kimenetei a (6) komparátor megfelelő bemenetelvei vannak összekötve. A (6) komparator egyetlen kimenete a (7a, 8a és 9a) ÉS-kapuk egyik bemenetéihez csatlakozik. A (7a, 8a, 9a) ÉS-kapuk másik bemenetel az ábrán látható három darab (7, 8, 9) időmeghatározó elem kimeneteivel vannak összekötve. A (7, 8, 9) időmeghatározó elemek kimenetein egymástól eltérően beállítható homlokszélességű impulzusok jelennek meg. A (7, 8,9) időmeghatározó elemek másik sarkai amelyek a mérési ciklust vezérlik - közösítve az (5) számlálólánc nullázóbemenetéhez csatlakoznak. A (7a, 8a, 9a) ÉS-kapuk kimenetei alkotják a radioaktívsugárzásszint-jelző monitor egy-egy (I, II, N) kimenősarkát, amely (I, II, N) kimenősarkokon a kívánt sugárzási s szintnek megfelelő sugárzási küszöbök túllépése esetén jelenik meg a kimenőimpulzus.

A találmány szerinti több küszöbszintű radioaktívsugárzásszint-jelző monitor működésének módja a következő.

Az (1) sugárzásdetektor impulzusai az (5) számlálóláncon át a (6) komparátorba jutnak. A (6) komparátorban lényegében azt állítjuk be, hogy hány darab impulzus beérkezése esetén jelenjen meg a (6) komparátor kimenetén egy jel. Tételezzük fel, hogy pl. 43 db impulzus beérkezése után jelenjen meg egy jel a (6) komparátor kimenetén. Ebben az esetben a (7a, 8a, 9a) ÉS-kapuk mindegyikének egyik bemenetén a 43. számú impulzus beérkezése után jelenik meg a jel. A (7a, 8a, 9a) ÉS-kapuk másik bemenetéin a jel egymástól eltérő, azaz különböző impulzus homlokszélességű (időtartamú) időzítőjel jelenik meg. Az (5) számlálólánc nullázását és a (7, 8, 9) időmeghatározó elemek mérési ciklusát indító, ill. vezérlő jelet a (7) időmeghatározó elem biztosítja azáltal, hogy astabil multivibrátorként van kialakítva, míg a (8, 9) időmeghatározó elemek monostabil multivibrátorok. Az astabil multivibrátor ciklusindító jele nullázza az (5) számlálóláncot. Amennyiben a (7, 8, 9) időmeghatározó elemek mind monostabil multivibratorok, úgy a mérési ciklus indítását tetszőleges külső jellel, pl. fénysorompó jelével végezhetjük.

Abban az esetben tehát, ha a (7a, 8a, 9a) ÉS-kapuk (I, II, N) kimenősarkai közül valamelyik (I, Π, N) kimenősarkon jel jelenik meg, akkor az azt jelenti, hogy a (7) vagy (8), illetőleg (9) időmeghatározó elemek jelhomlokszélességének megfelelő időben a (6) komparátorból 43 db impulzusnak megfelelő kimenőimpulzus esett be. Ilyen módon tehát a (7, 8, 9) időmeghatározó elemek kimenetein lévő jelhomlokszélességek határozzák meg, hogy az (I, H, N) kimenősarkok melyikén jelenik meg azon jel, amely a beállított sugárzási szintek túllépését jelzi. Az (I, II, IH, ill. N) kimenősarkokon megjelenő impulzusok szükség, ill. kívánság szerint, célszerűen eltérő és jól megkülönböztethető hang, fény kibocsátására, ill. beavatkozó szervek indítására alkalmas.

Lényegében tehát több sugárzási szint nagyságrendjének megfelelő átfogást és a különböző sugárzási szinteknek megfelelően azonosítható jelzést élhetünk el, ha a találmány szerint több időalappal működő digitális komparatort alkalmazunk, ami azt jelenti, hogy több, különböző ideig működő időösszehasonlító elemmel figyeljük, hogy a számláló tartalma eléri-e a beállított küszöbszintet. Célszerűen 1-10-100, de ettől tetszőlegesen eltérő küszöbszintarányok is beállíthatók.

Célszerű, hogy a kijelzés jó megkülönböztetése érdekében pl. a legkisebb kijelzési szint esetén monoton hang- és fényjelzés, a következő kijelzési szinten szaggatott hang- és szaggatott fényjelzés, a legmagasabb sugárzási szintnek megfelelő kijelzési szinten sziréna vagy eltérő színű fényjelzés jelenjen meg.

A találmány szerinti több küszöbszintű radioaktívsugárzás-mérŐ monitor legfontosabb előnyei:

- szükségtelenné válik különböző sugárzási szintek kijelzésére párhuzamosan alkalmazott, különböző sugárszintekre beállított sugárzásszintjelző monitorok alkalmazása;

- több eltérő sugárzási szint mérésére alkalmazott rate meterhez képest a találmány szerinti sugárzásszintjelző monitor közel egy nagyságrenddel olcsóbban állítható elő;

- a kapcsolási elrendezés egyszerű, megbízható elektronikus elemeket tartalmaz.

Claims (2)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1, Több küszöbszintű radioaktívsugárzásszint-jeiző monitor, amelynek sugárdetektora kondenzátoron át számlálólánc bemenetéhez csatlakozik; ez utóbbi kimé- 5 netei küszöbszintre állítható komparátor bemenetelhez vannak kötve; a komparátor kimenete ES-kapu egyik bemenetéhez van kapcsolva, míg a másik bemenet időmeghatározó elem kimenetéhez csatlakozik; az időmeghatározó elem másik sarka a számlálólánc nullázóbemeneté- 10 hez van kötve, azzal jellemezve, hogy a kapcsolásnak több, eltérően időzíthető időmeghatározó elemei (7,8,9) egy-egy további ÉS-kapu (7a, 8a, 9a) egyik bemenetelhez vannak kötve, míg ezen ÉS-kapuk (7a. 8a, 9a) másik bemenetel közösítve csatlakoznak a komparátor (6) kimenetéhez; az ÉS-kapuk (7a, 8a, 9a) kimenetei alkotják az eltérő radioaktív sugárzási szinteket jelző kimenősarkokat (I, II, N); továbbá hogy az időmeghatározó elemek (7, 8, 9) mérési ciklust vezérlő sarkai közösítve csatlakoznak a számlálólánc (5) nullázóbemenetéhez.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti több küszöbszintű radioaktívsugárzásszint-jeiző monitor, azzal jellemezve, hogy az időmeghatározó elemek (7, 8, 9) közül a legnagyobb impulzus-homlokszélességű időmeghatározó elem (7) astabil multivibrátor, míg a további időmeghatározó elemeket (8,9) monostabil multivibrátorok alkotják.