PL44205B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy urzadzenia do jednoczes¬ nego zliczania i utrwalania sygnalów z wielu stanowisk pomiarowych.Zakresem zastosowania urzadzenia wedlug wynalazku jest np. uzycie jego jako rejestru¬ jacego w przyrzadach pomiarowych fizyki jadro¬ wej. Do pomiaru widm uzywa sie w fizyce ja¬ drowej analizatorów wielokanalowych, które sortuja impulsy rozdzielone statycznie w zalez¬ nosci od czasu lub amplitudy na poszczególne kanaly. Na wyjsciu tych kanalów sa wymagane [przyrzady zliczajace i rejestrujace, które na ogól biorac znacznie przewyzszaja w objetosci sam analizator. Znane dotad urzadzenia reje¬ strujace wymagaja czesto po zakonczeniu po¬ miaru dlugotrwalego wykorzystywania iiczb utrwalonych i zapamietanych w mechanizmie liczacym w sposób mechaniczny, elektryczny lub magnetyczny.*) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wy¬ nalazku jest Bruno Kralitschek.Do najbardziej znanych urzadzen zliczajacych i utrwalajacych impulsy naleza: liczniki elektro¬ mechaniczne, elektroniczne dekady zliczajace w polaczeniu z licznikami elelrtox)imeohanicznymi, urzadzenia ferrytowe do utrwalania impulsów i akustyczne urzadzenia do pamietania przebie¬ gu impulsów.Liczniki elektromechaniczne sa juz znane od wielu lat i znalazly zastosowanie w najrózno- rodniejszycih galeziach technika. Ich glówna wa¬ da polega na znikomej liczbie sygnalów, które moga one przetworzyc w ciagu jednej sekundy.Umieszcza sie je wiec w pierwszym rzedzie w takich miejscach pomiarowych, w których re¬ jestruje sie impulsy o nieduzej wysokosci ampli¬ tudy. Ich zaleta w przeciwienstwie do wszyst¬ kich pozostalych urzadzen zliczajacych polega na niskiej cenie.Jezeli wymagane sa wieksze szybkosci zli¬ czania, to moze byc zastosowany dzielnik cze¬ stosci impulsów, który zawiera jedna, dwie; al¬ bo wiecej dekad. Na skutek niskiej ceny liczni-ków inechanicanych .w porównaniu do elektro- nicznyeh, na ogól biorac dla dekad pracujacych pproji,^ do dekady, o$$atniej jest dodatkowo przylaczony licznikInechaniczny. Cena tak zlor zonego ukladu przyrzadu zliczajacego jest w istocie okreslona przez liczbe jego dekad elektro- nicanydh i jest wielokrotnie wyzsza od czysto mechanicznego mechanizmu liczacego.Urzadzenia do utrwalania impulsów, które wy¬ korzystuja wlasciwosci magnetyczne pierscieni ferrytowych, sa coraz czesciej uzywane w przy¬ rzadach fizyki jadrowej. Za pomoca tego spo¬ sobu osiaga sie duze szybkosci zliczenia przy wzglednie malym nakladzie srodków technicz¬ nych na wlasciwe elementy pamieciowe (male wymiary mechaniczne). Ten sposób zliczenia wykazuje duza perspektywe wielostronnego za¬ stosowania w przyszlosci. Wady tego sposobu polegaja na tym, ze przy wykonywaniu ukladu do gromadzenia impulsów wystepuja duze trud¬ nosci technologiczne, a do badania magnetycznie utrwalonych wartosci jest niezbedne bardzo Bkomplikowane urzadzenie. Objetosc tego urza¬ dzenia jest przede wszystkim dlatego taka du¬ za, poniewaz przy badaniu utrwalona wartosc zostaje skasowana a po zakonczeniu przebiegu badania wartosc ta od nowa musi byc podana do ukladu dla jej utrwalenia. Urzadzenie- do badania zawiera dlatego przy liczbie 50 kana¬ lów nie mniej jak 80 do 100 ukladów lamp elektronowych.Akustyczne urzadzenia do pamietania opóz¬ nienia przebiegu impulsów, które równiez czesto stosuje sie w analizatorach kanalowych, posia¬ daja te wade, ze laczenie z czasem przebiegu w czlonie pamieciowym jednoczesnie jest usta¬ lona maksymalnie mozliwa szybkosc zliczenia.Podczas opóznienia przebiegu impulsu moze byc przerobiony tylko jeden sygnal, jezeli nie zo¬ stana zastosowane dodatkowe urzadzenia do za¬ pamietywania, które wymagaja jednak zwiek¬ szonego nakladu srodków na wykonanie przy¬ rzadu.Wymieniona zasada zapamietywania sygnalów posiada równiez te wade, ze zliczone wartosci zostaja skasowane wraz z odlaczeniem przyrza¬ du. Trudnosci technologicznych przy budowie takich przyrzadów nie nalezy lekcewazyc, po¬ niewaz np. w przypadku zastosowania drutów niklowych, jako czlonów opózniajacych srednica drutu wynosi ponizej 0,1 mm a dlugosc wiele metrów, .przy czym dirut elektrycznie jednorod¬ ny, winien byc zawieszony wewnatrz przyrzadu.Naklad srodków technicznych na elektroniczne grupy konstrukcyjne przewyzsza naklady na fenrytdwe urzadzenia pamieciowe, poniewaz tak¬ ze W tym przypadku jest niezbedne bardzo skomplikowane urzadzenie do odczytywania za¬ pamietanych wartosci.Wymienione wady znanych urzadzen do utrwalania sygnalów ze wzgledu na wysok;e koszty i niewygode wykorzystywania zostaly usuniete dlatego, ze impulsy wedlug wynalazku sa zamienione np. poprzez iiadajinik o dzialaniu chwilowym, który znajduje sie w obwodzie ano¬ dowym generatora jednookresowego, za pomoca elektromagnesu, kotwicy drgajacej i kotwicy napedowej poprzez kolo napedowe z walem i sprzeglem wrzeciona nagwintowanego na tego rodzaju ruch obrotowy, ze uruchomiony przez gwintowane wrzeciono konik wskazuje, utrwala i drukuje kazdorazowa liczbe impulsów, pod¬ czas gdy bezposrednio sprzezona tarcza liczbowa umozliwia odczytanie poszczególnych impulsów.Na rysunku uwidoczniony jest przyklad wy¬ konania wynalazku, przy czym fig. 1 przedsta¬ wia poszczególne czesci nadajnika o dzialaniu chwilowym, fig. 2 — kotwice napedzajaca w po¬ wiekszeniu wraz z kolem napedowym, fig. 3 — schemat urzadzenia wskazujacego (elektromag¬ nes nastawiania wstecznego nie zostal oznaczo¬ ny), fig. 4 — uklad polaczen multiwibratora jed¬ nookresowego, a fig. 5 — widok z przodu przy¬ rzadu z przesuwanymi iglami i tarczami liczbo¬ wymi dla 50 kanalów.Najwazniejszym czlonem o wszechstronnym zastosowaniu w urzadzeniu wedlug wynalazku jest nadajnik o dzialaniu chwilowym. Budowa tego nadajnika jest opisana ponizej: Kotwica drgajaca 1 znajduje sie miedzy nabiegunnika- mi 2 elektromagnesu 3 z cewka 4. Kotwica na¬ pedowa 5 jest sztywno polaczona z kotwica drgajaca 1 i zazebia sie w zaleznosci od pozycji kotwicy napedowej 5 za pomoca swoich zebów z kolem napedowym 8. Do uzyskania polozenia spoczynkowego, uwidocznionego na fig. 1, sluzy srubowa sprezyna nastawiania wstecznego 9, która utrzymuje stale w tej pozycji kotwice na¬ pedowa 5 i koitwice drgajaca 1, a górny zab 7 kotwicy napedowej 5 zazebia sie z kolem na¬ pedowym 8. Drugi zab 6 kotwicy napedowej 5 znajduje sie na zewnatrz kola napedowego 8.Cyfra 10 jest oznaczona sruba nastawcza spre¬ zyny nastawienia wstecznego 9, a cyfra 11 — os lozyska kotwicy drgajacej 1 i kotwicy napedo¬ wej 5. Dokladna pozycje obydwóch zebów 6 i 7 kotwicy napedowej 5 kola napedowego 8 uwi¬ dacznia fig. 2. Elektromagnes 3 nadajnika 13znajduje sie np. w obwodzie anodowym t4 multi- wibratora jednookresowego 15 &g. 4) i jest sterowamy przez niego. W chwili, w której ko¬ twica drgajaca 1 zostamie wciagnieta w obszar pola magnetycznego nabiegunn~ków 2, dolny zab 6 kotwicy napedowej 5 zazebia sie z kolem napedowym 8 i obróci je o 18°. Jednoczesnie zostamie naciagnieta sprezyna nastawiania wstecznego 9. Kolo napedowe 8 posiada np. 10 zebów, tak ze odstep miedzy zebami wynosi 36°.Jezeli obwód pradowy 14, w którym znajduje sie cewka 4 nadajnika czasu 13, zostanie pozba¬ wiony pradu wówczas kotwica drgajaca 1 zosta¬ nie wyciagnieta przez sile naciagu sprezyny na¬ stawienia zwrotnego 9 z pola magnetycznego i obróci kolo napedowe 8 za jpomoca zeba 7 o dalsze 18°. Walek 12 kola napedowego 8 jest sprzezony poprzez sprzeglo 16 z nagwintowanym wrzecionem 17. Srednica trzpienia 11 wynosi np. 3 mm, przy czym trzpien jest zaopatrzony w gwint wrzecionowy o skoku 2 mm. Z wrze¬ cionem nagwintowanym 11 zazebia sie konik przesuwny 18, który na skutek ruchu obroto¬ wego wrzeciona 11 zostaje odopwiednio przenie¬ siony. Konik 18 jest wyposazony w igle 19 i wy¬ staje przez wyciecie w plycie czolowej 20.Dlugosc wrzeciona wynosi np. 200 mm, skok gwintu np. 2 mm. Do .przesuniecia konika 18 wzdluz tego odcinka drogi jest niezbedne 1000 sygnalów. Dokladnosc rejestrowania w odnie¬ sieniu do wartosci maksymalnej wynosi okolo 0,1 % i spelnia wszystkie wymagania, które sa stawiane przez fizyke jadrowa tego rodzaju urzadzeniom. Po lewej i prawej stronie wyciecia w plycie czolowej 20 jest umieszczona skala. Na jednym koncu wrzeciona gwintowanego 11 oprócz tego jest umieszczona np. tarcza 21 z licz¬ bami do odczytywania poszczególnych impul¬ sów.Nastawianie konika wstecznego 18 dokonywu- je sie jak opisano ponizej. Po zakonczeniu po¬ miaru konik 18 znajduje sie na okreslonej wy¬ sokosci na wrzecionie nagwintowanym 11. Na*- cisniecie przycisku 22 powoduje" zamkniecie ob¬ wodu pradowego elektromagnesu nastawiania wstecznego 23, którego kotwica jest polaczona z pretem nastawiania wstecznego i zostaje prze¬ sunieta na prawo. Tym samym trzpien prowa¬ dzacy 25 konika 18 zostaje wyciagniety z wrze¬ ciona gwintowanego 11 i zeslizgnie sie po pre¬ cie prowadzacym 26. W ten sposób uzyskuje sie polozenie wsteczne konika 18, ale nie uzyskuje sie okreslonego polozenia wyjsciowego (poczat¬ kowego). W koncu zostaje nacisniety przycisk 21. Przycisk ten poprzez- oporndk 28 aamyfca w stosunku do ziemi obwód siatkowy 29 multrwi- bratora jednookresowego 15, co powoduje zmniejszenie napiecia polaryzujacego, przez co generator 15 zostaje doprowadzony do samo* wzbudzenia. Za pomoca tej czestotliwosci wlas¬ nej zostaje uruchomiony nadajnik chwilowy 13, a wrzeciono gwintowane 11 zostaje wprawiiotie w ruch obrotowy. Na jednym koncu wrzeciona 11, np. górnym, znajduje sie tarcza 21 z cyfrajni, zaopatrzona w trzpien 30, który w pozycji cero¬ wej otwiera zestyk 31. Zestyk ten otwiera po¬ przez opornik 28 obwód siatkowy 29 generatora 15, przez co siatka 32 otrzymuje pierwotne na¬ piecie polaryzujace i tym samym zostaje za¬ konczone samowzbudzamie generatora 15. W tym polozeniu trzpien prowadzacy 25 konika 18 aa- zebia sie z wrzecionem 11 i moze byc rozpo¬ czety nowy proces pomiarowy. Przy ukladzie dwóch przycisków czas nastawienia wstecznego wynosi okolo 1 sekundy.W urzadzeniu wedlug wynalazku uzyskuje «ie w porównaniu z innymi przyrzadami rejestru¬ jacymi albo zliczajacymi dwie istotne korzysci.Przy uzyciu bowiem wielu tego rodzaju gwinto¬ wanych wrzecion 11, np. 50 dla jednego anali¬ zatora amplitud wyposazonego w 50 kanalów, istnieje od poczatku pomiaru mozliwosc fconty* nuowania rejestracji wzrostu widma energety¬ cznego promieniujacych materialów.Jako druga korzysc nalezy wymienic, ze zapi¬ sane widmo moze byc przeniesione w dowolnym czasie podczas pomiaru na arkusz z ukladem wspólrzednych 33* Do tego celu sluzy plyta przyciskowa 34, na której zostaje polozony ar¬ kusz papieru z okreslonym ukladem wspólrzed¬ nych, który na trzpieniach prowadzacych zosta¬ je przycisniety do piecdziesieciu igiel 19 (fig. 3).Proces ten moze byc przeprowadzany dowolnie czesto. Aby uzyskac calkowity zarys zapisanego widma, jest jeszcze niezbedne polaczenie miedzy soba za pomoca ciaglej linii otworów wye^snle^ tych za pomoca piecdziesieciu igiel 19.Inna mozliwosc polega na drukowaniu utrwa¬ lonych wartosci poszczególnych kanalów w u- rzadzeniu do drukowania liczb, które moze byc dolaczone do tego przyrzadu. Wartosci elektrycz¬ ne dla tego urzadzenia dotykaja zestyk slizgowy na oporniku, który jest przymocowany na stro* nie odwrotnej konika a który znajduje sie z tylu preta do nastawienia wstecznego 24. Utrwalone wartosci elektryczne moga byc takze przenie¬ sione za pomoca urzadzenia do odtwarzania na ekran oscylografu i otrzymuje sie w ten sposób - 3 -to samo widmo jeszcze raz ma drodze czysto elektronicznej ma ekranie lampy oscylografcz- nej.Uwidocznienie wartosci elektrycznych na ekranie lampy oscylograficznej ma jeszcze te . korzysc, ze przez uzycie odpowiedniego wzmac¬ niacza w oscylografie osiaga sie bardzo duze rozszerzanie w kierunku pionowym, a powsta¬ nie widma moze byc obserwowane bardzo do¬ kladnie od poczatku. , Zasada nadajnika o chwilowym dzialaniu zo¬ stala uzyta wedlug wynalazku dlatego, ponie- wz przy tego rodzaju przetwairzaniu sygnalów elektrycznych na wielkosci mechaniczne zostaje osiagniete lepsze rozmieszczenie sygnalów w czasie ndz we wszystkich innych ukladach. Pod pojeciem (rozmieszczenia sygnalów w czasie ro¬ zumie sie miatimalny odstep miedzy dwoma ko¬ lejno nadchodzacymi sygnalami, przy których nadajnik o chwilowym dzialaniu moze jeszcze dokonac rejestracji obydwóch sygnalów. Dla opisanego nadajnika ten niinimaOiny odstep cza¬ su wynosi ponizej 10 ms.W wstepnym ukladzie elektronicznego, deka¬ dowego dzielnika czestotliwosci przed kazdym nadlajmUdem o chwilowym dzialaniu, który w sposób celowy jest wykonany za pomoca tranzy¬ storów jednego typu o niskiej czestotliwosci gra¬ nicznej (np. o czestotliwosci granicznej 2Ó0 kHz), uzyskuje sie mozliwosc, przy zastosowaniu opi¬ sanego urzadzenia z wyzej wymienionym anali¬ zatorem, przeprowadzenia pomiaru widma ener¬ getycznego izotopów o krótkotrwalej zywotno¬ sci Uklad do utrwalania wartosci sygnalów moze byc jako oddzielny przyrzad, umieszczony na kazdym dowolnym miejscu pomiarowym, w któ¬ rymi powinno byc rejestrowane jednoczesnie wiele sygnalów. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do jednoczesnego zliczenia i utrwalenia sygnalów z wielu stanowisk po¬ miarowych, a zwlaszcza dla przyrzadów sto¬ sowanych w fizyce jadrowej, znamienne tym, ze nadajnik o chwilowym dzialaniu (13), tkó- ry znajduje sie np. w obwodzie anodowym generatora jednookresowego (15), sluzy do zmiany impulsów za pomoca elektromagnesu (3), kotwicy drgajacej (1), kotwicy napedowej (5) oraz kola napedowego (8) z walem (12) i sprzeglem (16) wrzeciona gwintowanego na tego rodzaju ruch obrotowy, iz uruchomiony przez gwintowany wrzeciono konik (18) swym polozeniem wskazuje, utrwala i dru¬ kuje kazdorazowa liczbe impulsów, podczas gdy bezposrednio sprzezona tarcza liczbowa (21) umozliwia odczytanie poszczególnych impulsów, przy czym przy polaczeniu szere¬ gowym np. dwóch gwintowanych wrzecion zostaje zliczone za pomoca konika 106 in<- • pulsów.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze w ukladzie o okreslonej liczbie wrzecion gwintowanych dla jednego analizatora ampli¬ tud wyposazonego w te sama liczbe kana¬ lów, przeprowadza sie jednoczesnie taka sa¬ ma liczbe niezaleznych od siebie pomiarów.

3. Urzadzenie wedlug zaslrz. 1, znamienne tym, ze za pomoca plyty przyciskowej (34), na któ¬ rej znajduje sie arkusz papieru z ukladem wspólrzednych, drukuje sie w kazdym do¬ wolnym czasie wszystkie wyniki pomiaru, bez pózniejszej mozliwosci ich skasowania, za pomoca np. igiel (19) konika (18).

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze jest wyposazone w dodatkowe urzadzenie do drukowania, które drukuje poprzez ze¬ styk slizgowy i opornik utrwalone wartosci poszczególnych kanalów.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze posiada lampe oscylograficzna, na której ekranie zostaja utrwalone wartosci poszcze¬ gólnych kanalów a przez zastosowanie odpo¬ wiedniego wzmacniacza widmo energetyczne zostaje rozszerzone w kierunku pionowym.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera jednostki w ukladzie dziesietnym do dzielenia czestosci impasów, wyposazone w tranzystory oraz urzadzenie rejestrujace do utrwalania statycznie rozdzielonych sygna¬ lów, których (rozmieszczenie w czasie jest ta¬ kie same, jak w ukladzie do utrwalania za pomoca pierscieni ferrytowych. Zentralinstitut fiir Kernphysik Zastepca: mgr Józef Kaminski rzecznik patentowyDo opisu patentowego Nr 44205 Ark. 1 Fig. 2Do opisu patentowego Nr 44205 Ark. 2 21 mr G + Uó 29 Tis4Do opisu patentowego Nr 44205 Ark. 3 ?? 18:19 \* nn CD CD CD CD CO O CD CD CD CD CD OD CD CD CC CD CD CD CC CD CO CD CD CD CD CO CO CD CS CD CD CD CD CD CD EJ CD GO E3 CD CD CD fD CD CD CD CD CD CD € n n i ii | li II II 11 III! i ^ TiaS 112. RSW „Prasa", Kielce. i PL