RU2030765C1

RU2030765C1 - Device for radiation measurement

Info

Publication number: RU2030765C1
Authority: RU
Inventors: А.Т. Арандаренко; В.Н. Дьяков; С.М. Миронов
Original assignee: Арандаренко Алексей Титович
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1992-03-30
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: radiation measuring devices. SUBSTANCE: device has power supply source, two voltage stabilizers, radiation detector, indicator, threshold element, inverter. Power supply source is connected to voltage stabilizer and threshold element. Voltage stabilizer is linked to first input of indicator through voltage converter and radiation detector coupled in series. Threshold element is connected to second input of indicator through inverter coupled in series with threshold element. Power supply source, voltage stabilizer, voltage converter, inverter and indicator are linked to common wire. EFFECT: enhanced reliability and expanded functional capabilities. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измерения радиации, например для измерения ионизирующих излучений. The invention relates to devices for measuring radiation, for example for measuring ionizing radiation.

Известно устройство для измерения ионизирующих излучений, состоящее из низковольтного источника, высоковольтного источника, детектора, индицирующего устройства, дросселя, управляющего устройства, резистора, конденсатора, переключателя и диода, причем высоковольтный источник через резистор соединен с детектором и конденсатором, конденсатор включен между детектором и управляющим устройством, управляющее устройство включено между конденсатором и индицирующим устройством, низковольтный источник подключен к первому выводу дросселя, второй вывод которого подключен к аноду диода и через переключатель к общему проводу. Это устройство недостаточно надежно и не имеет достаточных функциональных возможностей, так как его работа в значительной степени зависит от состояния низковольтного источника питания, контроль которого в процессе работы не обеспечен. Кроме того через индуктивность протекает постоянный ток, что приводит к необходимости увеличения мощности источника питания и, следовательно, к увеличению веса и габаритов устройства. A device for measuring ionizing radiation is known, consisting of a low voltage source, a high voltage source, a detector, an indicating device, an inductor, a control device, a resistor, a capacitor, a switch and a diode, the high voltage source being connected through a resistor to the detector and capacitor, a capacitor is connected between the detector and the control device, the control device is connected between the capacitor and the indicating device, a low-voltage source is connected to the first output of the inductor, in Ora end connected to the anode of the diode and through the switch to ground. This device is not reliable enough and does not have sufficient functional capabilities, since its operation largely depends on the state of the low-voltage power supply, the control of which is not ensured during operation. In addition, direct current flows through the inductance, which leads to the need to increase the power of the power source and, therefore, to increase the weight and dimensions of the device.

Известно также устройство для измерения радиации (2), содержащее источник питания, преобразователь напряжения, детектор, выключатель, выпрямитель, конденсатор и индицирующее устройство, в котором источник питания через выключатель соединен с преобразователем напряжения, выход которого через выпрямитель соединен с детектором, который через конденсатор и выпрямитель соединен с индицирующим устройством. Это устройство также недостаточно надежно и не имеет достаточных функциональных возможностей, так как его работоспособность зависит от состояния источника питания, контроль которого в процессе работы не обеспечен. Ухудшение состояния источника питания не может быть обнаружено заранее непосредственно в процессе работы, что может привести к отказу устройства для измерения радиации в ответственный момент измерения, а уменьшение напряжения источника питания может привести к уменьшению величины показаний индицирующего устройства. A device for measuring radiation (2) is also known, containing a power source, a voltage converter, a detector, a switch, a rectifier, a capacitor and an indicating device, in which a power source is connected via a switch to a voltage converter, the output of which is connected through a rectifier to a detector, which is connected via a capacitor and the rectifier is connected to an indicating device. This device is also not reliable enough and does not have sufficient functionality, since its performance depends on the state of the power source, the control of which is not ensured during operation. A deterioration in the state of the power source cannot be detected in advance directly during operation, which can lead to a failure of the radiation measuring device at the crucial moment of measurement, and a decrease in the voltage of the power source can lead to a decrease in the value of the indications of the indicating device.

Целью изобретения является увеличение надежности и расширение функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения радиации, содержащее источник питания, преобразователь напряжения, детектор излучения и индицирующее устройство введены стабилизатор напряжения, пороговый элемент и инвертор, причем источник питания подключен к стабилизатору напряжения и пороговому элементу, стабилизатор напряжения через последовательно включенные преобразователь напряжения и детектор излучения подключен к первому входу индицирующего устройства, пороговый элемент через последовательно соединенный с ним инвертор подключен к второму входу индицирующего устройства, источник питания, стабилизатор напряжения, преобразователь напряжения, инвертор и индицирующее устройство подключены к общему проводу. The aim of the invention is to increase reliability and expand functionality. This goal is achieved by the fact that a voltage stabilizer, a threshold element and an inverter are introduced into a radiation measuring device comprising a power source, a voltage converter, a radiation detector and an indicating device, the power source being connected to a voltage stabilizer and a threshold element, a voltage stabilizer through a series-connected converter voltage and radiation detector is connected to the first input of the indicating device, the threshold element is connected in series with they inverter is connected to the second input device are displayed, a power supply, a voltage regulator, a voltage converter, the inverter device and displayed connected to ground.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается тем, что в него введены стабилизатор напряжения, пороговый элемент и инвертор. Таким образом заявленное устройство соответствует критерию "существенные отличия". Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized in that a voltage stabilizer, a threshold element and an inverter are introduced into it. Thus, the claimed device meets the criterion of "significant differences".

Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна". Comparison of the claimed solution with other technical solutions in this technical field did not allow to reveal in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "novelty".

Устройство для измерения радиации показано на фиг.1, где приняты следующие обозначения: 1 - источник питания, 2 - стабилизатор напряжения, 3 - преобразователь напряжения, 4 - детектор излучения, 5 - индицирующее устройство, 6 - пороговый элемент, 7 - инвертор. A device for measuring radiation is shown in figure 1, where the following notation is adopted: 1 - power supply, 2 - voltage stabilizer, 3 - voltage converter, 4 - radiation detector, 5 - indicating device, 6 - threshold element, 7 - inverter.

На фиг.2 показан один из вариантов выполнения индицирующего устройства, где приняты следующие обозначения: 8, 9, 10 - первый, второй и третий одновибраторы, 11 - схема И, 12 - схема ИЛИ, 13 - генератор звуковой частоты, 14 - излучатель звука. Figure 2 shows one of the embodiments of the indicating device, where the following notation is adopted: 8, 9, 10 - the first, second and third one-shot, 11 - circuit I, 12 - OR circuit, 13 - sound frequency generator, 14 - sound emitter .

На фиг.3 показан один из вариантов выполнения стабилизатора напряжения, где приняты следующие обозначения: 15...19 - первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, 20...23 - первый, второй, третий и четвертый транзисторы, 24 - пороговый элемент. Figure 3 shows one embodiment of a voltage stabilizer, where the following notation is adopted: 15 ... 19 - first, second, third, fourth and fifth resistors, 20 ... 23 - first, second, third and fourth transistors, 24 - threshold element.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Напряжение источника питания 1 подается на стабилизатор 2, выходное стабилизированное напряжение которого подается на преобразователь 3, вырабатывающий напряжение питания для детектора излучения 4. Выходное напряжение детектора излучения поступает на первый вход (в точку) индицирующего устройства 5, которое показывает уровень радиации. Напряжение источника питания подается также на пороговый элемент 6 и с его выхода поступает на вход инвертора 7. На выходе инвертора при достаточно большом напряжении источника питания вырабатывается низкий уровень напряжения (логический ноль), который появляется на втором входе индицирующего устройства (в точке Е). При уменьшении уровня напряжения источника питания ниже заданной величины на выходе порогового элемента и на входе инвертора будет логический ноль, а на выходе инвертора и на втором входе индицирующего устройства будет логическая единица. Индицирующее устройство кроме уровня радиации покажет также уменьшение напряжения источника питания, при котором необходима его подзарядка или замена. The voltage of the power source 1 is supplied to the stabilizer 2, the output stabilized voltage of which is supplied to the converter 3, which generates a supply voltage for the radiation detector 4. The output voltage of the radiation detector is supplied to the first input (at a point) of the indicating device 5, which shows the radiation level. The voltage of the power source is also supplied to the threshold element 6 and from its output goes to the input of the inverter 7. At the output of the inverter with a sufficiently high voltage of the power source, a low voltage level (logical zero) is generated, which appears on the second input of the indicating device (at point E). When the voltage level of the power supply decreases below a predetermined value, the output of the threshold element and the input of the inverter will be a logical zero, and the output of the inverter and the second input of the indicating device will be a logical unit. The indicating device, in addition to the radiation level, will also show a decrease in the voltage of the power source, at which it needs to be recharged or replaced.

Индицирующее устройство (фиг.2) работает следующим образом. The indicating device (figure 2) works as follows.

Выходное напряжение детектора радиации поступает на первый вход индицирующего устройства в точку, которая является входом первого одновибратора 8, который вырабатывает нормированные импульсы напряжения, поступающие на схему ИЛИ 12 и с ее выхода на генератор звуковой частоты 13, который с каждым импульсом вырабатывает пачку колебаний звуковой частоты. При напряжении источника питания больше заданного уровня на втором входе (в точке Е) индицирующего устройства, который является входом схемы И имеется напряжение логического ноля и на выходе схемы И 11 также напряжение логического ноля. При этом второй и третий одновибраторы не вырабатывают импульсов. При напряжении источника питания ниже заданного уровня на вход Е индицирующего устройства, то есть на вход схемы И, поступает логическая единица. При этом импульсы первого одновибратора 8 проходят через схему И на вход второго одновибратора 9, который вырабатывает импульсы для временной задержки запуска третьего одновибратора 10. Задний фронт каждого импульса второго одновибратора запускает третий одновибратор, импульсы которого через схему ИЛИ 12 поступают на генератор звуковой частоты 13, который вырабатывает пачку колебаний звуковой частоты. Таким образом, при уменьшении напряжения источника питания ниже заданного уровня при работе устройства для измерения радиации вырабатываются двойные пачки колебаний звуковой частоты, индицирующие необходимость подзарядки или замены источника питания при сохранении дальнейшей работоспособности устройства. The output voltage of the radiation detector is supplied to the first input of the indicating device at a point that is the input of the first one-shot 8, which generates normalized voltage pulses supplied to the circuit OR 12 and from its output to the sound frequency generator 13, which generates a bundle of sound frequency oscillations with each pulse . When the voltage of the power source is greater than a predetermined level at the second input (at point E) of the indicating device, which is the input of the circuit AND there is a logic zero voltage and the output of the circuit And 11 also has a logic zero voltage. In this case, the second and third single vibrators do not produce pulses. When the voltage of the power source is below a predetermined level, the logical unit is supplied to the input E of the indicating device, that is, to the input of the circuit AND. In this case, the pulses of the first one-shot 8 pass through the And circuit to the input of the second one-shot 9, which generates pulses to delay the start of the third one-shot 10. The trailing edge of each pulse of the second one-shot starts the third one-shot, the pulses of which are fed through the OR 12 to the sound frequency generator 13, which produces a pack of vibrations of sound frequency. Thus, when the voltage of the power source decreases below a predetermined level during the operation of the device for measuring radiation, double bursts of sound frequency oscillations are generated, indicating the need for recharging or replacing the power source while maintaining the continued operability of the device.

Стабилизатор напряжения работает следующим образом. The voltage stabilizer operates as follows.

Входное напряжение (в точке А) через третий резистор 17 (фиг.3) передается на базу первого транзистора 20 и открывает его. Коллекторный ток первого транзистора поступает в базу второго транзистора и открывает его. Коллекторный ток второго транзистора поступает в нагрузку (в точку В) и ссздает на ней напряжение, часть которого через пороговый элемент 24 и через пятый резистор 19 подается на базу четвертого транзистора 23 и открывает его. Эмиттерный ток четвертого транзистора поступает в базу третьего транзистора и открывает его. Коллекторный ток третьего транзистора вычитается из базового тока первого транзистора и уменьшает его коллекторный ток и базовый ток второго транзистора. Коллекторный ток второго транзистора уменьшается до величины, необходимой для поддержания заданного выходного напряжения, которое определяется напряжением на пороговом элементе 24, суммой пороговых напряжений база-эмиттер третьего 22 и четвертого 23 транзисторов и положением подвижного контакта пятого резистора 19. Первый 15 и четвертый 18 резисторы улучшают термостабильность, служат резисторами утечки для базовых цепей второго и четвертого транзисторов, второй резистор 16 ограничивает коллекторный ток первого транзистора и базовый ток второго транзистора, третий резистор 17 служит коллекторной нагрузкой для третьего транзистора, пятый резистор 19 служит для установки величины выходного напряжения стабилизатора. The input voltage (at point A) through the third resistor 17 (Fig. 3) is transmitted to the base of the first transistor 20 and opens it. The collector current of the first transistor enters the base of the second transistor and opens it. The collector current of the second transistor enters the load (to point B) and builds voltage on it, part of which is supplied through the threshold element 24 and through the fifth resistor 19 to the base of the fourth transistor 23 and opens it. The emitter current of the fourth transistor enters the base of the third transistor and opens it. The collector current of the third transistor is subtracted from the base current of the first transistor and reduces its collector current and the base current of the second transistor. The collector current of the second transistor is reduced to the value necessary to maintain a given output voltage, which is determined by the voltage on the threshold element 24, the sum of the threshold voltage base-emitter of the third 22 and fourth 23 transistors and the position of the movable contact of the fifth resistor 19. The first 15 and fourth 18 resistors improve thermal stability, serve as leakage resistors for the base circuits of the second and fourth transistors, the second resistor 16 limits the collector current of the first transistor and the base current in orogo transistor, a third resistor 17 serves as the collector load of the third transistor, a fifth resistor 19 serves to set the value of the output voltage regulator.

Предложенное устройство в сравнении с прототипом имеет более высокую надежность и расширенные функциональные возможности благодаря введению стабилиза- тора напряжения, порогового элемента и инвертора, которые обеспечивают надежную работу устройства для измерения радиации при значительных изменениях состояния источника питания при одновременной индикации уровня радиации и состояния, когда необходима подзарядка или замена источника питания и позволило применять источники питания, в широком диапазоне номинальных напряжений. Были изготовлены и испытаны два действующих макета устройства для измерения радиации, которые работают при десятикратном изменении напряжения источника питания. The proposed device in comparison with the prototype has higher reliability and enhanced functionality due to the introduction of a voltage stabilizer, threshold element and inverter, which ensure reliable operation of the device for measuring radiation with significant changes in the state of the power source while simultaneously indicating the level of radiation and state when necessary recharging or replacing the power source and allowed the use of power sources in a wide range of rated voltages. Two operating mock-ups of a radiation measuring device were manufactured and tested, which operate with a tenfold change in the voltage of the power source.

Claims

1. DEVICE FOR MEASURING RADIATION, comprising a power source, a voltage converter, a radiation detector and an indicator, characterized in that a voltage stabilizer, a threshold element and an inverter are inserted into it, the power source being connected to the inputs of the voltage regulator and the threshold element, the output of the voltage regulator through a voltage converter and a radiation detector connected in series are connected to the first input of the indicator, the output of the threshold element through an inverter is connected to the second input of the indicator a, a power supply, a voltage regulator, a voltage converter, an inverter and an indicator connected to GND.

2. The device according to claim 1, characterized in that the indicator is equipped with a first, second and third one-shot, element And, element OR, sound frequency generator and sound emitter, and the input of the first one-shot is the first input of the indicator, and the output is connected to the first inputs of the elements AND and OR, the output of the latter through the sound frequency generator is connected to the sound emitter, the output of the AND element is connected to the second input of the OR element through the second and third single vibrators connected in series, and the second input of the AND element is second th input indicator.

3. The device according to claim 1, characterized in that the voltage regulator is made in the form of a three-terminal network, in which the regulating transistor is connected by an emitter to a power source and a collector to a voltage converter.