RU2572063C1 - Device for detecting fission pulse shape - Google Patents

Device for detecting fission pulse shape Download PDF

Info

Publication number
RU2572063C1
RU2572063C1 RU2014140314/28A RU2014140314A RU2572063C1 RU 2572063 C1 RU2572063 C1 RU 2572063C1 RU 2014140314/28 A RU2014140314/28 A RU 2014140314/28A RU 2014140314 A RU2014140314 A RU 2014140314A RU 2572063 C1 RU2572063 C1 RU 2572063C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adc
measurement
output
data processing
processing unit
Prior art date
Application number
RU2014140314/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Овчинников
Галина Николаевна Пикулина
Михаил Борисович Романов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом"
Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом", Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом"
Priority to RU2014140314/28A priority Critical patent/RU2572063C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2572063C1 publication Critical patent/RU2572063C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device for detecting the shape of a fission pulse relates to measurement equipment and can be used in nuclear physics when investigating physical parameters of pulsed nuclear research installations. The device comprises a signal receiving unit of a radiation detector which is in the form of a current-to-voltage converter, two measurement circuits, each consisting of, connected to each other, an operational amplifier connected to the output of the current-to-voltage converter and an eighteen-bit analogue-to-digital converter (ADC), one of the inputs of which is connected to a control and synchronisation unit, a data processing unit which includes elements which perform functions of selecting codes and measurement ranges, as well as storing data, wherein the data processing unit is provided with a function for automatic switching of measurement ranges of signals from the ADC.
EFFECT: high accuracy of detecting a neutron radiation pulse, faster detection and high reliability of the detecting device owing to the improvement of the circuit of the device for detecting a fission pulse shape.
1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в ядерной физике при измерении физических параметров импульсных исследовательских ядерных установок (ИЯУ), например при регистрации формы импульса нейтронного излучения ядерных реакторов, в частности, в составе систем управлении и защиты (СУЗ) ИЯУ при работе в импульсном режиме.The invention relates to measuring equipment and can be used in nuclear physics when measuring the physical parameters of pulsed research nuclear facilities (INR), for example, when registering the pulse shape of neutron radiation from nuclear reactors, in particular, as part of control and protection systems (CPS) of INR when working in pulse mode.

Для повышения уровня безопасности работ, проводимых на ИЯУ, необходимо обеспечить повышение точности и надежности измерения выходных характеристик установки, к которым относится форма импульса нейтронного излучения и параметры этого импульса, характеризующие интенсивность процесса деления.To increase the safety level of the work carried out at the INP, it is necessary to increase the accuracy and reliability of measuring the output characteristics of the facility, which include the shape of the neutron radiation pulse and the parameters of this pulse characterizing the intensity of the fission process.

Известно устройство автоматического регистратора формы сигналов (Горюшкин СИ., Овчинников М.А., Яковлев Ю.Н. Автоматический регистратор формы сигналов в стандарте КАМАК. ПТЭ, №3, 1991, с. 227), содержащее автоматический нормирующий усилитель (АНУ), вход которого является первым входом устройства автоматического регистратора формы сигналов, устройство выборки и хранения, аналого-цифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство, блок управления, управляемый генератор тактовых импульсов, КАМАК-интерфейс. Выход АНУ через операционный усилитель соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с выходом блока управления. Группа выходов и первый вход блока управления соединены соответственно с группой входов и выходом управляемого генератора тактовых импульсов, а второй и третий входы являются вторым и третьим входами устройства автоматического регистратора формы сигналов. Выход интерфейса является выходом устройства автоматического регистратора формы сигналов.A device for an automatic waveform recorder (Goryushkin SI., Ovchinnikov MA, Yakovlev Yu.N. An automatic waveform recorder in the KAMAK standard. PTE, No. 3, 1991, p. 227) containing an automatic normalizing amplifier (ANU), the input of which is the first input of the device of the automatic recorder of the waveform, a device for sampling and storage, an analog-to-digital converter, random access memory, a control unit, a controlled clock generator, a CAMAC interface. The output of the ANU through an operational amplifier is connected to the first input of the analog-to-digital converter, the second input of which is connected to the output of the control unit. The group of outputs and the first input of the control unit are connected respectively to the group of inputs and the output of the controlled clock generator, and the second and third inputs are the second and third inputs of the device of the automatic waveform recorder. The interface output is the output of the automatic waveform recorder device.

Недостатком данного устройства является зависимость погрешности измерения от коммутационной ошибки при переключении пределов измерения (точная фиксация амплитуды) в аналоговой части регистратора (аналоговый мультиплексор в АНУ), а также ограниченные функциональные возможности при автоматизации процесса измерения из-за невозможности автоматической подстройки и коррекции некоторых параметров (коэффициента усиления, напряжения смещения и т.п.).The disadvantage of this device is the dependence of the measurement error on the switching error when switching the measurement limits (exact amplitude fixation) in the analog part of the recorder (analog multiplexer in ANU), as well as limited functionality when automating the measurement process due to the inability to automatically adjust and correct some parameters ( gain, bias voltage, etc.).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является устройство для регистрации формы импульса однократных быстропротекающих процессов по патенту RU 2400762 (опублик. 27.09.2010, Бюл. №27). Устройство содержит буферный усилитель, выход которого через первый операционный усилитель соединен с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, группа выходов и первый вход которого соединены соответственно с группой входов и выходом кварцевого генератора, а второй и третий входы являются первым и вторым входами устройства для регистрации формы однократных быстропротекающих процессов, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), интерфейс связи, выход которого является выходом устройства для регистрации формы однократных быстропротекающих процессов, первую, вторую и третью схемы защиты от перенапряжения, второй и третий операционные усилители, второй и третий аналого-цифровые преобразователи, блок селекции кодов и пределов измерения, группа выходов которого соединена с группой входов оперативного запоминающего устройства, группа входов-выходов которого соединена с группой входов-выходов блока управления, второй выход которого соединен с входом интерфейса связи, вход первой схемы защиты от перенапряжения является третьим входом устройства для регистрации формы однократных быстропротекающих процессов, а выход соединен с входом буферного усилителя, выход которого соединен с последовательно соединенными вторыми схемой защиты от перенапряжения, операционным усилителем и аналого-цифровым преобразователем и с последовательно соединенными третьими схемой защиты от перенапряжения, операционным усилителем и аналого-цифровым преобразователем, вторые входы второго и третьего аналого-цифровых преобразователей соединены с первым выходом блока управления, выходы и группа выходов первого, второго и третьего аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствующими входами и группами входов блока селекции кодов и пределов измерения.The closest set of essential features to the claimed invention is a device for recording the pulse shape of a single fast-moving processes according to patent RU 2400762 (published. 09.27.2010, Bull. No. 27). The device contains a buffer amplifier, the output of which through the first operational amplifier is connected to the first input of the first analog-to-digital converter, the second input of which is connected to the first output of the control unit, the group of outputs and the first input of which are connected respectively to the group of inputs and output of the crystal oscillator, and the second and the third inputs are the first and second inputs of the device for registering the form of one-time fast processes, random access memory (RAM), communication interface, cat output Horn is the output of a device for registering the form of one-time fast processes, the first, second and third overvoltage protection circuits, the second and third operational amplifiers, the second and third analog-to-digital converters, the selection block of codes and measurement limits, the group of outputs of which is connected to the group of operational inputs a storage device, the group of inputs and outputs of which are connected to the group of inputs and outputs of the control unit, the second output of which is connected to the input of the communication interface, the input of the first circuit overvoltage is the third input of the device for recording the form of one-time fast processes, and the output is connected to the input of the buffer amplifier, the output of which is connected to the second overvoltage protection circuit connected in series, an operational amplifier and an analog-to-digital converter, and to the third overvoltage protection circuit connected in series , an operational amplifier and an analog-to-digital converter, the second inputs of the second and third analog-to-digital converters are connected With the first output of the control unit, the outputs and the group of outputs of the first, second and third analog-to-digital converters are connected to the corresponding inputs and groups of inputs of the block for selecting codes and measurement limits.

К недостаткам данного устройства следует отнести то, что динамический диапазон регистрации сигнала по амплитуде с его помощью ограничен разрядностью используемого АЦП (12 разрядов), кроме того, имеет место недостаточное быстродействие, а из-за большого количества соединительных линий между элементами снижена надежность устройства регистрации.The disadvantages of this device include the fact that the dynamic range of signal registration in amplitude with its help is limited by the bit depth of the used ADC (12 bits), in addition, there is insufficient speed, and due to the large number of connecting lines between the elements, the reliability of the registration device is reduced.

Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в улучшении метрологических характеристик и расширении функциональных возможностей устройства регистрации формы импульса делений.The technical task of the invention is to improve metrological characteristics and expand the functionality of the device for recording the shape of the pulse division.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности регистрации импульса нейтронного излучения, увеличения быстродействия регистрации и повышение надежности работы устройства регистрации за счет усовершенствования схемы устройства для регистрации формы импульса делений. Дополнительным техническим результатом является увеличения диапазона регистрации по времени и по амплитуде.The technical result of the invention is to increase the accuracy of registration of a neutron radiation pulse, increase the speed of registration and increase the reliability of the registration device by improving the design of the device for recording the shape of the fission pulse. An additional technical result is to increase the recording range in time and amplitude.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для регистрации формы импульса делений, содержащем блок приема сигнала детектора излучения, два измерительных тракта, каждый из которых состоит из соединенных друг с другом операционного усилителя (ОУ) и аналого-цифрового преобразователя (АЦП), один из входов которого соединен с блоком управления и синхронизации сигналов, соединенным с кварцевым генератором, элементы, обеспечивающие функции селекции кодов и пределов измерения, а также хранения результатов регистрации, интерфейс связи, выход которого является выходом устройства для регистрации формы импульса делений и который обеспечивает возможность подключения устройства регистрации к компьютеру (ПК), в качестве блока приема сигнала детектора излучения использован преобразователь «ток-напряжение», к выходу которого подключены ОУ измерительных трактов, в качестве кварцевого генератора использован генератор с тактовой частотой не менее 1 МГц, в качестве АЦП использован восемнадцатиразрядный АЦП, а элементы, обеспечивающие функции селекции кодов и пределов измерения, а также хранения результатов регистрации, объединены в единый блок обработки данных, при этом алгоритм их работы обеспечен общей программой управления, включающей функцию автоматического переключения пределов измерения сигналов с АЦП, причем блок обработки данных соединен с блоком управления и синхронизации сигналов и интерфейсом связи.The specified technical result is achieved due to the fact that in the device for registering the shape of the pulse division, containing the signal receiving unit of the radiation detector, two measuring paths, each of which consists of an operational amplifier (OA) connected to each other and an analog-to-digital converter (ADC) , one of the inputs of which is connected to a control and signal synchronization unit connected to a crystal oscillator, elements providing functions for selecting codes and measurement limits, as well as storing the results of walkie-talkie, the communication interface, the output of which is the output of the device for registering the shape of the fission pulse and which makes it possible to connect the registration device to a computer (PC), a current-voltage converter is used as the signal reception unit of the radiation detector, to the output of which the opamp of the measuring paths are connected , a generator with a clock frequency of at least 1 MHz was used as a crystal oscillator, an eighteen-bit ADC was used as an ADC, and elements providing selection functions The odes and measurement limits, as well as the storage of the registration results, are combined into a single data processing unit, while their operation algorithm is provided by a common control program, including the function of automatically switching the measurement limits of signals from the ADC, the data processing unit being connected to the control and signal synchronization unit and communication interface.

Использование в качестве блока приема сигнала детектора излучения преобразователя «ток-напряжение», к выходу которого подключены ОУ измерительных трактов, позволило сократить количество входных элементов, что привело к повышению надежности, кроме того, увеличило быстродействие устройства. Преобразователь, установленный на входе устройства, позволяет расширить полосу пропускания, увеличить помехозащищенность и очистить регистрируемый сигнал от искажений, что приводит к увеличению точности регистрации, а также расширяет диапазон регистрации по амплитуде.The use of a current-voltage converter as the signal reception unit of the radiation detector, to the output of which the opamp of the measuring paths are connected, has reduced the number of input elements, which has led to an increase in reliability, in addition, increased the speed of the device. The converter installed at the input of the device allows you to expand the passband, increase the noise immunity and clean the recorded signal from distortion, which leads to an increase in the accuracy of registration, and also extends the range of registration in amplitude.

Использование в качестве кварцевого генератора генератора с тактовой частотой не менее 1 МГЦ увеличивает надежность, точность и быстродействие приборов, кроме того, расширяет диапазон регистрации по времени.The use of a generator with a clock frequency of at least 1 MHz as a crystal oscillator increases the reliability, accuracy and speed of devices, in addition, extends the time range of registration.

Использование 18-разрядного АЦП вместо 12-разрядного АЦП в измерительных трактах позволило расширить диапазон измерения по амплитуде на два порядка, тем самым повысить точность регистрации формы импульса нейтронного излучения. Кроме того, уменьшено количество измерительных трактов с трех до двух, что обеспечило надежность устройства, а также за счет уменьшения числа «цифровых переключений» между пределами измерения позволило увеличить его быстродействие.The use of an 18-bit ADC instead of a 12-bit ADC in the measuring paths made it possible to expand the measurement range in amplitude by two orders of magnitude, thereby increasing the accuracy of recording the shape of a neutron radiation pulse. In addition, the number of measuring paths was reduced from three to two, which ensured the reliability of the device, and also by reducing the number of "digital switching" between the measurement limits, it increased its speed.

Объединение элементов, обеспечивающих функции селекции кодов и пределов измерения, а также хранения данных в единый блок обработки данных, позволило уменьшить количество элементов, что привело к повышению надежности и увеличению быстродействии, а также позволило использовать более совершенную микропрограмму управления устройства регистрации, обеспечивающую повышение надежности и точности измерения. В частности, предусмотрена возможность разделения записываемого в памяти устройства сигнала на N участков (где N находится в диапазоне от 1 до 16), которые регистрируются с разной частотой, что позволяет прописывать с большей точностью значимые участки импульса и расширить диапазон измерений по времени.The combination of elements providing the functions of selection of codes and limits of measurement, as well as data storage in a single data processing unit, allowed to reduce the number of elements, which led to increased reliability and increased speed, and also allowed the use of a more advanced microprogram of the control of the registration device, which provides increased reliability and measurement accuracy. In particular, it is possible to divide the signal recorded in the device memory into N sections (where N is in the range from 1 to 16), which are recorded with different frequencies, which allows registering significant sections of the pulse with greater accuracy and expanding the measurement range in time.

Соединение блока обработки данных с интерфейсом связи позволяет осуществить передачу данных непосредственно на ПК без дополнительных элементов, что обеспечивает оперативность, надежность и помехозащищенность линии связи устройства регистрации с внешним ПК.The connection of the data processing unit with the communication interface allows data transfer directly to the PC without additional elements, which ensures the efficiency, reliability and noise immunity of the communication line of the recording device with an external PC.

Наличие у блока обработки данных функции автоматического переключения пределов измерения сигналов с АЦП позволяет также обеспечить оперативность и надежность устройства регистрации, кроме того, автоматическое переключение без дополнительных внешних команд позволяет обеспечить повышенную точность измерений.The presence of the function of automatic switching of the measurement limits of signals from the ADC in the data processing unit also ensures the efficiency and reliability of the registration device, in addition, automatic switching without additional external commands allows for increased measurement accuracy.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема заявляемой полезной модели, гдеThe invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the inventive utility model, where

1 - блок детектирования нейтронов;1 - neutron detection unit;

2 - преобразователь «ток-напряжение»;2 - current-voltage converter;

3 - первый ОУ с дифференциальным выходом и коэффициентом усиления 1;3 - the first op-amp with differential output and gain 1;

4 - второй ОУ с дифференциальным выходом и коэффициентом усиления 100;4 - the second op-amp with differential output and gain 100;

5 - первый АЦП;5 - the first ADC;

6 - второй АЦП;6 - second ADC;

7 - блок управления и синхронизации;7 - control and synchronization unit;

8 - блок обработки данных;8 - data processing unit;

9 - интерфейс связи;9 - communication interface;

10 - ПК;10 - PC;

11 - биологическая защита;11 - biological protection;

12 - вход (клемма) сигнала ПУСК;12 - input (terminal) of the START signal;

13 - вход (клемма) сигнала внешнего тактирования.13 - input (terminal) of the external clock signal.

В качестве примера конкретного выполнения предлагаемого изобретения может служить устройство для регистрации формы импульса делений импульсных ИЯУ, применяемое при исследовании формы импульсов нейтронного излучения в широком диапазоне как по амплитуде, так и по длительности с выводом полученной информации на персональный компьютер (ПК) для последующей ее обработки (расчет параметров импульса делений ИЯУ).An example of a specific implementation of the present invention can be a device for recording the pulse shape of fission pulsed INR, used to study the shape of neutron radiation pulses in a wide range both in amplitude and in duration with the output of the received information to a personal computer (PC) for subsequent processing (calculation of the parameters of the momentum of the fission of the BIN)

Устройство для регистрации формы импульса делений импульсных ИЯУ обладает следующими техническими характеристиками: максимальное напряжение на входе АЦП - 10 В; разрядность АЦП - 18 разрядов; динамический диапазон по амплитуде - 107; внутренняя частота дискретизации - от 1 до 10 МГц; полоса пропускания - от 0 до 500 КГц; относительная погрешность измерения - ±0,05%.The device for recording the pulse shape of the pulsed pulsed INR has the following technical characteristics: maximum voltage at the input of the ADC - 10 V; ADC capacity - 18 bits; dynamic range in amplitude - 10 7 ; internal sampling rate - from 1 to 10 MHz; bandwidth - from 0 to 500 KHz; relative measurement error - ± 0.05%.

Блок детектирования (1) преобразует энергию нейтронного излучения в пропорциональный электрический заряд (ток). В качестве блока детектирования могут быть использованы ионизационная камера деления, токовая ионизационная камера, вакуумный эмиссионный диод и другие.The detection unit (1) converts the energy of neutron radiation into a proportional electric charge (current). As a detection unit, an ionization fission chamber, a current ionization chamber, a vacuum emission diode, and others can be used.

Токовый сигнал с блока детектирования (1) через биологическую защиту (11) поступает на преобразователь «ток-напряжение» (2), а затем на два параллельных тракта измерения: первые ОУ (3) и АЦП (5) и вторые ОУ (4) и АЦП (6). Первый АЦП (5) и второй АЦП (6) служат для преобразования мгновенных значений выборок амплитуд входного напряжения в цифровой код.The current signal from the detection unit (1) through biological protection (11) is fed to the current-voltage converter (2), and then to two parallel measurement paths: the first op-amp (3) and ADC (5) and the second op-amp (4) and ADC (6). The first ADC (5) and the second ADC (6) are used to convert the instantaneous values of the samples of the amplitudes of the input voltage into a digital code.

Запуск устройства осуществляется через вход ПУСК (12). В устройстве предусмотрено внешнее тактирование через вход ВН.ТАКТ (13) или внутреннее тактирование от встроенного квантового генератора, входящего в состав блока управления и синхронизации (7).The device is launched through the START input (12). The device provides external clocking via VN.TACT input (13) or internal clocking from the built-in quantum generator, which is part of the control and synchronization unit (7).

Блок управления и синхронизации (7) предназначен для организации запуска процесса регистрации и выдачи тактовых сигналов для АЦП (5, 6) и блока обработки данных (8).The control and synchronization unit (7) is designed to organize the start of the process of registering and issuing clock signals for the ADC (5, 6) and the data processing unit (8).

Блок обработки данных (8) служит для коммутации кодов с первого и второго АЦП (5, 6), дешифрации пределов измерения, преобразования выходного кода, автоматического переключения пределов измерения («цифрового переключения»), хранения результатов измерения во внутреннем ОЗУ, организации обмена информации через интерфейс связи (9) с ПК (10).The data processing unit (8) serves for switching codes from the first and second ADCs (5, 6), decrypting the measurement limits, converting the output code, automatically switching the measurement limits (“digital switching”), storing the measurement results in internal RAM, and organizing the exchange of information via the communication interface (9) with a PC (10).

Интерфейс связи (9) служит для подключения устройства регистрации к ПК (10), на котором устанавливается управляющее программное обеспечение для задания режимов регистрации и обработки полученных данных.The communication interface (9) is used to connect the registration device to a PC (10), on which control software is installed to set the registration modes and process the received data.

Работа устройства заключается в следующем.The operation of the device is as follows.

В устройстве для регистрации формы импульса делений используется старт-стопный метод запуска с фиксированной записью истории сигнала. Перед выполнением измерения определяется и задается часть банка памяти ОЗУ блока обработки данных (8), отводимая для истории. Также задается число участков и частота, с которой производится регистрации на каждом участке. Все эти операции выполняются по командам, поступающим с ПК (10) через интерфейс связи (9). Затем устройство переводится в режим "Измерение", в котором выполняется кодирование входного сигнала и занесение кодов в память блока обработки данных (8) циклически без остановки от АЦП1 (5) и АЦП2 (6) с заданной частотой.The device for registering the pulse shape of the divisions uses the start-stop method of starting with a fixed recording of the signal history. Before taking the measurement, the part of the RAM memory bank of the data processing unit (8) allocated to the history is determined and set. The number of sites and the frequency with which registration is made at each site are also set. All these operations are performed according to the commands received from the PC (10) through the communication interface (9). Then the device is transferred to the "Measurement" mode, in which the input signal is encoded and the codes are entered into the memory of the data processing unit (8) cyclically without stopping from ADC1 (5) and ADC2 (6) with a given frequency.

Токовый сигнал с блока детектирования (1) через биологическую защиту (11) поступает на преобразователь «ток-напряжение» (2), а затем на два параллельных тракта измерения: первые ОУ (3) и АЦП (5) и вторые ОУ (4) и АЦП (6). Первый АЦП (5) и второй АЦП (6) преобразует мгновенные значения выборки амплитуд входного напряжения в цифровой код с частотой, поступающей от блока управления и синхронизации (7) и преобразованной в блоке обработки данных (8).The current signal from the detection unit (1) through biological protection (11) is fed to the current-voltage converter (2), and then to two parallel measurement paths: the first op-amp (3) and ADC (5) and the second op-amp (4) and ADC (6). The first ADC (5) and the second ADC (6) converts the instantaneous sample values of the amplitudes of the input voltage into a digital code with a frequency coming from the control and synchronization unit (7) and converted in the data processing unit (8).

Полученные цифровые значения амплитуды поступают с выходов первого АЦП (5) и второго АЦП (6) на входы блока обработки данных (8), где они мультиплексируются в зависимости от значения бита переполнения каждого АЦП, что однозначно определяет номер предела измерений, на котором проведена регистрация. Значение цифрового кода дешифрируется и записывается в ячейку ОЗУ, которое входит в состав блока обработки данных (8), с указанием диапазона измерений. Содержание ОЗУ заполняется циклически и помечается как «предыстория».The obtained digital values of the amplitude come from the outputs of the first ADC (5) and the second ADC (6) to the inputs of the data processing unit (8), where they are multiplexed depending on the value of the overflow bit of each ADC, which uniquely determines the number of the measurement limit at which registration was performed . The value of the digital code is decrypted and recorded in the RAM cell, which is part of the data processing unit (8), indicating the measurement range. The contents of RAM are filled in cyclically and marked as "history".

По переднему фронту сигнала, поступающего на клемму ПУСК (12), который через блок управления и синхронизации (7) передается на блок управления данных (8), или по команде от ПК (10), которая поступает через интерфейс связи (9) на блок управления данных (8) (начало записи истории), начинает работать счетчик истории, который после выполнения циклов записи в память формирует сигнал конца преобразования. Таким образом, в блоке обработки данных (8) будет записана информация, полученная до прихода сигнала ПУСК (предыстория = общий объем памяти - количество точек истории), и информация, полученная после сигнала ПУСК (история).On the leading edge of the signal arriving at the START terminal (12), which is transmitted via the control and synchronization unit (7) to the data control unit (8), or by a command from a PC (10), which is transmitted via the communication interface (9) to the unit data control (8) (the beginning of the history recording), the history counter starts working, which, after completing the write cycles to the memory, generates the signal of the end of the conversion. Thus, in the data processing unit (8), information obtained before the start-up signal arrives (history = total memory - the number of history points) and information obtained after the start-up signal (history).

Блок обработки данных (8) формирует признак завершения процесса регистрации, состояние которого считывается через интерфейс связи (9) на ПК (10).The data processing unit (8) forms a sign of completion of the registration process, the state of which is read through the communication interface (9) on the PC (10).

Далее по командам, поступающим с ПК (10) через интерфейс связи (9), осуществляется чтение результатов регистрации из блока обработки данных (8) для последующей обработки (расчета параметров импульса делений ИЯУ).Further, according to the commands received from the PC (10) via the communication interface (9), the registration results are read from the data processing unit (8) for subsequent processing (calculation of the pulse parameters of the INR fissions).

Таким образом, заявляемое устройство обладает расширенным диапазоном измерения по времени и по амплитуде, а также повышенной точностью измерения, увеличенными быстродействием и надежностью регистрации по сравнению с устройством, являющимся наиболее близким аналогом.Thus, the inventive device has an extended measurement range in time and amplitude, as well as increased measurement accuracy, increased speed and reliability of registration compared to the device, which is the closest analogue.

Промышленная применимость предлагаемого изобретения определяется тем, что устройство для регистрации формы импульса делений импульсных ИЯУ может быть изготовлено по известной технологии из известных комплектующих изделий и материалов и использовано в измерительных системах и СУЗ ИЯУ.The industrial applicability of the invention is determined by the fact that the device for recording the pulse shape of the divisions of pulsed INR can be manufactured using well-known technology from known components and materials and used in measuring systems and CPS of INR.

Был изготовлен опытный образец устройства, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого изобретения.A prototype device was manufactured, the tests of which confirmed the feasibility and practical value of the claimed invention.

Claims (1)

Устройство для регистрации формы импульса делений, содержащее блок приема сигнала детектора излучения, два измерительных тракта, каждый из которых состоит из соединенных друг с другом операционного усилителя (ОУ) и аналого-цифрового преобразователя (АЦП), один из входов которого соединен с блоком управления и синхронизации сигналов, соединенным с кварцевым генератором, элементы, обеспечивающие функции селекции кодов и пределов измерения, а также хранения результатов регистрации, интерфейс связи, выход которого является выходом устройства для регистрации формы импульса делений и который обеспечивает возможность подключения устройства регистрации к компьютеру (ПК), отличающееся тем, что в качестве блока приема сигнала детектора излучения использован преобразователь «ток-напряжение», к выходу которого подключены ОУ измерительных трактов, в качестве кварцевого генератора использован генератор с тактовой частотой не менее 1 МГц, в качестве АЦП использован восемнадцатиразрядный АЦП, а элементы, обеспечивающие функции селекции кодов и пределов измерения, а также хранения результатов регистрации, объединены в единый блок обработки данных, при этом алгоритм их работы обеспечен общей программой управления, включающей функцию автоматического переключения пределов измерения сигналов с АЦП, причем блок обработки данных соединен с блоком управления и синхронизации сигналов и интерфейсом связи. A device for registering the shape of the fission pulse, comprising a radiation detector signal receiving unit, two measuring paths, each of which consists of an operational amplifier (OA) connected to each other and an analog-to-digital converter (ADC), one of the inputs of which is connected to a control unit and synchronization of signals connected to a crystal oscillator, elements providing functions of selection of codes and measurement limits, as well as storage of registration results, a communication interface, the output of which is the output of the device TWA for registering the shape of the fission pulse and which provides the ability to connect the registration device to a computer (PC), characterized in that a current-voltage converter is used as the radiation detector signal receiving unit, the opamp of the measuring paths are connected to its output as a crystal oscillator a generator with a clock frequency of at least 1 MHz was used, an eighteen-bit ADC was used as an ADC, and elements providing functions of selection of codes and measurement limits, as well as storage I registration results are combined into a single data processing unit, while their operation algorithm is provided by a common control program, including the function of automatically switching the signal measurement limits from the ADC, the data processing unit being connected to a signal control and synchronization unit and a communication interface.
RU2014140314/28A 2014-10-06 2014-10-06 Device for detecting fission pulse shape RU2572063C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014140314/28A RU2572063C1 (en) 2014-10-06 2014-10-06 Device for detecting fission pulse shape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014140314/28A RU2572063C1 (en) 2014-10-06 2014-10-06 Device for detecting fission pulse shape

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2572063C1 true RU2572063C1 (en) 2015-12-27

Family

ID=55023453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014140314/28A RU2572063C1 (en) 2014-10-06 2014-10-06 Device for detecting fission pulse shape

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2572063C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1445421A1 (en) * 1987-03-30 1990-12-23 Предприятие П/Я А-3430 Method of measuring intensity of nuclear fission
SU1817613A1 (en) * 1990-10-09 1997-02-20 Научно-исследовательский институт импульсной техники Time-analysis device for recording of ultra-fast processes
WO2005022126A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-10 Chempaq A/S A pulse height analyser
RU2400762C1 (en) * 2009-09-28 2010-09-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Device for detecting form of non-recurring fast processes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1445421A1 (en) * 1987-03-30 1990-12-23 Предприятие П/Я А-3430 Method of measuring intensity of nuclear fission
SU1817613A1 (en) * 1990-10-09 1997-02-20 Научно-исследовательский институт импульсной техники Time-analysis device for recording of ultra-fast processes
WO2005022126A1 (en) * 2003-09-02 2005-03-10 Chempaq A/S A pulse height analyser
RU2400762C1 (en) * 2009-09-28 2010-09-27 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Device for detecting form of non-recurring fast processes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9182500B2 (en) Method and system for amplitude digitization of nuclear radiation pulses
CN105301627B (en) A kind of energy spectrum analysis method, energy spectrum analysis system and gamma-ray detection system
WO2021135337A1 (en) Signal sampling circuit, detection apparatus, and imaging system
CN107329163A (en) A kind of multichannel pulse size analyzer
Breton et al. Very high dynamic range and high sampling rate VME digitizing boards for physics experiments
US20210341524A1 (en) Timing Difference Detection Circuit Capable of Detecting a Phase Difference Between Different Channels
JP2007121189A (en) Peak detection circuit and radiation measuring apparatus
RU2572063C1 (en) Device for detecting fission pulse shape
CN111413725B (en) System and method for realizing gamma-gamma digital coincidence measurement by using virtual instrument technology
CN211698223U (en) Signal sampling circuit, detection device and imaging system
RU58825U1 (en) ANALOG-DIGITAL CONVERTER
CN106483546A (en) Signal processing apparatus and radiation measuring device
CN102944255B (en) Digital optical fiber grating demodulation instrument and method
CN110739971B (en) Determination method, device, equipment and medium of ADC sampling point sampling voltage
CN201804035U (en) Dynamic monitoring storage oscilloscope
CN107907866B (en) Circuit, method and device for array radar signal digitization
CN209841927U (en) Meter source integrated synchronous dynamic distortion power source with trigger
CN115542371A (en) Time-based energy acquisition method and device and readable storage medium
CN107786204A (en) Digital analog converter parameter test system and method
CN101915864B (en) Vector oscilloscope device
RU2400762C1 (en) Device for detecting form of non-recurring fast processes
CN112446235A (en) PSD-based signal peak-to-peak value acquisition device and method and light spot gravity center detection method
CN204649825U (en) Based on the high speed true effective value rectifying system of FPGA
Chen et al. Design of a high-speed multi-channel data acquisition system based on FPGA
CN116338759A (en) Digital anti-Compton high-purity germanium spectrometer and use method thereof