RU2071084C1

RU2071084C1 - Personnel digital dosimeter

Info

Publication number: RU2071084C1
Application number: RU93038497A
Authority: RU
Inventors: В.В. Огиенко; Г.П. Шульц; Г.Л. Каменев
Original assignee: Акционерное общество "Специальное конструкторское бюро часовых механизмов"
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1996-12-27

Abstract

FIELD: nuclear radioelectronics. SUBSTANCE: dosimeter has power supply, detector unit coupled to pulse converter, timer, crystal oscillator, and recorder. Data inputs of recorder are connected to data outputs of exposure-dose signal shaper and exposure-dose-rate signal shaper. Inserted between detector unit and complementing inputs of both shapers is background eliminating unit whose output signals appear only when input signal exceeds threshold level. Connected to check-up inputs of exposure-dose signal shaper and exposure-dose-rate signal shaper are setting and monitoring units for threshold values of exposure dose and exposure-dose rate coupled through both shapers to setting unit for fixed threshold values of exposure dose and exposure-dose rate. Outputs of threshold- value setting and monitoring units are coupled with warning device and with check-up inputs of recorder. Crystal oscillator and timer provide for synchronous operation of dosimeter unit. EFFECT: improved design. 5 dwg

Description

Изобретение относится к ядерной радиоэлектронике, а именно, к приборам для индивидуального дозиметрического контроля вредного воздействия на организм человека и предназначено для регистрации и измерения поглощенных доз в радиационном поле проникающего излучения. The invention relates to nuclear electronics, namely, devices for individual dosimetric monitoring of harmful effects on the human body and is intended for registration and measurement of absorbed doses in the radiation field of penetrating radiation.

Известно радиометрическое устройство, содержащее блок детектирования, усилитель, узел отбора, регистратор, источник постоянного напряжения, схему выделения фронтов, ключи и связи между блоками и элементами схемы [1]
Известен также дозиметр ДРГ-01Т1, предназначенный для измерения мощности экспозиционной дозы фотонного излучения, содержащий кварцевый генератор опорных частот, обеспечивающий ряд частот для управления индикатором и контроля работоспособности дозиметра, два детекторных счетчика, в которых под воздействием гамма-квантов генерируются электрические импульсы тока, поступающие на входной каскад, который преобразует импульсы тока в импульсы напряжения, при этом импульсы через делитель частоты поступают на четырехразрядный счетчик, а информация, накопленная на счетчике за цикл измерения, поступает на индикатор через дешифратор, преобразующий двоично-десятичную информацию счетчика в семи-сегментный позиционный код индикатора. Дозиметр работает от автономного источника питания [2]
К недостаткам известных устройств следует отнести низкий диапазон измерения и небольшой объем информации.A known radiometric device containing a detecting unit, amplifier, sampling unit, recorder, constant voltage source, a circuit for selecting fronts, keys and communications between blocks and circuit elements [1]
The DRG-01T1 dosimeter is also known, designed to measure the power of the exposure dose of photon radiation, containing a quartz reference frequency generator that provides a number of frequencies for controlling the indicator and monitoring the health of the dosimeter, two detector counters in which electric current pulses are generated under the influence of gamma rays to the input stage, which converts the current pulses into voltage pulses, while the pulses through the frequency divider are fed to a four-digit counter, and info mation accumulated on the counter for measuring the cycle, is fed to the indicator through the decoder, which converts the binary-decimal counter information in the seven-segment code position indicator. The dosimeter works from an autonomous power source [2]
The disadvantages of the known devices include a low measurement range and a small amount of information.

Задача изобретения повышение достоверности и точности измерения за счет исключения уровня фона и обеспечение возможности контроля правильности срабатывания сигнализирующего устройства по желанию оператора. The objective of the invention is to increase the reliability and accuracy of the measurement by eliminating the background level and providing the ability to control the correct operation of the signaling device at the request of the operator.

Для этого в предлагаемый дозиметр введены блок исключения фона, блок установки фиксированных значений порогов экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы, блок установки и контроля пороговых значений экспозиционной дозы и блок установки и контроля пороговых значений мощности экспозиционной дозы, причем входы синхронизации формирователей сигналов экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы связаны с выходом кварцевого генератора, входы управления порогом соответственно с первым и вторым выходами блока установки фиксированных значений порогов экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы, счетные входы связаны с выходом блока исключения фона, тактовый вход которого связан с выходом таймера, а информационный вход с выходом усилителя, входы блоков установки и контроля пороговых значений экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы связаны с выходами контроля формирователя сигналов экспозиционной дозы и формирователя сигналов мощности экспозиционной дозы, соответственно, первые выходы с первым и вторым входами контроля регистратора, а вторые выходы с первым и вторым входами сигнального устройства, при этом второй информационный вход регистратора соединен с информационным выходом формирователя сигналов экспозиционной дозы. For this, the proposed dosimeter has a background exclusion unit, a unit for setting fixed values for exposure thresholds and an exposure dose rate, a unit for setting and monitoring threshold values for an exposure dose, and a unit for setting and monitoring threshold values for an exposure dose, and synchronization inputs for signal generators of an exposure dose and power exposure dose associated with the output of a quartz oscillator, threshold control inputs, respectively, with the first and second outputs of the installation unit fix threshold values of the exposure dose and exposure dose rate, the counting inputs are connected to the output of the background elimination block, the clock input of which is connected to the timer output, and the information input is the amplifier output, the inputs of the installation and control blocks of the threshold exposure dose and exposure dose rate are connected to the outputs control the shaper of signals of the exposure dose and the shaper of power of the exposure dose, respectively, the first outputs with the first and second inputs of the control of the registrar, and in the second outputs with the first and second inputs of the signaling device, while the second information input of the recorder is connected to the information output of the shaper of the exposure dose signal.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого дозиметра, на фиг.2 5 - примеры реализации отдельных его блоков. Figure 1 shows the block diagram of the proposed dosimeter, figure 2 5 - examples of the implementation of its individual blocks.

Предлагаемый индивидуальный цифровой дозиметр (фиг.1) состоит из источника 1 питания, импульсного преобразователя 2, блока 3 детекторов, кварцевого генератора 4, таймера 5, формирователя 6 сигналов экспозиционной дозы (ФЭД), формирователя 7 сигналов мощности экспозиционной дозы (ФМЭД), блока 8 исключения фона, усилителя 9, блока 10 установки фиксированных значений порогов экспозиционной дозы (ЭД) и мощности экспозиционной дозы (МЭД), сигнального устройства 11, блока 12 установки и контроля пороговых значений мощности экспозиционной дозы (МЭД), блока 13 установки и контроля пороговых значений экспозиционной дозы (ЭД) и регистратора 14. The proposed individual digital dosimeter (Fig. 1) consists of a power source 1, a pulse converter 2, a block of 3 detectors, a crystal oscillator 4, a timer 5, a shaper 6 of an exposure dose signal (FED), a shaper of 7 signal strength of an exposure dose (PMED), a unit 8 exceptions for the background, amplifier 9, block 10 for setting fixed values of the thresholds of the exposure dose (ED) and power of the exposure dose (MED), the signaling device 11, block 12 for setting and monitoring threshold values for the power of the exposure dose (MED), block 13 and the installation control thresholds exposure dose (ED) and registrar 14.

Источник питания 1 является автономным и представляет собой обычную батарею питания либо аккумулятор и служит для питания элементов схемы. Импульсный преобразователь 2 соединен своим выходом с цепью питания блока 3 детекторов, выход которого связан с информационным входом блока 8 исключения фона. Вход таймера 5 и входы синхронизации формирователя 6 сигналов экспозиционной дозы и формирователя 7 сигналов мощности экспозиционной дозы связаны с выходом кварцевого генератора 4, выход таймера 5 связан с тактовыми входами ФМЭД 7 и блока 8 исключения фона. Счетные входы ФЭД 6 и ФМЭД 7 связаны с выходом блока 8, входы управления порогом с соответствующими выходами блока 10 установки фиксированных значений порогов ЭД и МЭД, а выходы контроля с входами блоков 13 и 12 соответственно. Таким образом блоки 12 и 13 через блоки 7 и 6 оказываются связанными с блоком 10. The power source 1 is autonomous and is a conventional battery or battery and serves to power the circuit elements. The pulse converter 2 is connected by its output to the power circuit of the detector unit 3, the output of which is connected to the information input of the background exclusion unit 8. The input of the timer 5 and the synchronization inputs of the shaper 6 of the exposure dose signal and the shaper 7 of the power signal of the exposure dose are connected to the output of the quartz oscillator 4, the output of the timer 5 is connected to the clock inputs of the PMED 7 and the background exclusion block 8. The counting inputs of the FED 6 and PMED 7 are associated with the output of block 8, the threshold control inputs with the corresponding outputs of the block 10 for setting fixed thresholds of ED and DER, and the control outputs with the inputs of blocks 13 and 12, respectively. Thus, blocks 12 and 13 through blocks 7 and 6 are connected with block 10.

Первый и второй информационные входы регистратора 14 и его первый и второй входы контроля связаны соответственно с информационными выходами ФЭД 6 и ФМЭД 7 и первыми выходами блоков 12 и 13, вторые выходы которых связаны с сигнальным устройством 11. The first and second information inputs of the recorder 14 and its first and second control inputs are connected respectively to the information outputs of the FED 6 and PMED 7 and the first outputs of blocks 12 and 13, the second outputs of which are connected to the signal device 11.

В случае необходимости между выходом блока 3 детекторов и информационным входом блока 8 исключения фона может быть включен усилитель или усилитель-преобразователь 9, усиливающий и формирующий сигналы по амплитуде и/или длительности. If necessary, between the output of the detector unit 3 and the information input of the background elimination unit 8, an amplifier or converter-amplifier 9 can be included, amplifying and generating signals in amplitude and / or duration.

Дозиметр работает следующим образом. The dosimeter works as follows.

При включении напряжения питания происходит подготовка дозиметра к работе. При этом кварцевый генератор 4 формирует высокостабильные колебания тактовой частоты, которые подаются на входы синхронизации таймера 5, ФЭД 6 и ФМЭД 7, при этом таймер 5 вырабатывает в зависимости от состава блока детекторов 3 высокостабильные сигналы временных меток, которые подаются на тактовые входы ФМЭД 7 и блока 8 исключения фона. Блок 10 установки фиксированных значений порогов вырабатывает сигналы фиксированных значений порогов ЭД и МЭД (Constn I), которые поступают на входы управления порогом ФЭД 6 и ФМЭД 7 и через них на входы блоков 13 и 12 установки и контроля пороговых значений МЭД и ЭД соответственно. Соответствующее значение порога устанавливается и в блоке 8 исключения фона. Одновременно импульсный преобразователь 2 преобразует напряжение источника 1 питания в напряжение питания блока 3 детекторов. В случае, когда в качестве блока 3 детекторов используется счетчик Гейгера-Мюллера или ионизационная камера, импульсный преобразователь 2 вырабатывает высоковольтное напряжение. When the supply voltage is turned on, the dosimeter is prepared for operation. In this case, the crystal oscillator 4 generates highly stable oscillations of the clock frequency, which are fed to the synchronization inputs of timer 5, FED 6 and PMED 7, while timer 5 generates highly stable time stamp signals depending on the composition of the detector unit 3, which are fed to the clock inputs of FMED 7 and block 8 background exclusion. The fixed threshold value setting unit 10 generates signals of the fixed threshold values of the ED and DER (Constn I), which are fed to the threshold control inputs of the FED 6 and the PMED 7 and through them to the inputs of the units for setting and monitoring the threshold values of the ED and ED thresholds 13 and 12, respectively. The corresponding threshold value is set in block 8 background exclusion. At the same time, the pulse converter 2 converts the voltage of the power supply 1 to the supply voltage of the detector unit 3. In the case when a Geiger-Muller counter or an ionization chamber is used as the detector unit 3, the pulse converter 2 generates a high voltage voltage.

На этом подготовка дозиметра к работе заканчивается. This completes the preparation of the dosimeter for work.

Поступающие на блок 3 детекторов фотоны вызывают срабатывание детекторов, что приводит к появлению на выходе этого блока импульсов напряжения, которые поступают на информационный вход блока 8, сигналы на выходе которого появятся только в случае превышения входным сигналом порогового уровня, т.е. на выходе блока 8 исключения фона появятся сигналы, соответствующие радиационной обстановке без учета фоновых значений. С выхода блока 8 сигналы поступают на счетные входы ФЭД 6 и ФМЭД 7 соответственно. ФЭД 6 формирует сигналы, кратные единице измерения ЭД в зависимости от суммарного значения ЭД, которые поступают на первый информационный вход регистратора 14, в результате чего на соответствующем цифровом индикаторе регистратора 14 отобразится информация о непосредственной дозе излучения. ФМЭД 7 формирует сигналы, кратные единице измерения МЭД в зависимости от частоты сигналов на выходе блока 8 исключения фона, которые поступают на второй информационный вход регистратора 14, в результате чего на соответствующем цифровом индикаторе регистратора 14 отобразится информация о мощности дозы излучения. The photons arriving at block 3 of the detectors trigger the detectors, which leads to the appearance of voltage pulses at the output of this block, which are fed to the information input of block 8, the output signals of which will appear only if the input signal exceeds a threshold level, i.e. at the output of the background exclusion block 8, signals corresponding to the radiation situation without taking into account background values will appear. From the output of block 8, the signals are fed to the counting inputs of the FED 6 and FMED 7, respectively. FED 6 generates signals that are multiples of the ED measurement unit, depending on the total ED value, which are fed to the first information input of the recorder 14, as a result of which information on the direct radiation dose is displayed on the corresponding digital indicator of the recorder 14. PMED 7 generates signals that are multiples of the DER unit of measurement, depending on the frequency of the signals at the output of the background elimination unit 8, which are fed to the second information input of the recorder 14, as a result of which the radiation dose rate information will be displayed on the corresponding digital indicator of the recorder 14.

С выходов контроля ФЭД 6 и ФМЭД 7 сигналы поступают на блоки 13 и 12 установки и контроля пороговых значений ЭД и МЭД соответственно. При этом, если значения этих сигналов равны или превышают установленные фиксированные значения порогов ЭД и МЭД, то на выходах блоков 13 и 12 появятся сигналы, которые поступят на сигнальное устройство 11 и на входы контроля регистратора 14, что дает возможность контроля на регистраторе 14 пороговых значений ЭД и МЭД. From the outputs of the control of FED 6 and PMED 7, the signals are supplied to the blocks 13 and 12 of the installation and control of threshold values of ED and MED, respectively. Moreover, if the values of these signals are equal to or exceed the fixed fixed values of the thresholds of ED and DER, then the outputs of blocks 13 and 12 will receive signals that will arrive at the signal device 11 and at the control inputs of the recorder 14, which makes it possible to control threshold values on the recorder 14 ED and MED.

Формирователь 6 экспозиционной дозы может быть выполнен, например, в виде счетчика (фиг.2), первый, второй и третий входы которого являются соответственно входом синхронизации, счетным входом и входом управления порогом (Constn I) ФЭД 6, а первый и второй выходы его информационным выходом и выходом контроля. The exposure dose generator 6 can be performed, for example, in the form of a counter (Fig. 2), the first, second and third inputs of which are, respectively, a synchronization input, a counting input and a threshold control input (Constn I) of the FED 6, and its first and second outputs information output and control output.

Формирователь 7 сигналов мощности экспозиционной дозы может быть выполнен, например, на основе счетчика, работающего в циклическом режиме (фиг.3). При этом первый, второй, третий и четвертый входы являются соответственно входом синхронизации, счетным входом, входом управления порогом (Constn I) и тактовым входом (Constn 2) ФМЭД 7, а первый и второй выходы его информационным выходом и выходом контроля. Shaper 7 signals the power of the exposure dose can be performed, for example, on the basis of a counter operating in a cyclic mode (figure 3). In this case, the first, second, third and fourth inputs are respectively a synchronization input, a counting input, a threshold control input (Constn I) and a clock input (Constn 2) of PMED 7, and the first and second outputs are its information output and control output.

Схема блока 8 исключения фона приведена на фиг.4. The circuit block 8 background exclusion is shown in Fig.4.

Схемы блоков 12 и 13 установки и контроля пороговых значений МЭД и ЭД приведены на фиг.5. The diagrams of the blocks 12 and 13 of the installation and control of threshold values of DER and ED are shown in Fig.5.

Таким образом, введение в предлагаемый дозиметр такого устройства, как блок 8 исключения фона, позволяет устранить влияние окружающего фона на показания дозиметра, что значительно повышает достоверность его показаний. Введение блока 10 установки фиксированных значений порогов ЭД и МЭД позволяет автоматически устанавливать фиксированные пороговые значения ЭД и МЭД по включении дозиметра, чем обеспечивается удобство пользования дозиметром. На удобство пользования дозиметром в значительной мере оказывают влияние блоки 12 и 13 установки и контроля пороговых значений МЭД и ЭД, т.к. желаемое значение порогов мощности экспозиционной дозы и экспозиционной дозы устанавливается потребителем в любой момент и по своему желанию, а правильность установки может быть им проконтролирована, например, с помощью кнопок управления на лицевой панели дозиметра до начала пользования прибором в установленном режиме. Thus, the introduction into the proposed dosimeter of such a device as the background exclusion unit 8 eliminates the influence of the surrounding background on the dosimeter readings, which significantly increases the reliability of its readings. The introduction of the unit 10 for setting fixed thresholds for ED and DER allows you to automatically set fixed threshold values for ED and DER by turning on the dosimeter, which ensures the convenience of using the dosimeter. The usability of the dosimeter is largely influenced by the units 12 and 13 of the installation and control of threshold values of DER and ED, since the desired value of the thresholds for the power of the exposure dose and the exposure dose is set by the consumer at any time and at will, and the correct installation can be checked by the consumer, for example, using the control buttons on the front panel of the dosimeter before using the device in the established mode.

Claims

An individual digital dosimeter containing a power source, a detector block connected by an input to a pulse converter and an output with an amplifier, a recorder, the first information input of which is connected to the information output of the exposure dose rate power driver, a timer whose input is connected to the output of a crystal oscillator, and the output with a clock input of the exposure dose rate signal shaper, characterized in that a background elimination block, an exposure dose shaper, an input unit are introduced into it setting the fixed values of the exposure dose thresholds and the exposure dose rate, the unit for setting and monitoring the exposure dose thresholds, the setting and monitoring unit for exposure dose thresholds and the signaling device, the synchronization inputs of the exposure dose conditioners and the exposure dose rate being connected to the output of the crystal oscillator, threshold control outputs, respectively, with the first and second outputs of the unit for setting fixed exposure thresholds and exposure dose rate, the counting inputs are connected to the output of the background elimination block, the clock input of which is connected to the timer output, and the information input is the amplifier output, the inputs of the setup and control blocks of exposure dose thresholds and exposure dose rate are connected to the outputs of the exposure dose conditioner control and a shaper of power signals of the exposure dose, respectively, the first outputs respectively with the first and second inputs of the recorder control, and the second outputs with the first and second inputs the odes of the signal device, respectively, while the second information input of the recorder is connected to the information output of the exposure dose conditioner.