PL47323B1 - - Google Patents

Description

Kontrola okreslonego stanu napelniania zbiorników itp. w najnowszych rozmiarach jest czesto wykonywana za pomoca urzadzen, któ¬ re wykorzystuja preparaty promieniotwórcze, w których odpowiedni promiennik oddzialywuje poprzez zbiornik na uczulony na promienie uklad na przyklad licznik jonizacyjny i przy po¬ mocy absorpcji promieni spowodowanej przez srodowisko wypelniajace zbiornik jest ustalany stan jego napelnienia.Sposób ten znajduje zastosowanie w pierw¬ szym rzedzie w srodowisku wybuchowym, bar¬ dzo lepkim, pieniacym sie, korodujacym, przy wysokim cisnieniu i temperaturze to znaczy wszedzie tam, gdzie proste wskazniki optycz- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa: inz. Karl-Heinz Win¬ ter i Wolf-Heinrich Walter. ne lub plywaki itp. nie daja wymaganego re¬ zultatu oraz tam gdzie z jakichkolwiek powodów w zbiorniku nie mozna wykonywac zadnych manipulacji.Jezeli przy tym od pomiaru zada sie tylko wskazania okreslonego stanu napelniania, to zró¬ dlo promieni i ich odbiornik umieszcza sie na odpowiedniej wysokosci zbiornika. W stanie pustym detektor promieniowania otrzymuje cala dawke wysylanego promieniowania, natomiast przy stopniowym napelnianiu material którym jest wypelniony zbiornik w pewnym momjencie znajdzie sie na drodze promieni i wówczas na skutek ich absorpcji do odbiornika dociera daw¬ ka promieni odpowiednio oslabiona. Ten skok natezenia promieniowania jest wykorzystywany w wielu urzadzeniach pomiarowych do urucho¬ mienia przekaznika, który z kolei uruchamia elementy, wskazujace optycznie lub akustyczniestan napelnienia zbiornika. Za pomoca takiego przekaznika moze byc takze uruchomiony pro¬ ces napelniania wzglednie oprózniania zbiornika.Dla okreslenia kilku poziomów wysokosci w zbiorniku umieszcza sie na jednym zbiorniku dowolna liczbe takich urzadzen pomiarowych.Najczesciej sa kontrolowane dwa stany napel¬ nienia — stan „pelny" i stan „pusty".W znanych ukladach impulsy wyzwolone w liczniku przez promieniowanie zostana wzmo¬ cnione i unormowane w kolejnych stopniach wzmacniajacych i ograniczajacych, tak aby otrzymac energie elektryczna zalezna i propor¬ cjonalna do stanu napelnienia przy pomocy której zostanie uruchomiony przekaznik, uru¬ chamiajacy elementy sygnalizacyjne.Inne znane uklady calkuja impulsy natych¬ miast na opornosci roboczej licznika jonizuja¬ cego. Dla uzyskania koniecznej mocy przelacza¬ nia przekaznika do licznika jonizacyjnego jest przylaczony wzmacniacz napiecia stalego obar¬ czany wadami odnosnie niedokladnej stabilizacji napiecia zarzenia, siatkowego i anodowego, w celu przesuwania ze wzrostem napiecia cal¬ kujacego punktu pracy na elektrodzie licznika jonizacyjnego.W innych znanych urzadzeniach pomiarowych przy pomocy napiecia licznika jonizacyjnego jest wytracany z równowagi zbudowany w za¬ kladzie mostkowym, woltomierz lampowy pradu stalego. Wystepuje *przy tym wiasciwie dla wol¬ tomierza lampowego, niepozadane, wahanie rów¬ nowagi punktu zerowego w czasie. Stale cecho¬ wanie urzadzenia kontrolnego" jest niezbedne dla prawidlowej pracy calego urzadzenia.'1 . Wszystkie ^ziiane dotad uklady dla osiagniecia niezbednego ukladu polaczen przekaznika wy¬ magaja znacznych nakladów srodków elektro¬ nicznych, które w wielu przypadkach wymagaja przestrzennego oddzielenia urzadzenia pomiaro¬ wego od licznika jonizacyjnego. Wymaga to do¬ datkowych stopni dopasowania do kabla, a zwla¬ szcza dodatkowego kabla dla instalacji napie¬ cia zasilajacego.Czesto sa tez stosowane specjalne lampy elek¬ tronowe np. tyratrony, które jednak w przy¬ padkach zaklócen nie dadza sie niczym zastapic.Przy pomiarach i kontroli w warunkach sprzy¬ jajacych eksplozji, uzycie metody pomiarowej opartej na zastosowaniu promieniowania jest przewaznie niemozliwe do zastosowania lub mozliwe ale zwiazane z duzymi trudnosciami.W tym przypadku niezbedne jest urzadzenie pomiarowe proste, niezawodne i pracujace mo¬ zliwie dlugo bez potrzeby powtórnego jego ce¬ chowania.Dalsza wada wymienionych ukladów jest to, ze posiadaja bardzo ograniczona czulosc zadzia¬ lania. Powoduje to, ze do ich uruchomienia nie¬ zbedne sa nieproporcjonalnie silne promienniki.Wedlug przepisów o obronie przed promieniami wymaga to zwiekszonych srodków ochronnych i ekranowania promieni, a przy duzych sredni¬ cach zbiorników umieszczenie urzadzenia po¬ miarowego jest uzaleznione od natezenia pro¬ mieni.Zadaniem wynalazku jest unikniecie wymie¬ nionych wad co osiaga sie przez to, ze impulsy wyjsciowe z detektora wzmocnione w elektro¬ nicznym czlonie sterujacym i ograniczone w wy¬ sokosci amplitudy zostana z powrotem dopro¬ wadzone poprzez transformatorowo sprzezony czlon RC o zmiennej stalej czasowej do elektro¬ dy sterujacej czlonu sterujacego, który na wyj¬ sciu czlonu sterujacego wytwarza powiekszona szerokosc impulsu, zwiekszajaca czulosc ukladu na promieniowanie która w duzym zakresie czestosci impulsów wykazuje nasycony prad wyjsciowy.Uklad wedlug wynalazku przedstawia prosta budowe o malej objetosci, który moze byc wy¬ posazony nawet w osobne zródlo pradu, wyko¬ nane jako element konstrukcyjny zabezpieczony przed wybuchem. Nieliczne i wypróbowane ele¬ menty konstrukcyjne zwiekszaja dodatkowo i tak juz duze bezpieczenstwo ruchu. Promienio¬ wanie z radioaktywnego preparatu promieniu- ¦ jacego docierajace do licznika jonizacyjnego zo¬ stanie podane galwanicznie na spolaryzowana ujemnym napieciem siatke pentody o malym zakresie wysterowania. Licznik jonizacyjny pod wplywem promieniowania dziala jako wysoko- omowy wylacznik, który poprzez pentode wy¬ twarza impulsy pradu o ograniczonej amplitu¬ dzie. Sprzezenie zwrotne anody lampy na siat¬ ke sterujaca jest pobierane w taki sposób, aby przy obowiazujacej w obwodzie siatkowym sta¬ lej czasowej zostal przedluzony wystepujacy na anodzie czas trwania impulsu. Przy duzej liczbie impulsów wystepuje nasycenie wplywajace ograniczajaco, które zabezpiecza urzadzenie kontrolne przed przesterowaniem.Przez powiekszenie czasu trwania impulsu wskutek sprzezenia wewnetrznego do obwodu calkujacego skladajacego sie z,ogniwa — RC, który jest przylaczony do anody pentody, zo¬ stana dostarczone wieksze ilosci elektronów.Tym samym jest mozliwe uzyskanie w jednofa¬ zowym ukladzie, polaczen pradu zaleznego tylko — 2 —od stanu napelnienia zbiornika i nie oddzialy¬ wujacego zwrotnie na licznik jonizacyjny.Dla uchwycenia szybkich zmian poziomu jest jednak konieczne, aby urzadzenie kontrolujace wskazywalo stan napelnienia zbiornika bez opóznienia.Jezeli np. napiecie calkujace obwodu calku¬ jacego jest zastosowane jako napiecie sterujace znanym przekaznikiem elektronicznym, wów¬ czas po osiagnieciu okreslonego napiecia calku¬ jacego zadziala dolaczony do niego przekaznik elektromechaniczny.Czesto przekaznik elektroniczny jest w sposób celowy tak polaczony ze zwyczajna lampka elektronowa, aby mógl byc uruchomiony przy pomocy napiecia zmiennego. Jezeli przy tym siatka sterujaca jest spolaryzowana napieciem o fazie przeciwnej w stosunku do napiecia siatki ekranujacej i anody, to lampa elektronowa jest trwale zablokowana. Dopiero kiedy odpowiednio przylaczone napiecie obwodu calkujacego tak dalece przesunie skuteczne napiecie polaryzuja¬ ce elektronowej lampy przekaznika, ze zacznie ona przewodzic, zadziala przekaznik elektrome¬ chaniczny umieszczony w obwodzie anodowym.Poniewaz napiecie calkujace waha sie silnie na skutek nierównomiernego padania promieni, a wahania te przy bardzo malych czestosciach impulsów osiagaja w liczniku wysoka czesc procentu napiecia w porównaniu do calkowite¬ go napiecia calkujacego, latwo mozna przewi- dziec, ze przekaznik elektroniczny bedzie ciagle wlaczany i wylaczany co spowoduje wytworze¬ nie sie silnie wahajacego sie napiecia. Zapobiec temu mozna tylko przez zastosowanie wysokiej czestotliwosci impulsów w liczniku jonizacyj¬ nym i duzej stalej czasowej calkowania obwodu calkujacego. Tym samym jest podana granica czulosci okreslajaca pewne zadzialanie takiego urzadzenia kontrolnego przy malej czestotliwo¬ sci impulsów i malej stalej czasowej obwodu calkowania.Wedlug wynalazku osiaga sie to przez odpo¬ wiednie wykorzystanie wlasciwosci zwanej hi- stereza laczenia w przekazniku elektronicznym, w którym bardzo duzy zakres wahania napiecia Calkujacego jako wypadkowa z najmniejszych czestosci impulsów i mozliwie najmniejszej sta¬ lej czasowej w obwodzie calkujacym jest po¬ krywana przez jeszcze wieksza histereze lacze¬ nia przekaznika elektronicznego. W ten sposób czulosc podnosi sie az do granicy uzytecznosci technicznej, przy czym wskutek malej stalej czasowej obwodu calkowania mozna mierzyc jeszcze szybsze zmiany poziomu.Pierwszy dodatni impuls silnie wahajacego sie napiecia calkujacego pozwala na zadzialanie przekaznika. Mimo szerokiego wahania napiecia calkujacego histereza laczenia nie bedzie wiek¬ sza od ujemnych impulsów napiecia, które spo¬ woduja odpadniecie kotwicy przekaznika. Do¬ piero, kiedy natezenie promieni wskutek ab¬ sorpcji w materiale wypelniajacym zbiornik obnizy sie, a liczba impulsów na jednostke cza¬ su w liczniku jonizujacym zmniejszy sie, kotwi¬ ca przekaznika odpadnie, poniewaz zostanie przekroczona dolna granica histerezy laczenia.Teraz jednak górna granica histerezy przy prze¬ kraczaniu której nastepowaloby ponowne za¬ dzialanie przekaznika jest nieosiagalna.Na rysunku jest uwidoczniony i blizej objas¬ niony przyklad wykonania wynalazku.Fig. 1 przedstawia zasadniczy uklad przekaz¬ nika wedlug wynalazku dzialajacego pod wply¬ wem energii promienistej, fig. 2 uklad polaczen stopnia wejsciowego z przylaczonym galwano- metrem stykowym, fig. 3 zestaw styków gal- wanometru wedlug fig. 2, a fig. 4 przekaznik elektroniczny w miejsce galwanometru na fig. 2.Zródlo I promieni, przedstawione na fig. 1, bedace np. preparatem radioaktywnym, które znajduje sie w zbiorniku ekranowym 2, wytwa¬ rza promieniowanie 5, czesciowo skierowane, które przenika zbiornik 3 wypelniony materia¬ lem mierzonym i czesc odbiornika zawierajace¬ go zabezpieczona przed wybuchem skrzynie 4, która poda nastepnie na detektor promieni, np. licznik jonizacyjny 6.Licznik 6 wytwarza impulsy, których liczba na jednostke czasu zalezy glównie.od wielkosci zródla 1 promieni grubosci sciany zbiornika 3 w stanie opóznionym, srednicy zbiornika w sta¬ nie napelnionym oraz od stopnia absorpcji ma¬ terialu wypelniajacego zbiornik. Na skutek jo¬ nizacji gazu w liczniku wywolanym przez pro¬ mienie, które przeniknely przez zbiornik przez opornik, roboczy 7 i opornik siatkowy 8 liczni¬ ka przeplynie przez okres /*s nieznaczny prad.Na oporniku 8 powstaje przy tym spadek na¬ piecia, który jest tak skierowany, aby normal¬ nie zablokowana lampa elektronowa wskutek przylozonego napiecia polaryzujacego zaczela przewodzic, i aby przez krótki okres czasu prze¬ plywu pradu przez opornik 8 siatkowy, wystapil na anodzie lampy impuls zblizony ksztaltem do prostokatnego, ale o ograniczonej amplitudzie, to znaczy, ze przez galwaniczne sprzezenie licz¬ nika 6 z siatka sterujaca lampy elektronowej 10 na skutek odpowiedniego wyboru napiecia siatki _3 —sterujacej i ekranujacej powaznie zmniejszony zakres sterowania lampa zostanie calkowicie przesterowany juz przy stosunkowo malych im¬ pulsach licznika jonizacyjnego.Tym samym w ukladzie jednolampowym zo¬ stana wytworzone z impulsów licznika impulsy mocy o ograniczonej amplitudzie. Silne ograni¬ czenie amplitud okazuje sie korzystne dlatego, aby wystepujace w mieszaninie impulsów rózne amplitudy impulsów licznika, jak równiez pe¬ wne róznice amplitud nie wplywaly na prace przekaznika przy zmianie licznika, a tym samym aby z duzych lub malych impulsów licznika po¬ wstawaly amplitudy prostokatnych impulsów stale w przyblizeniu tej samej wielkosci. Jezeli teraz impulsy prostokatne zostana za pomoca transformatora li tak sprzezone zwrotnie z siat^ ka sterujaca lampy elektronowej 10, ze po na¬ ladowaniu kondensatora 12 przez strome zbocze impulsów rozladowanie jego nastapi poprzez opornik 13, to przy pomocy stalej czasowej tego czlonu — RC osiaga sie przedluzony okres prze¬ wodzenia lampy za pomoca prostej recznie do¬ konywanej zmiany pojemnosci kondensatora 12 wzglednie opornosci opornika 13. Oznacza to, ze powstajace na anodzie lampy impulsy prosto¬ katne, których szerokosc byla zalezna uprzednio tylko od szerokosci impulsów licznika, moze byc obecnie rozszerzona w duzych granicach.Stromo opadajace boki impulsów prostokatnych, które wytwarzalyby ladunek kondensatora 12, o znaku odwrotnym, zostana zablokowane przez diode 14. Zabezpiecza ona takze odplyw ladun¬ ku kondensatora poprzez uzwojenie wtórne transformatora .11, który normalnie nastepuje poprzez odbiornik 13. Jezeli te impulsy prosto¬ katne zostana calkowane przez czlon RC 15 i 16, wówczas poprzez galwanometr stykowy 17 prze¬ plynie prad staly, którego wielkosc zalezy tylko od natezenia promieniowania i od dowolnie wy¬ branego stopnia sprzezenia zwrotnego impulsów.Wskazanie galwanometru stykowego 17 zostanie w znany sposób tak wykorzystane przez urza¬ dzenie wybierajace, które pracuje w cyklicz¬ nych odstepach czasu, aby zadzialalo przy prze¬ kroczeniu obieralnego wychylenia minimalnego lub maksymalnego albo w polozeniu miedzy dwoma z trzech od siebie niezaleznych grup stykowych (minimalne, normalne, maksymalne), za pomoca którego moga byc uruchomione przebiegi wskazujace, sterujace lub regulujace.Przylacze znanego przekaznika elektroniczne¬ go jest uwidocznione na fig. 4. Napiecie calku¬ jace, które powstaje na oporniku 16 odpowie¬ dniego ukladu wedlug fig. 2, tak oddzialywuje na siatke lampy elektronowej 18 stale zabloko¬ wanej przez napiecie zmienne o fazie przeciw¬ nej, ze potencjal siatki przesuwa sie w kierunku dodatnim i lampa w okreslonym punkcie zacz¬ nie przewodzic, a znajdujacy sie w obwodzie anodowym przekaznik elektromechaniczny 19 zostanie tym samym wlaczony, przy czym kon¬ densator 20 winien przeszkodzic brzeczeniu przekaznika wywolanego przez napiecie zmienne.Aby mozna bylo pokryc przy pomocy histere- zy laczenia duza szerokosc wahan napiecia cal¬ kujacego, które jest zarazem napieciem steru¬ jacym dla przekaznika elektronicznego 18, zo¬ stalo ustalone wedlug wynalazku nastepujace dzialanie.Jezeli przy wzrastajacej czestosci impulsów w liczniku 6 napiecie calkujace na oporniku 16 tak wzrosnie, ze pierwszy wiekszy impuls wa¬ hania doprowadzi poprzez lampe 18 do zadziala¬ nia przekaznika 19, wówczas zestyk przekazni¬ ka przylaczy dodatkowo male wybieralne na¬ piecie, które np. zostalo odprowadzone z odcze¬ pu opornika 21, do siatki lampy 18.Przy maleniu czestosci impulsów napiecie calkujace musi zmalec aby suma wytworzonej przez przekaznik histerezy laczenia i dodatkowe male napiecie siatki umozliwilo ponowne od¬ padniecie kotwicy przekaznika przy pierwszym ujemnym impulsie. Jezeli przebiegi zostana spelnione, to male, ujemne, dodatkowe napiecie siatki zostanie odlaczone od siatki i odpadniecie kotwicy przekaznika pozostanie utrwalone.Wielkosc dodatniego dodatkowego napiecia siatki nalezy zawsze tak wybierac, aby to tak wytworzone rozszerzenie histerezy laczenia pe¬ wnie pokrylo szerokosc wahania napiecia cal¬ kujacego. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe

1. Przekaznik dzialajacy pod wplywem promie¬ niowania a zwlaszcza promieni jonizujacych do zapobiegania wadliwych polaczen przy malej czestosci impulsów, znamienny tym, ze zawiera jednostopniowy sterujacy czlon, sluzacy do wzmocnienia i ograniczenia im¬ pulsów wyjsciowych z detektora z zastoso¬ waniem sprzezenia zwrotnego i ograniczenia wysokosci amplitudy impulsów wyjsciowych z detektora impulsów poprzez transformato- rowo sprzezony czlon RC o zmiennej stalej czasowej do elektrody sterujacej czlonu ste¬ rujacego. 4 —Przekaznik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera diode która przy transformatoro¬ wym sprzezeniu zwrotnym sluzy do tlumie¬ nia jednego z powstajacych przy kazdym impulsie prostokatnym chwilowego impulsu pradu poczatkowego albo koncowego. Przekaznik wedlug zastrz. 1 — 2, znamienny tym, ze zawiera w transformatorze sprzeze¬ nia zwrotnego spolaryzowana diode lub na¬ sycony rdzen, które przy sprzezeniu zwrot¬ nym sluza do dodatkowego ograniczenia am¬ plitudy zwrotnie doprowadzonego impulsu, przy czym przez wspóldzialanie stalych cza¬ sowych zostanie osiagniete unormowanie kazdego pojedynczego impulsu. Przekaznik wedlug zastrz. 1 — 3, znamienny tym, ze wyposazony jest w przekaznik lacz¬ nikowy (19) z zestykami i regulatorem napie¬ cia, który przy wzbudzonym przekazniku calkowicie albo czesciowo zostanie przelaczo¬ ny lub zwarty przez wymienione styki, dla uzyskania zmiennego napiecia polaryzujace¬ go na siatce lampy (10) jednostopniowego czlona regulujacego. Przekaznik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze polaczone ze stykami przekaznika odcze¬ py dzielnika napiecia, sluza do przelaczania potencjalu siatki lampy wzmacniajacej, od¬ powiednio do szerokosci wahan impulsów. VEB Vakutronik Zastepca: mgr Józef Kaminski rzecznik patentowy t^zzzzzzzzz) P''g.1Do opisu patentowego nr 47323 A o Mi nim Fig.3 t W + *J O—orfo n^ » Ffg.^r Maks. IA fil M ZG „Ruch" W-wa, zaro. 693-63 naklad 100 egz. PL