RU2521290C1 - Устройство корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров - Google Patents
Устройство корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521290C1 RU2521290C1 RU2013106128/28A RU2013106128A RU2521290C1 RU 2521290 C1 RU2521290 C1 RU 2521290C1 RU 2013106128/28 A RU2013106128/28 A RU 2013106128/28A RU 2013106128 A RU2013106128 A RU 2013106128A RU 2521290 C1 RU2521290 C1 RU 2521290C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- differential amplifier
- scintillation detector
- integrator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ядерной физике, конкретнее к устройствам для стабилизации и корректировки коэффициента передачи сцинтилляционного детектора, и может быть использовано в приборах и системах для измерения ионизирующих излучений. Устройство корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров содержит сцинтиллятор, оптически связанный с фотоэлектронным умножителем, линейный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлектронного умножителя, к выходу линейного усилителя последовательно подключены экстраполятор и интегратор, выход интегратора подключен к неинверсному входу дифференциального усилителя, к инверсному входу - источник опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя - на вход регулируемого источника питания фотоэлектронного умножителя, при этом в устройство дополнительно введены: реверсивный счетчик, вычитающий вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу линейного усилителя; генератор импульсов, который подключен на суммирующий вход реверсивного счетчика, и электронный ключ, управляющий вход которого через интерполятор подключен к выходам реверсивного счетчика, а выход источника опорного напряжения - через электронный ключ к неинверсному входу дифференциального усилителя. Технический результат - повышение точности измерения ионизирующих излучений. 1 ил.
Description
Изобретение относится к ядерной физике, конкретнее к устройствам стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора. Изобретение может быть использовано в приборах и системах для измерения ионизирующих излучений, например в радиоизотопных приборах технологического контроля: плотномерах, уровнемерах, реле.
Важнейшим параметром для достижения высокой стабильности измерительных параметров приборов и систем является непрерывная и автоматическая корректировка и стабилизация коэффициента передачи сцинтилляционного детектора ионизирующих излучений [1].
Известно устройство [2], где корректировка и стабилизация измерительных параметров детектора ионизирующих излучений обеспечивается радиоактивным контрольным источником. Недостатком этого способа и устройства является то, что для его реализации требуется механическая конструкция и дополнительный источник ионизирующего излучения.
Известен также способ [3], в котором в качестве репера для стабилизации спектра использован резкий спад амплитудного спектра, обусловленный наличием фиксированного значения максимальной энергии гамма-квантов, испускаемых в цепочках распада природных радионуклидов. Наряду с достоинством такого способа этот способ имеет и недостатки. К ним можно отнести то, что не всегда в спектре имеется пик, пригодный для стабилизации, кроме того, три-четыре пороговых устройства для формирования окон стабилизации - это дополнительная аппаратурная погрешность.
Наиболее близким по назначению и признакам является принятое за прототип устройство [4], в котором последовательность регистрируемых импульсов экстраполируется в ступенчатую функцию, затем интегрируется, полученное напряжение на интеграторе сравнивается с опорным напряжением, результат сравнения является сигналом регулирования коэффициента усиления сцинтилляционного детектора путем регулирования его источника питания. Устройство для корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора содержит: сцинтиллятор, оптически связанный с фотоэлектронным умножителем, линейный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлектронного умножителя, к выходу усилителя последовательно подключены экстраполятор и интегратор, выход интегратора подключен к неинверсному входу дифференциального усилителя, к инверсному входу - источник опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя - на вход регулируемого источника питания фотоэлектронного умножителя.
К недостаткам устройства [4] относится то, что ограничено его применение в тех случаях, когда по технологическим причинам происходит полная экранировка сцинтилляционного детектора. Отсутствие регистрируемого спектра начинает компенсироваться увеличением коэффициента передачи сцинтилляционного детектора, что приводит к усилению шумовых импульсов различной амплитуды, обусловленных темновым током фотоэлектронного умножителя. Этот эффект приводит к тому, что какая-то часть шумовых импульсов может пройти пороговый дискриминатор регистрирующей аппаратуры и внести дополнительную погрешность, а система стабилизации начинает вырабатывать новый сигнал регулирования коэффициента усиления сцинтилляционного детектора, который занимает другое положение по сравнению с сигналом регулирования спектра ионизирующего излучения.
Технической задачей изобретения является повышение точности измерения ионизирующих излучений путем исключения влияния шумовых импульсов, обусловленных темновым током фотоэлектронного умножителя, на процесс измерения ионизирующего излучения и их влияния на стабилизацию коэффициента усиления сцинтилляционного детектора.
Цель достигается тем, что в устройство [4], предназначенное для стабилизации и корректировки коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров, содержащее сцинтиллятор, оптически связанный с фотоэлектронным умножителем, линейный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлектронного умножителя, к выходу линейного усилителя последовательно подключены экстраполятор и интегратор, выход интегратора подключен к неинверсному входу дифференциального усилителя, к инверсному входу - источник опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя - на вход регулируемого источника питания фотоэлектронного умножителя, дополнительно введены: реверсивный счетчик, вычитающий вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу линейного усилителя; генератор импульсов, который подключен на суммирующий вход реверсивного счетчика, и электронный ключ, управляющий вход которого через интерполятор подключен к выходам реверсивного счетчика, а выход источника опорного напряжения - через электронный ключ к неинверсному входу дифференциального усилителя.
Анализ известных решений не выявил признаков, сходных с отличительными признаками заявленного устройства. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного устройства критерию новизны.
На рис.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, где:
1 - сцинтиллятор,
2 - фотоэлектронный умножитель (ФЭУ),
3 - линейный усилитель,
4 - экстраполятор,
5 - интегратор,
6 - источник опорного напряжения,
7 - дифференциальный усилитель (регулятор сигнала управления),
8 - управляемый источник питания ФЭУ,
9 - генератор,
10 - формирователь импульсов,
11 - реверсивный счетчик,
12 - интерполятор,
13 - электронный ключ.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Поток измеряемого ионизирующего излучения регистрируется и преобразуется сцинтилляционным детектором (сцинтиллятор 1 - ФЭУ 2) и усилителем 3 в последовательность импульсов с амплитудами, пропорциональными энергии, потерянной частицей ионизирующего излучения в неорганическом кристаллическом сцинтилляторе 1. Экстраполятор 4 преобразует регистрируемую последовательность импульсов в ступенчатую функцию. Интегрируя сигнал, сформированный экстраполятором 4, интегратор 5 обеспечивает сигнал, несущий информацию о свойствах совокупности импульсов регистрируемого спектра и отражающий изменение регулируемого параметра под влиянием дестабилизирующих факторов. Это напряжение Vи с выхода интегратора 5 сравнивается с уставкой Vуст источника опорного напряжения 6, которая определяет требуемый уровень регистрируемого спектра. Дифференциальный усилитель 7 вырабатывает сигнал управления, противодействующий отклонению регулируемой величины (спектрального распределения регистрируемых импульсов) от заданного значения, наблюдаемого в данный момент. Напряжение Vи подается на неинверсный вход дифференциального усилителя 7, напряжение Vуст источника опорного напряжения 6 - на инверсный вход. По состоянию разбаланса этих напряжений дифференциальный усилитель 7 вырабатывает выходной сигнал Vупр, противодействующий отклонению регулируемой величины от заданного значения:
Vупр=- R2Vуст/R1+(R2/R1+1)Vи
Сигнал управления Vупр обеспечивает установку значения Vвыс управляемого источника питания 8 фотоэлектронного умножителя 2 таким, при котором коэффициент передачи сцинтилляционного детектора обеспечит уровень спектра, заданный напряжением уставки Vуст, источника опорного напряжения 6, так как равновесие системы определяется условием Vуст=Vи.
Частота генератора 9 устанавливается близкой к частоте регистрируемого спектра фоновых импульсов F≈Ni, где N - частота импульсов при регистрации фонового излучения сцинтилляционным детектором (сцинтиллятор 1 - ФЭУ 2), который установлен в данном устройстве. Частота генератора 9 подается на канал суммирования реверсивного счетчика 11, сигнал с линейного усилителя 3 через формирователь импульсов 10 - на канал вычитания. Частоты F и N сравнивают методом последовательного анализа в соответствии с планом, заданным на реверсивном счетчике 11. Если F>Ni, то показания реверсивного счетчика начнут нарастать, по достижении определенного числа импульсов в разностном счетчике принимается гипотеза, что F>Ni. Информация о состоянии реверсивного счетчика 11 с выходов счетчика подается на вход интерполятора 12. Индикация этого состояния осуществляется интерполятором 12, который осуществляет запуск электронного ключа 13. Таким образом, при условии F>N срабатывает электронный ключ 13 и контакты ключа подключают неинверсный вход дифференциального усилителя 7 к источнику опорного напряжения 6
На инверсном и неинверсном входах дифференциального усилителя 7 устанавливается равенство напряжений Vуст=Vуст, которое определяет равновесие системы регулирования. На выходе дифференциального усилителя 7 устанавливается постоянное напряжение управления Vупр, обусловленное этим равновесием, которое обеспечивает установку значения напряжения Vвыс управляемого источника питания 8 фотоэлектронного умножителя 2 в зоне регулирования неизменным до прихода команды на отключение электронного ключа 13 при условии F<Ni.
Таким образом, система регулирования включается во время фактического измерения ионизирующего излучения, т.е. при превышении фонового значения регистрируемого ионизированного излучения, что исключает появление шумовых импульсов, обусловленных темновым током фотоэлектронного умножителя.
Предложенное устройство позволит обеспечить стабилизацию и корректировку коэффициента передачи сцинтилляционного детектора в приборах технологического контроля, где по техническим причинам происходит полная или частичная экранировка сцинтилляционного детектора от фонового излучения, к примеру релейные радиоизотопные приборы.
Предложенное устройство является новым, полезным, технически реализуемым и соответствует критерию изобретения.
Литература
1. В.В.Матвеев, Б.И.Хазанов. "Приборы для измерения ионизирующих излучений". Атомиздат, 1987, стр.624.
2. А.с. СССР №1118178, G01N 23/02, опубликовано 08.06.1984 г.
3. Патент РФ №2364892, G01Т 1/40, опубликован 20.08.2009 г.
4. Патент РФ №2445648, G01T 1/40, опубликован 20.03. 2012 г.
Claims (1)
- Устройство корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров, содержащее сцинтиллятор, оптически связанный с фотоэлектронным умножителем, линейный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлектронного умножителя, к выходу линейного усилителя последовательно подключены экстраполятор и интегратор, выход интегратора подключен к неинверсному входу дифференциального усилителя, к инверсному входу - источник опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя - на вход регулируемого источника питания фотоэлектронного умножителя, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены: реверсивный счетчик, вычитающий вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу линейного усилителя; генератор импульсов, который подключен на суммирующий вход реверсивного счетчика, и электронный ключ, управляющий вход которого через интерполятор подключен к выходам реверсивного счетчика, а выход источника опорного напряжения - через электронный ключ к неинверсному входу дифференциального усилителя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013106128/28A RU2521290C1 (ru) | 2013-02-13 | 2013-02-13 | Устройство корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013106128/28A RU2521290C1 (ru) | 2013-02-13 | 2013-02-13 | Устройство корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2521290C1 true RU2521290C1 (ru) | 2014-06-27 |
Family
ID=51218200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013106128/28A RU2521290C1 (ru) | 2013-02-13 | 2013-02-13 | Устройство корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2521290C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1657013A1 (ru) * | 1989-06-22 | 1998-06-27 | Л.И. Шабунин | Дифференциальна система стабилизации коэффициента усилени спектрометрического тракта |
| RU2307378C1 (ru) * | 2006-04-26 | 2007-09-27 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Способ корректировки измерительных параметров радиоизотопного дискретного порогового регистратора и устройство для его осуществления |
| WO2010053818A2 (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-14 | Schlumberger Canada Limited | Gain stabilization of gamma-ray scintillation detector |
| RU2445648C2 (ru) * | 2010-06-08 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Союзцветметавтоматика" | Способ стабилизации и корректировки коэффициента передачи сцинтилляционного детектора и устройство для его осуществления |
-
2013
- 2013-02-13 RU RU2013106128/28A patent/RU2521290C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1657013A1 (ru) * | 1989-06-22 | 1998-06-27 | Л.И. Шабунин | Дифференциальна система стабилизации коэффициента усилени спектрометрического тракта |
| RU2307378C1 (ru) * | 2006-04-26 | 2007-09-27 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Способ корректировки измерительных параметров радиоизотопного дискретного порогового регистратора и устройство для его осуществления |
| WO2010053818A2 (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-14 | Schlumberger Canada Limited | Gain stabilization of gamma-ray scintillation detector |
| RU2445648C2 (ru) * | 2010-06-08 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Союзцветметавтоматика" | Способ стабилизации и корректировки коэффициента передачи сцинтилляционного детектора и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3637147B1 (en) | Gain correction apparatus and method for scintillation detector | |
| US5218202A (en) | Method for automatic drift stabilization in radiation measurement with a detector | |
| US7081626B2 (en) | Apparatus and method for temperature correction and expanded count rate of inorganic scintillation detectors | |
| US8658968B2 (en) | Nuclear logging tool calibration system and method | |
| US3270205A (en) | Digital spectrum stabilizer for pulse analysing system | |
| RU2011123640A (ru) | Стабилизация коэффициента усиления гамма-сцинтилляционного детектора | |
| RU2007128772A (ru) | Способ и система для стабилизации коэффициента усиления фотоумножителя, используемого в детекторе излучения | |
| JP5819024B1 (ja) | 線量率測定装置 | |
| Jie et al. | Energy calibration of a BC501A liquid scintillator using a γ-γ coincidence technique | |
| US20140145072A1 (en) | System And Method For Gain Regulation | |
| US20160363672A1 (en) | Performance Stabilization For Scintillator-Based Radiation Detectors | |
| US3767921A (en) | Well logging system with linearity control | |
| KR101808577B1 (ko) | 중성자, 감마선, 엑스선 방사선 측정 및 통합 제어 시스템 | |
| RU2657296C2 (ru) | Способ измерения дозы посредством детектора излучения, в частности детектора рентгеновского излучения или гамма-излучения, используемого в спектроскопическом режиме, и система для измерения дозы с применением такого способа | |
| RU2521290C1 (ru) | Устройство корректировки и стабилизации коэффициента передачи сцинтилляционного детектора для радиоизотопных приборов контроля технологических параметров | |
| RU2561247C1 (ru) | Способ регистрации нейтронов в присутствии гамма-излучения | |
| RU2560531C1 (ru) | Способ калибровки счетного канала реактиметра | |
| RU2445648C2 (ru) | Способ стабилизации и корректировки коэффициента передачи сцинтилляционного детектора и устройство для его осуществления | |
| RU2613594C1 (ru) | Способ измерения мощности дозы в смешанном аппаратурном спектре гамма-излучения | |
| RU2701189C1 (ru) | Способ определения величины выхода термоядерных нейтронов импульсного источника | |
| KR101192678B1 (ko) | 원자력발전소 방사선 감시 시스템용 전치증폭기의 온도보상 장치 | |
| De Bruin et al. | A simple dead-time stabilizer for gamma-ray spectrometers | |
| KR101188750B1 (ko) | 원자력발전소 방사선 감시 시스템용 검출기 외부 온도보상 장치 | |
| KR101188749B1 (ko) | 원자력발전소 방사선 감시 시스템용 방사선 검출기 내부 온도보상 장치 | |
| KR101192175B1 (ko) | 감마선 섬광 계수기의 에너지 교정 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190214 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201020 |