RU2655023C1 - Ionizing radiations and/or ionizing particles detecting sensor and device equipped with such sensor for determination of radionuclide content in air - Google Patents

Ionizing radiations and/or ionizing particles detecting sensor and device equipped with such sensor for determination of radionuclide content in air Download PDF

Info

Publication number
RU2655023C1
RU2655023C1 RU2017105231A RU2017105231A RU2655023C1 RU 2655023 C1 RU2655023 C1 RU 2655023C1 RU 2017105231 A RU2017105231 A RU 2017105231A RU 2017105231 A RU2017105231 A RU 2017105231A RU 2655023 C1 RU2655023 C1 RU 2655023C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
electrode
voltage
particles
radionuclides
Prior art date
Application number
RU2017105231A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь МИСЮЧЕНКО
Original Assignee
Игорь МИСЮЧЕНКО
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь МИСЮЧЕНКО filed Critical Игорь МИСЮЧЕНКО
Priority to PCT/RU2018/000083 priority Critical patent/WO2018151626A2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655023C1 publication Critical patent/RU2655023C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to sensors and devices for determining ionizing radiation and/or ionizing particles. Invention is a sensor of ionizing radiation and/or ionizing particles or a device with such a sensor including: a first electrode; two second electrodes placed near the first electrode; and a countdown unit configured to receive and output of a signal corresponding to the difference in electrical potentials and/or currents of the second electrodes. First electrode and the second electrodes are configured to obtain a difference in electrical potentials and/or currents between the first electrodes and the second electrodes, providing a collection of one or more by the second ion electrodes formed as a result of air ionization in an area between the first electrodes and the second electrodes by ionizing radiation and/or ionizing particles.
EFFECT: suppression of microphone/vibration effect.
20 cl, 7 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к датчикам и устройствам для определения (регистрации, детектирования) ионизирующих излучений и/или ионизирующих частиц, а также содержания (например, наличия) радионуклидов, т.е. радиоактивных изотопов, т.е. нуклидов, ядра которых нестабильны и испытывают радиоактивный распад, в воздухе около устройств, в частности, дочерних продуктов распада (ДПР) радона и самого радона, а также в некоторых вариантах определения ряда параметров ионизирующих излучений и/или ионизирующих частиц и/или содержания радионуклидов в окружающем воздухе, например, частоты их распада, концентрации и/или объемной активности.The present invention relates to sensors and devices for determining (recording, detecting) ionizing radiation and / or ionizing particles, as well as the content (e.g., presence) of radionuclides, i.e. radioactive isotopes, i.e. nuclides whose nuclei are unstable and undergo radioactive decay in air near devices, in particular, daughter products of decay (DPR) of radon and radon itself, as well as in some variants of determining a number of parameters of ionizing radiation and / or ionizing particles and / or radionuclide content in ambient air, for example, their decay frequency, concentration and / or volumetric activity.

Уровень техникиState of the art

Из патента RU 2008694 известно устройство для определения содержания в воздухе такого радионуклида, как радон, путем регистрации альфа-частиц, испускаемых дочерними продуктами распада радона, также представляющими собой радионуклиды. Устройство содержит воздушную камеру, в которой размещен детектор альфа-частиц. Воздух подается в камеру через аэрозольный фильтр. Камера выполнена в виде складывающихся телескопических колец, благодаря которым она может складываться и расправляться, обеспечивая тем самым подачу воздуха внутрь камеры (т.е. камера выполняет также роль насоса).A device for determining the airborne content of a radionuclide such as radon is known from the patent RU 2008694 by detecting alpha particles emitted by radon decay daughter products, which are also radionuclides. The device comprises an air chamber in which an alpha particle detector is located. Air is supplied to the chamber through an aerosol filter. The camera is made in the form of folding telescopic rings, thanks to which it can be folded and expanded, thereby providing air to the inside of the camera (i.e. the camera also acts as a pump).

Детектор альфа-частиц может быть выполнен в различном виде. В одной из реализаций он может представлять собой электрод, на котором концентрируются ионы, которые получаются в воздухе в результате пролета альфа-частиц. Ионы попадают на такой концентрирующий электрод благодаря электростатическому полю, сформированному разностью электрических потенциалов между концентрирующим электродом и стенкой камеры. При попадании ионов на концентрирующий электрод формируется импульс напряжения/тока, по которому возможно зарегистрировать альфа-частицу. На этом принципе действия основан такой детектор ионизирующих частиц и/или излучений, как ионизационная камера.The alpha particle detector can be made in various forms. In one implementation, it can be an electrode on which ions are concentrated, which are obtained in air as a result of the passage of alpha particles. Ions fall on such a concentrating electrode due to the electrostatic field formed by the difference in electric potentials between the concentrating electrode and the chamber wall. When ions hit the concentrating electrode, a voltage / current pulse is formed, through which it is possible to register an alpha particle. A detector of ionizing particles and / or radiation, such as an ionization chamber, is based on this principle of action.

Одним из основных недостатков ионизационной камеры, препятствующих ее широкому применению в бытовых приборах, является микрофонный эффект. Вследствие высокой разности потенциалов между стенкой ионизационной камеры, которая является первым электродом, и вторым (концентрирующим) электродом, любое изменение расстояния между стенкой камеры и концентрирующим электродом, в том числе вызванное воздействием звука или механической вибрации на стенку камеры, приводит к изменению потенциала концентрирующего электрода.One of the main disadvantages of the ionization chamber that impedes its widespread use in household appliances is the microphone effect. Due to the high potential difference between the wall of the ionization chamber, which is the first electrode, and the second (concentrating) electrode, any change in the distance between the chamber wall and the concentrating electrode, including due to the action of sound or mechanical vibration on the chamber wall, leads to a change in the potential of the concentrating electrode .

Такие изменения потенциала концентрирующего электрода формируют импульсы напряжения/тока на этом электроде, амплитуда которых может превосходить амплитуду импульсов, формируемых ионизирующими частицами и излучениями. В результате на выходе ионизационной камеры (концентрирующем электроде) наблюдается значительный шум, на фоне которого детектирование импульсов ионизирующих частиц или излучений невозможно или требует значительных усилий и затрат на обработку сигнала.Such changes in the potential of the concentrating electrode form voltage / current pulses on this electrode, the amplitude of which can exceed the amplitude of the pulses generated by ionizing particles and radiation. As a result, considerable noise is observed at the exit of the ionization chamber (concentrating electrode), against which the detection of pulses of ionizing particles or radiation is impossible or requires significant effort and expense of signal processing.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является устранение (снижение, подавление) микрофонного эффекта, присущего ионизационной камере.The present invention is the elimination (reduction, suppression) of the microphone effect inherent in the ionization chamber.

Задача настоящего изобретения решается с помощью датчика ионизирующего излучения и/или ионизирующих частиц, включающий в себя: один или более первых электродов; два или более вторых электрода, размещенных около одного или более первых электродов; и вычитающий модуль, выполненный с возможностью получения (и вывода) сигнала, соответствующего разности электрических потенциалов и/или токов двух или более вторых электродов. Один или более первых электродов и вторые электроды выполнены с возможностью принятия (получения) разности электрических потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами (то есть на них возможно подать такую разность потенциалов), обеспечивающей сбор одним или более вторыми электродами ионов, образовавшихся в результате ионизации воздуха в области между первыми электродами и вторыми электродами ионизирующим излучением и/или ионизирующими частицами. Кроме того, один или более первых электродов и вторые электроды преимущественно выполнены с возможностью принятия (получения) разности электрических потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами, обеспечивающей ионизацию воздуха между первыми электродами и вторыми электродами ионизирующим излучением и/или ионизирующими частицами.The objective of the present invention is solved using an ionizing radiation sensor and / or ionizing particles, including: one or more first electrodes; two or more second electrodes located near one or more first electrodes; and a subtracting module, configured to receive (and output) a signal corresponding to the difference of electric potentials and / or currents of two or more second electrodes. One or more first electrodes and second electrodes are configured to accept (receive) the electric potential difference between the first electrodes and the second electrodes (that is, it is possible to apply such a potential difference to them), which collects one or more second electrodes of ions formed as a result of air ionization in the region between the first electrodes and the second electrodes by ionizing radiation and / or ionizing particles. In addition, one or more of the first electrodes and the second electrodes are advantageously adapted to receive (receive) the electric potential difference between the first electrodes and the second electrodes, which provides air ionization between the first electrodes and the second electrodes by ionizing radiation and / or ionizing particles.

В некоторых вариантах осуществления вычитающий модуль может быть выполнен с возможностью получения сигнала, соответствующего разности электрических потенциалов и/или токов двух или более вторых электродов, умноженных на весовые коэффициенты. Кроме того, вторые электроды могут быть выполнены с возможностью принятия (получения) разности потенциалов между ними (то есть вторым электродам может быть придана разность потенциалов).In some embodiments, the subtractor module may be configured to receive a signal corresponding to the difference in electric potentials and / or currents of two or more second electrodes multiplied by weights. In addition, the second electrodes can be made with the possibility of accepting (receiving) the potential difference between them (that is, the potential difference can be given to the second electrodes).

В предпочтительном варианте осуществления датчик может содержать перегородку, размещенную между вторыми электродами и выполненную с возможностью получения ею электрического потенциала первого электрода. Вместо перегородки между вторыми электродами могут быть размещены первые электроды, т.е. первые электроды могут быть размещены не только около вторых электродов, но также и между ними.In a preferred embodiment, the sensor may include a partition placed between the second electrodes and configured to receive the electric potential of the first electrode. Instead of a partition between the second electrodes, the first electrodes can be placed, i.e. the first electrodes can be placed not only near the second electrodes, but also between them.

В преимущественном варианте осуществления один или более первый электрод может охватывать каждый или часть или все вторые электроды в телесном угле от 2π до 3,5π стерадиан (относительно второго электрода). В частном варианте два или более первых электродов охватывают по одному второму электроду (в таком случае дополнительно желательно осуществить жесткую механическую связь между двумя первыми электродами). Первый электрод может быть выполнен с использованием сетки. Второй электрод может быть выполнен с использованием проволоки.In an advantageous embodiment, one or more of the first electrode may cover each or part or all of the second electrodes in a solid angle of 2π to 3.5π steradian (relative to the second electrode). In a particular embodiment, two or more of the first electrodes encompass one second electrode (in this case, it is additionally desirable to provide a rigid mechanical connection between the two first electrodes). The first electrode may be made using a grid. The second electrode may be made using wire.

Модуль вычитания может быть выполнен с использованием дифференциального и/или инструментального усилителя. В предпочтительном варианте осуществления датчик может содержать усилители заряда, выполненные с возможностью преобразования изменения заряда на вторых электродах в изменение электрического напряжения, причем модуль вычитания выполнен с возможностью получения сигнала, соответствующего разности электрических напряжений, получаемых двумя или более усилителями заряда.The subtraction module may be performed using a differential and / or instrumental amplifier. In a preferred embodiment, the sensor may comprise charge amplifiers configured to convert a change in charge at the second electrodes into a change in electrical voltage, wherein the subtraction module is configured to receive a signal corresponding to the difference in voltage obtained by two or more charge amplifiers.

Задача настоящего изобретения решается с помощью устройства для определения содержания радионуклидов в воздухе, включающего в себя: датчик по любому из вышеописанных вариантов; блок обработки, выполненный с возможностью получения и обработки сигнала датчика; и блок питания, выполненный с возможностью обеспечения разности электрических потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами датчика, обеспечивающей ионизацию воздуха между первыми электродами и вторыми электродами ионизирующим излучением и/или ионизирующими частицами, испускаемыми радионуклидами.The objective of the present invention is solved using a device for determining the content of radionuclides in the air, including: a sensor according to any one of the above options; a processing unit configured to receive and process the sensor signal; and a power unit configured to provide an electric potential difference between the first electrodes and the second electrodes of the sensor, providing air ionization between the first electrodes and the second electrodes by ionizing radiation and / or ionizing particles emitted by the radionuclides.

В одном из вариантов осуществления вторые электроды могут быть выполнены с возможностью принятия (получения) разности потенциалов между ними, причем блок питания может быть выполнен с возможностью обеспечения разности потенциалов между вторыми электродами менее половины или менее трети или менее четверти или менее одной десятой разности потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами. В такой реализации изобретения блок питания может быть выполнен с возможностью обеспечения разности потенциалов между вторыми электродами величиной от 30 В до 600 В, или от 50 В до 500 В, или от 75 В до 300 В, или от 100 В до 200 В, или от 30 В до 100 В, или от 30 В до 200 В, или от 30 В до 300 В. В предпочтительном варианте осуществления блок питания может быть выполнен с возможностью обеспечения разности потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами от 300 В до 3000 В, или от 500 В до 2000 В, или от 1000 В до 1500 В.In one embodiment, the second electrodes may be configured to receive (receive) a potential difference between them, and the power supply may be configured to provide a potential difference between the second electrodes of less than half or less than a third or less than a quarter or less than one tenth of the potential difference between the first electrodes and the second electrodes. In such an embodiment of the invention, the power supply may be configured to provide a potential difference between the second electrodes of 30 V to 600 V, or 50 V to 500 V, or 75 V to 300 V, or 100 V to 200 V, or from 30 V to 100 V, or from 30 V to 200 V, or from 30 V to 300 V. In a preferred embodiment, the power supply may be configured to provide a potential difference between the first electrodes and the second electrodes from 300 V to 3000 V, or from 500 V to 2000 V, or from 1000 V to 1500 V.

В преимущественном варианте осуществления изобретения устройство может иметь по меньшей мере два соединительных электрода, выполненные с возможностью электрического соединения с электрической сетью, причем блок питания может быть выполнен с возможностью получения электрического напряжения с соединительных электродов и подачи по меньшей мере на один из первых электродов электрического напряжения с постоянной составляющей относительно одного или нескольких соединительных электродов, абсолютное значение которой больше абсолютного значения постоянной составляющей и/или среднеквадратического значения переменной составляющей напряжения между соединительными электродами. В частных случаях этого варианта постоянная составляющая электрического напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов по абсолютной величине может иметь значение не менее 300 В и не более 3000 В, или не менее 500 В и не более 2000 В, или не менее 1000 В и не более 1500 В.In an advantageous embodiment of the invention, the device may have at least two connecting electrodes configured to be electrically connected to an electrical network, the power supply unit being configured to receive electrical voltage from the connecting electrodes and supply at least one of the first electrodes of the electrical voltage with a constant component relative to one or more connecting electrodes, the absolute value of which is greater than the absolute values of the DC component and / or the rms value of the AC component of the voltage between the connecting electrodes. In particular cases of this option, the constant component of the electrical voltage at the first electrode relative to one or more connecting electrodes in absolute value can have a value of not less than 300 V and not more than 3000 V, or not less than 500 V and not more than 2000 V, or not less than 1000 V and no more than 1500 V.

Датчик может быть выполнен в виде по меньшей мере одной открытой воздушной ионизационной камеры. Кроме того, по меньшей мере один первый электрод может быть одним из электродов по меньшей мере одной ионизационной камеры. В некоторых случаях устройство может включать в себя модуль связи, содержащий излучающий инфракрасный диод и выполненный с возможностью передачи сигналов управления посредством излучающего инфракрасного диода.The sensor may be made in the form of at least one open air ionization chamber. In addition, at least one first electrode may be one of the electrodes of at least one ionization chamber. In some cases, the device may include a communication module comprising a radiating infrared diode and configured to transmit control signals by means of a radiating infrared diode.

Техническим результатом настоящего изобретения является подавление (уменьшение) микрофонного/вибрационного эффекта при сохранении или даже уменьшении габаритов ионизационной камеры, а также повышении эффективности ионизационной камеры. Дополнительным техническим результатом является подавление (уменьшение) электрических помех/шумов, наводимых или передаваемых на ионизационную камеру от электрической сети, при сохранении или даже уменьшении габаритов ионизационной камеры, а также повышении эффективности ионизационной камеры. Благодаря подавлению электрических помех/шумов удается использовать дешевую ионизационную камеру в качестве датчика ионизирующих излучений и/или ионизирующих частиц для устройства, подключенного к электрической сети и работающего на принципе электростатической ловушки, что устраняет необходимость использования насосов воздуха для определения содержания (концентрации, объемной активности) радионуклидов в воздухе. Следует отметить, что все указанные технические результаты, как основная совокупность, так и дополнительный, достигаются настоящим изобретением одновременно и совместно. Разделение на основные и дополнительный технический результаты сделано в целях отделения результата, полученного в ходе решения стоявшей задачи изобретения, от результата, явившегося дополнительным и неожиданным полезным свойством, позволяющим расширить применение настоящего изобретения и увеличить положительный эффект от использования изобретения.The technical result of the present invention is the suppression (reduction) of the microphone / vibration effect while maintaining or even reducing the size of the ionization chamber, as well as increasing the efficiency of the ionization chamber. An additional technical result is the suppression (reduction) of electrical noise / noise induced or transmitted to the ionization chamber from the electrical network, while maintaining or even reducing the dimensions of the ionization chamber, as well as increasing the efficiency of the ionization chamber. Due to the suppression of electrical noise / noise, it is possible to use a cheap ionization chamber as a sensor of ionizing radiation and / or ionizing particles for a device connected to an electric network and operating on the principle of an electrostatic trap, which eliminates the need to use air pumps to determine the content (concentration, volumetric activity) radionuclides in the air. It should be noted that all these technical results, both the main set and the additional one, are achieved by the present invention simultaneously and jointly. The division into main and additional technical results was made in order to separate the result obtained in the course of solving the problem of the invention from the result, which was an additional and unexpected useful property, which allows to expand the application of the present invention and increase the positive effect of using the invention.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 показан первый вариант осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

На фиг. 2 показана принципиальная схема, соответствующая первому варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 2 is a schematic diagram corresponding to a first embodiment of the present invention.

На фиг. 3 показан второй вариант осуществления настоящего изобретения.In FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.

На фиг. 4 показана принципиальная схема, соответствующая второму варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 4 is a circuit diagram corresponding to a second embodiment of the present invention.

На фиг. 5 показана блок-схема устройства согласно одному из возможных вариантов выполнения изобретения.In FIG. 5 shows a block diagram of a device according to one possible embodiment of the invention.

На фиг. 6 показана монтажная плата с компонентами устройства в соответствии с возможным вариантом реализации изобретения.In FIG. 6 shows a circuit board with components of a device in accordance with a possible embodiment of the invention.

На фиг. 7 показан общий вид устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.In FIG. 7 shows a general view of a device in accordance with one embodiment of the invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Далее настоящее изобретение описывается более подробно с использованием прилагающихся фигур. Упоминаемые в описании фигуры, также как и само описание, представлены исключительно в целях пояснения настоящего изобретения и не предназначены для ограничения объема и/или сущности изобретения, которые определяются формулой изобретения. В то же время признаки, указанные в описании и/или изображенные на фигурах, при необходимости могут быть внесены в формулу изобретения с целью обеспечения патентоспособности.Further, the present invention is described in more detail using the accompanying figures. The figures referred to in the description, as well as the description itself, are presented solely for the purpose of explaining the present invention and are not intended to limit the scope and / or essence of the invention, which are determined by the claims. At the same time, the characteristics indicated in the description and / or depicted in the figures, if necessary, can be included in the claims in order to ensure patentability.

Хотя фигуры предназначены для пояснения одного и того же изобретения, представленные на них объекты не обязательно совместимы, дополняют или составляют часть друг друга, так как могут относиться к разным вариантам осуществления, пояснение которых позволит с большей ясностью понять сущность изобретения. В то же время при некоторых условиях они могут комбинироваться, совмещаться, дополнять, составлять часть друг друга или представлять собой изображения объектов, реализующих единый вариант осуществления изобретения.Although the figures are intended to explain the same invention, the objects presented therein are not necessarily compatible, complement or form part of each other, as they may relate to different embodiments, the explanation of which will make it possible to more clearly understand the essence of the invention. At the same time, under certain conditions, they can be combined, combined, complement, form part of each other or represent images of objects that implement a single embodiment of the invention.

Элементы, компоненты, составные части и другие части на фигурах имеют одинаковые номера позиций в тех случаях, когда их функциональное назначение совпадает (в некоторых случаях, возможно, не полностью). В то же время необходимо понимать, что конкретная реализация одинаково пронумерованных позиций для вариантов осуществления, показанных на разных фигурах, может различаться при сохранении той же функциональности.Elements, components, components and other parts in the figures have the same position numbers in those cases when their functional purpose coincides (in some cases, perhaps not completely). At the same time, it must be understood that the specific implementation of the same numbered positions for the embodiments shown in different figures may vary while maintaining the same functionality.

Слова «содержащий», «включающий в себя», «имеющий», «содержит», «включает в себя», «состоит», «имеет», «входит в состав» и т.п., используемые при охарактеризовании изобретения, являются синонимичными и не ограничивают состав устройства, его компонентов/элементов, признаков, составных частей и т.п., а также не указывают на обязательность наличия других признаков и не исключают возможности наличия других компонентов/элементов, признаков, составных частей и т.п., в том числе и не упомянутых, если только обратное не отмечено в описании.The words “comprising”, “including”, “having”, “contains”, “includes”, “consists”, “has”, “is included in” and the like, used to describe the invention, are synonymous and do not limit the composition of the device, its components / elements, signs, components, etc., and also do not indicate the mandatory presence of other signs and do not exclude the possibility of the presence of other components / elements, signs, components, etc. , including those not mentioned, unless the contrary is noted in the description.

В описании могут быть представлены различные термины, характеризующие одни и те же элементы/компоненты устройства или их свойства, в качестве синонимов. Однако надо учитывать то, что некоторые синонимы могут обеспечивать различающийся объем охраны при указании их в формуле изобретения, что может быть использовано с целью обеспечения патентоспособности путем замены синонимов или ввода признаков в формулу в виде того или иного синонима.In the description can be presented various terms that characterize the same elements / components of the device or their properties, as synonyms. However, it should be borne in mind that some synonyms can provide a different scope of protection when specifying them in the claims, which can be used to ensure patentability by replacing synonyms or entering features in the formula in the form of one or another synonym.

Изобретение описано по отношению к двум объектам: датчику ионизирующих частиц (например, альфа-частиц или бета-частиц) и/или ионизирующих излучений (например, гамма-излучения, потоков альфа- и/или бета-частиц), а также к устройству для определения радионуклидов в воздухе. Эти объекты связаны единством изобретательского замысла, поскольку датчик используется в составе устройства, а определение радионуклидов осуществляется путем регистрации ионизирующих частиц и/или ионизирующих излучений, испускаемых радионуклидами. Описания и признаки, относящиеся к датчику и его элементам, также относятся к аналогичным частям и элементам в устройстве, и наоборот, если в датчике есть элементы, соответствующие элементам устройства, то все сказанное о таких элементах в устройстве, относится и к элементам датчика. При описании устройства может выделяться датчик, входящий в состав устройства и включающий в себя элементы/компоненты, указанные как необходимые для осуществления функций датчика и имеющиеся в составе устройства.The invention is described with respect to two objects: a sensor of ionizing particles (e.g., alpha particles or beta particles) and / or ionizing radiation (e.g., gamma radiation, flows of alpha and / or beta particles), and also to a device for determination of radionuclides in air. These objects are connected by the unity of the inventive concept, since the sensor is used as part of the device, and the determination of radionuclides is carried out by recording ionizing particles and / or ionizing radiation emitted by radionuclides. The descriptions and features related to the sensor and its elements also apply to similar parts and elements in the device, and vice versa, if the sensor has elements corresponding to the elements of the device, then everything said about such elements in the device also applies to the elements of the sensor. When describing the device, a sensor can be allocated that is part of the device and includes elements / components that are indicated as necessary for the implementation of the sensor functions and are included in the device.

Далее при описании изобретения в основном упоминаются ДПР радона, которые представляют собой, также как и сам радон, радионуклиды. При этом необходимо понимать, что помимо ДПР радона устройство в соответствии с настоящим изобретением может определять содержание в воздухе других радионуклидов помимо ДПР радона, например ДПР торона и другие. Однако ввиду того, что ДПР радона и радон являются радионуклидами, обычно имеющими наибольшую концентрацию (объемную активность) в воздухе, описание возможных вариантов осуществления и принципа действия устройства выполнено по отношению к ДПР радона.Further, in the description of the invention, radar DPRs are generally referred to, which, like radon itself, are radionuclides. It is necessary to understand that in addition to the radon DPR, the device in accordance with the present invention can determine the content in the air of other radionuclides in addition to radon DPR, for example, Toron DPR and others. However, in view of the fact that radar and radon DPR are radionuclides that usually have the highest concentration (volumetric activity) in air, a description of possible embodiments and the principle of the device’s operation is performed with respect to radon DPR.

Кроме того, поскольку наиболее удобным способом определения ДПР радона является регистрация альфа-частиц, испускаемых ДПР радона, то устройство и процесс детектирования описаны по отношению к альфа-частицам, хотя для определения содержания могут использоваться и другие испускаемые частицы (такие как бета-частицы) и излучения (такие как гамма-излучение и рентгеновское излучение).In addition, since the most convenient way to determine radar DPR is to detect alpha particles emitted by radon DPR, the device and the detection process are described with respect to alpha particles, although other emitted particles (such as beta particles) can be used to determine the content and radiation (such as gamma radiation and x-rays).

На фиг. 1 показан первый вариант осуществления датчика ионизирующих частиц и/или излучений в соответствии с настоящим изобретением. Этому варианту осуществления соответствует принципиальная схема датчика, показанная на фиг. 2. Датчик на фиг. 1 содержит первый электрод 103, закрепленный с помощью распорок 102 на монтажной плате 101. Около первого электрода 103 установлены вторые электроды 104 и 105, также закрепленные на плате 101. На плате 101 также установлен вычитающий модуль 106 (также может называться модуль вычитания), который получает разность сигналов, соответствующих электрическим потенциалам вторых электродов 104 и 105, и выдает ее на выход 305 (см. фиг. 2). На плате 101 также установлены соединительные разъемы 107 и 108.In FIG. 1 shows a first embodiment of an ionizing particle and / or radiation sensor in accordance with the present invention. This embodiment corresponds to the circuit diagram of the sensor shown in FIG. 2. The sensor of FIG. 1 comprises a first electrode 103, secured by spacers 102 to a circuit board 101. Near the first electrode 103, second electrodes 104 and 105 are mounted, also secured to the circuit board 101. A subtractor module 106 (also known as a subtraction module) is also installed on the circuit board 101. receives the difference of the signals corresponding to the electric potentials of the second electrodes 104 and 105, and gives it to the output 305 (see Fig. 2). The circuit board 101 also has connectors 107 and 108.

На фиг. 3 показан второй вариант осуществления датчика ионизирующих частиц и/или излучений в соответствии с настоящим изобретением. Этому варианту осуществления соответствует принципиальная схема датчика, показанная на фиг. 4. Датчик на фиг. 3 содержит два первых электрода 401 и 402, прикрепленных своими основаниями к монтажной плате 101. Внутри первых электродов 401 и 402 установлены вторые электроды, также закрепленные на плате 101, не касаясь первых электродов. В частности, на фиг. 3 первый электрод 402 показан с местным вырезом, в который виден второй электрод 105. Местный вырез показан лишь для того, чтобы было возможно показать расположение второго электрода 105 и в действительности этого выреза нет, то есть первый электрод 402 должен выглядеть так же, как первый электрод 401.In FIG. 3 shows a second embodiment of an ionizing particle and / or radiation sensor in accordance with the present invention. This embodiment corresponds to the circuit diagram of the sensor shown in FIG. 4. The sensor of FIG. 3 contains two first electrodes 401 and 402 attached by their bases to the circuit board 101. Inside the first electrodes 401 and 402, second electrodes are mounted, also mounted on the circuit board 101 without touching the first electrodes. In particular, in FIG. 3, the first electrode 402 is shown with a local cut-out, in which the second electrode 105 is visible. The local cut-out is shown only in order to be able to show the location of the second electrode 105 and in reality there is no cut-out, that is, the first electrode 402 should look the same as the first electrode 401.

На плате 101 также установлен вычитающий модуль 106 и соединительные разъемы 107 и 108. Все, что указывается по отношению к элементам 106, 107 и 108 датчика, представленным на фиг. 1, также относится и к аналогичным элементам 106, 107 и 108 датчика, показанным на фиг. 3, и наоборот. Различие между вариантами выполнения, показанными на фиг. 1 и 3 заключается в различном выполнении первых электродов и расположении вторых электродов.A subtracting module 106 and connecting connectors 107 and 108 are also mounted on the board 101. Everything that is indicated with respect to the sensor elements 106, 107 and 108 shown in FIG. 1 also applies to similar sensor elements 106, 107 and 108 shown in FIG. 3 and vice versa. The difference between the embodiments shown in FIG. 1 and 3 consists in the different implementation of the first electrodes and the arrangement of the second electrodes.

Через разъем 107 на первый электрод 103 или первые электроды 401, 402 подается высокий электрический потенциал, а через другой, разъем 108, на вычитающий модуль 106 подается питание и выводится из модуля 106 выходной сигнал, соответствующий разности электрических потенциалов вторых электродов 104 и 105. Выход 305 датчика, показанный на фиг. 2 и 4, может быть одним из контактов разъема 108. На фиг. 2 и 4 также показан ввод 304 для подачи на первый электрод 103 или первые электроды 401, 402 высокого напряжения (потенциала). Этот ввод 304 может быть одним из контактов разъема 107. Необходимо отметить, что разъемы 107 и 108 необязательны для реализации настоящего изобретения и могут быть исключены из состава датчика, а соединения могут быть выполнены с помощью открытых или закрытых проводников, в том числе дорожек печатной платы, например, при использовании датчика в составе устройства для определения содержания радионуклидов в воздухе.High electrical potential is supplied through connector 107 to the first electrode 103 or first electrodes 401, 402, and through another connector 108, power is supplied to the subtracting module 106 and an output signal corresponding to the electric potential difference of the second electrodes 104 and 105 is output from the module 106. Output 305 of the sensor shown in FIG. 2 and 4 may be one of the contacts of the connector 108. In FIG. 2 and 4 also show an input 304 for supplying a high voltage (potential) to the first electrode 103 or the first electrodes 401, 402. This input 304 may be one of the contacts of the connector 107. It should be noted that the connectors 107 and 108 are optional for the implementation of the present invention and can be excluded from the sensor, and the connections can be made using open or closed conductors, including PCB tracks , for example, when using a sensor in a device for determining the content of radionuclides in air.

Первый электрод 103 на фиг. 1, а также первые электроды 401, 402 на фиг. 3 могут называться протяженными электродами, электростатическими электродами, катодами или анодами, сетчатыми электродами или стенками ионизационной камеры (камер) в зависимости от его свойств и условий, в которых он используется. Например, при придании первому электроду положительного высокого электрического потенциала (более положительного, чем вторым электродам) он может называть анодом, а вторые электроды, соответственно, катодами. И наоборот, при придании первому электроду отрицательного высокого электрического потенциала (более отрицательного, чем вторым электродам) он может называть катодом, а вторые электроды, соответственно, анодами.The first electrode 103 in FIG. 1, as well as the first electrodes 401, 402 in FIG. 3 may be called extended electrodes, electrostatic electrodes, cathodes or anodes, mesh electrodes or walls of the ionization chamber (s) depending on its properties and the conditions in which it is used. For example, when giving the first electrode a positive high electric potential (more positive than the second electrodes), it can be called the anode, and the second electrodes, respectively, cathodes. Conversely, when giving the first electrode a negative high electric potential (more negative than the second electrodes), it can be called the cathode, and the second electrodes, respectively, anodes.

Наиболее общим названием для первых электродов 103, 401, 402 является протяженный электрод. Первый и вторые электроды вместе составляют ионизационную камеру, в которой энергия альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений затрачивается на образование заряда ионов, формируемых при пролете альфа-частиц и/или бета-частиц и/или распространении гамма-излучений в воздухе. Ионизационная камера образуется первым электродом, преимущественно имеющим большие (протяженные) размеры, и вторым (измерительным, концентрирующим) электродом, преимущественно имеющим малые размеры по крайней мере по одному из пространственных измерений (меньшие по сравнению с первым электродом) для обеспечения концентрации электрического поля, в результате чего обеспечивается неравномерность (высокий градиент) электрического поля, повышающая вероятность каскадной (или лавинной) ионизации воздуха альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями.The most common name for the first electrodes 103, 401, 402 is an extended electrode. The first and second electrodes together constitute an ionization chamber in which the energy of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation is spent on the formation of a charge of ions formed during the passage of alpha particles and / or beta particles and / or the propagation of gamma -radiation in the air. The ionization chamber is formed by the first electrode, mainly having large (extended) sizes, and the second (measuring, concentrating) electrode, mainly having small sizes in at least one of the spatial measurements (smaller than the first electrode) to ensure the concentration of the electric field, As a result, nonuniformity (high gradient) of the electric field is provided, which increases the probability of cascade (or avalanche) ionization of air by alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation.

Каскадная (или лавинная) ионизация воздуха альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями имеет преимущество перед обычной ударной ионизацией (происходящей при любом виде ионизации) в том, что если при ударной ионизации образуется один или несколько ионов, то при наличии условий для каскадной (или лавинной) ионизации после ударной ионизации происходит цепочка последующих ионизаций газов, входящих в состав воздуха, при которой количество ионов увеличивается многократно и даже на несколько порядков. Как следствие, при создании условий для каскадной (или лавинной) ионизации регистрировать альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения становится проще, т.к. количество образуемых ими ионов значительно больше и, в результате, сигнал, снимаемый со второго электрода, также имеет значительно большую величину.The cascade (or avalanche) ionization of air by alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation has the advantage over conventional impact ionization (occurring with any type of ionization) in that if one or more ions are formed during impact ionization, in the presence of conditions for cascade (or avalanche) ionization after impact ionization, a chain of subsequent ionizations of the gases that make up the air occurs, in which the number of ions increases many times and even by several orders of magnitude. As a result, when creating conditions for cascade (or avalanche) ionization, it becomes easier to register alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, because the number of ions formed by them is much larger and, as a result, the signal recorded from the second electrode also has a significantly larger value.

Для обеспечения работоспособности ионизационной камеры первый электрод и вторые электроды в варианте на фиг. 1, а также первые электроды и вторые электроды в варианте на фиг. 3, должны обеспечивать возможность получения разности электрических потенциалов между ними (т.е. между первым электродом и вторым электродом для каждой из возможных пар), обеспечивающей сбор одним или более вторыми электродами ионов, образовавшихся в результате ионизации воздуха в области между первыми электродами и вторыми электродами ионизирующим излучением и/или ионизирующими частицами. Величина этой разности потенциалов в показанных на фиг. 1-4 вариантах зависит от внешних по отношению к датчикам устройств, однако в некоторых вариантах блоки питания могут входить в состав датчиков, что не отменяет необходимости для первых и вторых электродов обеспечивать возможность получения разности электрических потенциалов между ними.To ensure the operability of the ionization chamber, the first electrode and second electrodes in the embodiment of FIG. 1, as well as first electrodes and second electrodes in the embodiment of FIG. 3 should provide the possibility of obtaining a difference in electric potentials between them (i.e., between the first electrode and the second electrode for each of the possible pairs), which ensures the collection of one or more second electrodes of ions formed as a result of air ionization in the region between the first electrodes and the second ionizing radiation electrodes and / or ionizing particles. The magnitude of this potential difference in those shown in FIG. 1-4 options depends on devices external to the sensors, however, in some embodiments, power supplies can be part of the sensors, which does not eliminate the need for the first and second electrodes to provide the possibility of obtaining the electric potential difference between them.

Для обеспечения этой возможности первые и вторые электроды должны иметь возможность электрического соединения с проводниками, подающими необходимые потенциалы (напряжения) непосредственно либо через соединительные устройства, проводники, элементы. Кроме того, первые электроды не должны иметь электрического контакта со вторыми электродами, так как иначе разность потенциалов между ними будет нулевой или близкой к нулю. Также необходимо обеспечить такие расстояния между первыми электродами и вторыми электродами, при которых между ними не будет происходить электрический пробой и будет действовать эффективное электрическое поле, обеспечивающее перенос ионов и ионных треков, образовавшихся в результате ионизации воздуха в области между первыми электродами и вторыми электродами ионизирующим излучением и/или ионизирующими частицами, на один, два или более вторых электродов - то есть создаваемое внутри ионизационной камеры электрическое поле должно обеспечивать возможность сбора ионов и ионных треков одним или более вторыми электродами. Это поле зависит не только от расстояния между первыми и вторыми электродами, но и от величины разности потенциалов между ними.To ensure this, the first and second electrodes must be able to electrically connect with conductors that supply the necessary potentials (voltage) directly or through connecting devices, conductors, elements. In addition, the first electrodes should not have electrical contact with the second electrodes, since otherwise the potential difference between them will be zero or close to zero. It is also necessary to ensure such distances between the first electrodes and the second electrodes at which there will be no electric breakdown between them and an effective electric field will act that ensures the transfer of ions and ion tracks formed as a result of air ionization in the region between the first electrodes and the second electrodes by ionizing radiation and / or ionizing particles to one, two or more second electrodes - that is, the electric field created inside the ionization chamber must ensure printing the possibility of collecting ions and ion tracks by one or more second electrodes. This field depends not only on the distance between the first and second electrodes, but also on the magnitude of the potential difference between them.

Кроме того, один или более первых электродов и вторые электроды преимущественно выполнены с возможностью получения разности электрических потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами, обеспечивающей ионизацию воздуха между первыми электродами и вторыми электродами ионизирующим излучением и/или ионизирующими частицами. Благодаря этому условию может быть обеспечена повышенная эффективность ионизационного процесса, например, благодаря эффектам каскадной или ударной ионизации. Для обеспечения такой разности электрических потенциалов необходимо выполнить вышеуказанные условия; изменение может коснуться лишь величины электрического поля, то есть соотношения расстояния и разности потенциалов между первыми и вторыми электродами.In addition, one or more of the first electrodes and the second electrodes are preferably configured to obtain a potential difference between the first electrodes and the second electrodes, which provides air ionization between the first electrodes and the second electrodes by ionizing radiation and / or ionizing particles. Due to this condition, an increased efficiency of the ionization process can be provided, for example, due to the effects of cascade or impact ionization. To ensure such a difference in electric potentials, it is necessary to fulfill the above conditions; the change can only affect the magnitude of the electric field, that is, the ratio of the distance and the potential difference between the first and second electrodes.

Радионуклиды, испускающие ионизирующие частицы и/или ионизирующие излучения, могут быть поданы в ионизационные камеры несколькими способами. Во-первых, может быть использован насос для подачи воздуха. Во-вторых, сама камера может быть складной и выполнять роль насоса, как это представлено в прототипе RU 2008694. В-третьих, сам датчик может находиться в месте протекания воздушных потоков, например, около стены, где наблюдаются сильные конвекционные потоки воздуха, или в потоке воздуха, формируемого внешней вентиляционной системой. В-четвертых, как это описано далее, радионуклиды могут осаждаться на первый электрод с помощью электростатического способа, когда первому электроду придается высокий электрический потенциал относительно окружающей среды и благодаря электростатическим силам электрически заряженные радионуклиды и/или носители радионуклидов, такие как пыль, притягиваются и осаждаются на первый электрод, который в таком случае может называться первым электродом.Radionuclides emitting ionizing particles and / or ionizing radiation can be fed into the ionization chambers in several ways. First, an air pump may be used. Secondly, the chamber itself can be folding and act as a pump, as shown in the prototype RU 2008694. Thirdly, the sensor itself can be in the place where the air flows, for example, near a wall where strong convection air flows are observed, or air flow generated by an external ventilation system. Fourth, as described below, radionuclides can be deposited on the first electrode using the electrostatic method, when the first electrode is given a high electric potential relative to the environment and due to electrostatic forces, electrically charged radionuclides and / or carriers of radionuclides, such as dust, are attracted and deposited on the first electrode, which in this case may be called the first electrode.

В первых трех случаях первый электрод может быть выполнен сплошным при условии подачи воздуха внутрь ионизационной камеры (в пространство между первым и вторым электродами) и называться стенкой ионизационной камеры. Когда стенка камеры выполнена из сплошного металла или другого металлизированного материала, в камеру пронимает меньшее количество электромагнитных излучений, благодаря чему в ней снижаются помехи.In the first three cases, the first electrode can be made continuous provided that air is supplied inside the ionization chamber (into the space between the first and second electrodes) and is called the wall of the ionization chamber. When the chamber wall is made of solid metal or other metallized material, a smaller amount of electromagnetic radiation penetrates into the chamber, thereby reducing interference in it.

В то же время в первых трех случаях, как и в четвертом случае, первый электрод может быть выполнен с использованием несплошного материала, такого как сетчатый материал (например, металлическая сетка) или элемент с отверстиями или перфорацией - тогда первый электрод может называться сетчатым или перфорированным электродом. Преимуществом использования такого материала является то, что подача воздуха внутрь ионизационной камеры, может осуществляться с любой стороны, что упрощает формирование схемы подачи воздуха.At the same time, in the first three cases, as in the fourth case, the first electrode can be made using a non-continuous material, such as a mesh material (for example, a metal mesh) or an element with holes or perforations - then the first electrode can be called mesh or perforated electrode. The advantage of using such a material is that the air supply inside the ionization chamber can be carried out from either side, which simplifies the formation of the air supply circuit.

Кроме того, в четвертом случае, когда подача радионуклидов в ионизационную камеру осуществляется электростатическим способом, радионуклиды могут осаждаться не только на наружной стороне камеры, но и на внутренней после пролета внутрь камеры через отверстия в первом электроде. Электростатический способ ввода радионуклидов в ионизационную камеру может совмещаться с другими способами - в таком варианте выполнение первого электрода с использованием несплошного материала является предпочтительным для обеспечения возможности осуществления всех используемых способов.In addition, in the fourth case, when the radionuclides are supplied to the ionization chamber by the electrostatic method, the radionuclides can be deposited not only on the outside of the chamber, but also on the inside after passing inside the chamber through openings in the first electrode. The electrostatic method of introducing radionuclides into the ionization chamber can be combined with other methods - in this embodiment, the implementation of the first electrode using a non-continuous material is preferred to enable all the methods used to be implemented.

Первые электроды 401 и 402 на фиг. 3 представляют собой цилиндры, выполненные с использованием сетки. В общем случае форма первых электродов может отличаться от цилиндрической, а выполнены они могут быть с использованием любых других вышеуказанных материалов. В случае выполнения первых электродов 401 и 402 из сплошного материала, они должны иметь отверстия для подачи и/или вывода воздуха в/из внутренних объемов первых электродов 401, 402, образующих вместе со вторыми электродами во внутреннем пространстве ионизационные камеры.The first electrodes 401 and 402 in FIG. 3 are cylinders made using a mesh. In the General case, the shape of the first electrodes may differ from the cylindrical, and they can be made using any of the other above materials. If the first electrodes 401 and 402 are made of solid material, they must have openings for supplying and / or air outlet to / from the internal volumes of the first electrodes 401, 402, which form ionization chambers together with the second electrodes in the inner space.

По этой причине выполнение первых электродов 401, 402 с использованием сетчатого материала (предпочтительно металлического) имеет преимущество, поскольку позволяет вводить воздух и радионуклиды внутрь ионизационных камер (как во внутренний объем, так и на внутреннюю сторону стенок) через сетчатые стенки. Благодаря этому вторые электроды могут быть полностью охвачены металлическим или металлизированным материалом (в частности, боковыми стенками цилиндров 401, 402, крышками цилиндров 403, 404, являющимися составными частями первых электродов, и платой 101, которая может содержать в месте установки цилиндров 401, 402 металлизированный слой), что снижает помехи, наводимые на вторые электроды внутри цилиндров 401 и 402, электромагнитными излучениями в пространстве вокруг цилиндров (т.е. первых электродов) 401,402.For this reason, the implementation of the first electrodes 401, 402 using a mesh material (preferably metallic) is advantageous because it allows the introduction of air and radionuclides into the ionization chambers (both in the internal volume and on the inner side of the walls) through the mesh walls. Due to this, the second electrodes can be completely covered by a metal or metallized material (in particular, the side walls of the cylinders 401, 402, the caps of the cylinders 403, 404, which are components of the first electrodes, and the circuit board 101, which can contain metallized at the installation site of the cylinders 401, 402 layer), which reduces the interference induced by the second electrodes inside the cylinders 401 and 402 by electromagnetic radiation in the space around the cylinders (i.e., the first electrodes) 401,402.

В тех случаях, когда уровень электромагнитных излучений, создающих помехи для регистрации ионизирующих частиц/излучений невелик, ионизирующая камера может быть полностью или частично открытой, например, как показано на фиг. 1. В современных условиях наблюдается большой уровень электромагнитных излучений и для предотвращения наведения помех на вторые электроды желательно полностью закрыть их от электромагнитных излучений первыми электродами. Однако обычно полное закрытие невозможно, в связи с чем для реализации настоящего изобретения желательно, чтобы первый электрод (или первые электроды, если их несколько) охватывал каждый или часть, или все вторые электроды в телесном угле от 1,5π до 3,5π стерадиан (может быть от 1,5π до 3,9π) - в таком случае будет обеспечиваться достаточная защита от электромагнитных излучений. При использовании для изготовления первых электродов сетчатых материалов можно считать, что сетка дает полное закрытие несмотря на наличие отверстий в сетке, так как размер отверстий обычно много меньше длин волн электромагнитных излучений, вследствие чего сетка эффективно препятствует их распространению.In cases where the level of electromagnetic radiation interfering with the registration of ionizing particles / radiation is low, the ionizing chamber may be fully or partially open, for example, as shown in FIG. 1. In modern conditions, a high level of electromagnetic radiation is observed and to prevent interference to the second electrodes, it is desirable to completely close them from electromagnetic radiation by the first electrodes. However, usually complete closure is not possible, and therefore, for the implementation of the present invention, it is desirable that the first electrode (or the first electrodes, if several) covered each or part, or all of the second electrodes in a solid angle of 1.5π to 3.5π steradian ( can be from 1.5π to 3.9π) - in this case, sufficient protection against electromagnetic radiation will be provided. When using mesh materials for the manufacture of the first electrodes, it can be considered that the grid provides complete closure despite the presence of holes in the grid, since the size of the holes is usually much smaller than the wavelengths of electromagnetic radiation, as a result of which the grid effectively prevents their propagation.

При использовании сетчатого (несплошного) материала для создания цилиндров 401, 402 будет наблюдаться пролет ионизирующих частиц/излучений из одной ионизационной камеры в одном из цилиндров в другую ионизационную камеру в другом из цилиндров. В таких случаях ионные треки, сформированные такими частицами/излучениями, будут располагаться в обоих цилиндрах и будут попадать на ближайший второй электрод, однако при вычитании сигналов они не будут взаимокомпенсироваться, так как формирование ионных треков и, соответственно, их попадание на вторые электроды происходит в разное время ввиду того, что частица/излучение пролетает сначала в первой ионизационной камере, и только затем, после окончания пролета первой ионизационной камеры, пролетает во второй ионизационной камере и их траектории в камерах чаще всего неидентичны, что влияет на формы ионных треков и, затем, на формы сигналов, получаемых со вторых электродов, и эти формы будут различны. Это значит, что сигналы со вторых электродов, вызванные ионными треками, не могут быть взаимокомпенсированы (взаимоподавлены) из-за их разной формы в разных камерах и их разного времени поступления на модуль вычитания.When using a mesh (non-continuous) material to create cylinders 401, 402, the passage of ionizing particles / radiation from one ionization chamber in one of the cylinders to another ionization chamber in the other of the cylinders will be observed. In such cases, the ion tracks formed by such particles / radiation will be located in both cylinders and will hit the nearest second electrode, however, when subtracting the signals, they will not be mutually compensated, since the formation of ion tracks and, accordingly, their hit on the second electrodes occurs different time due to the fact that the particle / radiation flies first in the first ionization chamber, and only then, after the passage of the first ionization chamber, flies in the second ionization chamber and their The paths in the chambers are most often not identical, which affects the shape of the ion tracks and, then, the waveforms received from the second electrodes, and these shapes will be different. This means that the signals from the second electrodes caused by ion tracks cannot be mutually compensated (mutually suppressed) due to their different shapes in different chambers and their different times to the subtraction module.

Благодаря этому эффекту становится возможным разделять одну ионизационную камеру на две без изменения суммарных габаритов и снижения чувствительности камеры к ионизирующим частицам/излучениям, так как практически все ионные треки, созданные в общих габаритах, соответствующих одной большой ионизационной камере, будут уловлены вторыми (измерительными) электродами. Следовательно, подавление микрофонного эффекта, так же как и электрических помех и электромагнитных наводок, достигается без увеличения габаритов и снижения чувствительности датчика. Этот технический результат достигается во всех описанных конфигурациях ионизационных камер, состоящих из первого (первых) и вторых электродов при условии отсутствия препятствий (таких как сплошные перегородки) для пролета ионизирующих частиц/излучений по всему объему, ограничиваемому общими габаритами ионизационной камеры (камер).Due to this effect, it becomes possible to separate one ionization chamber into two without changing the overall dimensions and reducing the sensitivity of the chamber to ionizing particles / radiation, since almost all ion tracks created in the overall dimensions corresponding to one large ionization chamber will be captured by the second (measuring) electrodes . Therefore, the suppression of the microphone effect, as well as electrical noise and electromagnetic interference, is achieved without increasing the size and reducing the sensitivity of the sensor. This technical result is achieved in all the described configurations of the ionization chambers, consisting of the first (first) and second electrodes, provided that there are no obstacles (such as solid partitions) for the passage of ionizing particles / radiation over the entire volume limited by the overall dimensions of the ionization chamber (chambers).

Ионизационная камера обычно ограничивается первым электродом, который часто формирует стенку ионизационной камеры, окружающую второй электрод (или несколько вторых электродов). Однако первый электрод может лишь частично охватывать вторые электроды, как это показано на фиг. 1. В частном случае первый электрод может вообще не охватывать вторые электроды, а находиться рядом с ними. В таких случаях ионизационная камера ограничивается электродами, составляющими ее, соединенных линиями (преимущественно прямыми), касающимися элементов (преимущественно электропроводящих, например, таких как электроды и соединенные с ними проводники или другие металлические элементы) камеры, причем все остальные элементы камеры находятся по одну сторону для каждой из линий.The ionization chamber is usually limited to the first electrode, which often forms the wall of the ionization chamber surrounding the second electrode (or several second electrodes). However, the first electrode can only partially cover the second electrodes, as shown in FIG. 1. In a particular case, the first electrode may not cover the second electrodes at all, but be near them. In such cases, the ionization chamber is limited to the electrodes constituting it, connected by lines (mainly straight), touching the elements (mainly electrically conductive, for example, such as electrodes and conductors connected to them or other metal elements) of the camera, with all other camera elements being on one side for each of the lines.

На первый (первые) и вторые электроды подаются такие электрические потенциалы, разность между которыми (напряжение) обеспечивает возможность эффективного сбора ионов, возникших в результате ионизации воздуха испускаемыми альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями. Оптимальная величина такого напряжения зависит от размеров ионизационной камеры, в частности, от расстояния между ее электродами. Размеры камеры, в свою очередь, определяются исходя из энергетических характеристик альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений, испускаемых радионуклидами, например, радоном и его ДПР, в частности, их длин пробега.Such electric potentials are applied to the first (first) and second electrodes, the difference between which (voltage) makes it possible to efficiently collect ions arising from ionization of the air by emitted alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation. The optimal value of such a voltage depends on the size of the ionization chamber, in particular, on the distance between its electrodes. The dimensions of the chamber, in turn, are determined on the basis of the energy characteristics of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation emitted by radionuclides, for example, radon and its DPR, in particular, their mean free paths.

В частности, важным показателем является длина пробега ионизирующей частицы и/или излучения, на которой формируется ионный след (трек), который может быть собран электродами ионизационной камеры. Желательно, чтобы расстояние, на котором находятся электроды ионизационной камеры, было не более одной или нескольких (двух, трех, четырех или пяти) таких характерных длин пролета ионизирующей частицы и/или излучения, так как при большем расстоянии ионы успевают рекомбинировать, не попав на электроды, в связи с чем эффективность ионизационной камеры упадет.In particular, an important indicator is the mean free path of the ionizing particle and / or radiation on which an ion track (track) is formed, which can be collected by the electrodes of the ionization chamber. It is desirable that the distance at which the electrodes of the ionization chamber are located is no more than one or several (two, three, four or five) of such characteristic flight lengths of the ionizing particle and / or radiation, since at a larger distance the ions have time to recombine without falling on electrodes, and therefore the efficiency of the ionization chamber will drop.

Электрические потенциалы, которые подаются на первый (первые) и вторые электроды, могут соотноситься друг с другом различным образом. Например, может подаваться высокий электрический потенциал на первый или второй электроды, причем знак такого потенциала может быть как положительным, так и отрицательным. Кроме того, высокие электрические потенциалы могут подаваться как на первый (первые), так и на второй электроды, причем знаки этих потенциалов могут как совпадать, так и различаться. Например, на фиг. 2 и 4 показаны схемы датчиков, в которых высокий электрический потенциал того или иного знака подается через ввод 304 на первый электрод 103, 401, 402.The electric potentials that are supplied to the first (first) and second electrodes can be related to each other in different ways. For example, a high electric potential can be supplied to the first or second electrodes, and the sign of such a potential can be both positive and negative. In addition, high electric potentials can be applied to both the first (first) and second electrodes, and the signs of these potentials can both coincide and differ. For example, in FIG. 2 and 4, sensor circuits are shown in which a high electric potential of one sign or another is supplied through an input 304 to a first electrode 103, 401, 402.

На фиг. 4 также видно, что высокий потенциал на первый электрод 401 поступает с первого электрода 402 через соединительный проводник 501. Однако подача на первые электроды (если их несколько) высокого напряжения может осуществляться на каждый из первых электродов самостоятельно от одного и того же источника высокого напряжения или даже от разных источников высокого напряжения. Использование одного и того же источника высокого напряжения для формирования высокого электрического потенциала (напряжения) на всех первых электродах, во-первых, уменьшает количество необходимых источников высокого напряжения, и, во-вторых, позволяет взаимокомпенсировать при дальнейшей обработке помехи, создаваемые источником и наводимые с первых электродов на вторые электроды.In FIG. Figure 4 also shows that the high potential for the first electrode 401 comes from the first electrode 402 through the connecting conductor 501. However, the supply to the first electrodes (if several) of high voltage can be carried out on each of the first electrodes independently from the same high voltage source or even from different high voltage sources. Using the same high voltage source to form a high electric potential (voltage) on all first electrodes, firstly, reduces the number of necessary high voltage sources, and secondly, it allows one to compensate during further processing the noise created by the source and induced with first electrodes to second electrodes.

Между двумя или более первыми электродами преимущественно осуществляется жесткая механическая связь. В реализации на фиг. 3 жесткая механическая связь между электродами 401 и 401 осуществляется с помощью платы 101, к которой прочно прикреплен как электрод 401, так и электрод 402, и которая имеет жесткие механические свойства. Это необходимо для того, чтобы механические колебания, вызванные звуком и/или вибрацией, были одинаковы для обоих электродов. Тогда их влияние на вторые электроды, в частности, на фиг. 3 на вторые электроды, находящиеся внутри первых и образующих с первыми электродами две ионизационные камеры, будет создавать одинаковые микрофонные и/или вибрационные эффекты, которые в дальнейшем благодаря модулю вычитания будут взаимоподавляться. При различных микрофонных и/или вибрационных эффектах в ионизационных камерах, что возможно при неодинаковом воздействии звука и/или вибрации на первые электроды и/или при неодинаковом воздействии первых электродов на вторые электроды при отсутствии жесткой механической взаимосвязи между первыми электродами, такое подавление микрофонных и/или вибрационных эффектов будет неполным.Between two or more of the first electrodes, a rigid mechanical connection is preferably made. In the implementation of FIG. 3, a rigid mechanical connection between the electrodes 401 and 401 is carried out using a board 101, to which both the electrode 401 and the electrode 402 are firmly attached, and which has rigid mechanical properties. This is necessary so that the mechanical vibrations caused by sound and / or vibration are the same for both electrodes. Then their effect on the second electrodes, in particular in FIG. 3, the second electrodes inside the first electrodes and forming two ionization chambers with the first electrodes will create the same microphone and / or vibration effects, which will be mutually suppressed due to the subtraction module. With various microphone and / or vibration effects in the ionization chambers, which is possible with unequal effects of sound and / or vibration on the first electrodes and / or with unequal effects of the first electrodes on the second electrodes in the absence of a rigid mechanical relationship between the first electrodes, such suppression of microphone and / or vibration effects will be incomplete.

Критически важным условием для обеспечения работоспособности ионизационной камеры является разность электрических потенциалов между первым (первыми) и вторым (вторыми) электродом (электродами). Разность электрических потенциалов также может называться как электрическое напряжение. Знак разности электрических потенциалов относительно одного из электродов может быть как положительным, так и отрицательным. Значение разности потенциалов по абсолютной величине преимущественно должно быть не менее 300 В и не более 3000 В, или не менее 500 В и не более 2000 В, или не менее 1000 В и не более 1500 В.A critical condition for ensuring the operability of the ionization chamber is the difference in electrical potentials between the first (first) and second (second) electrode (s). The potential difference may also be referred to as voltage. The sign of the difference in electrical potentials with respect to one of the electrodes can be either positive or negative. The value of the potential difference in absolute value should preferably be at least 300 V and not more than 3000 V, or not less than 500 V and not more than 2000 V, or not less than 1000 V and not more than 1500 V.

Вторые электроды 104, 105 могут называться по-разному, например, концентрирующими электродами по их роли в ионизационной камере, измерительными электродами по их значению для регистрации ионизирующих частиц и/или излучений в датчике (напряжения для определения частицы/излучения снимается со вторых электродов), а также анодами или катодами в зависимости от знака напряжения между вторым и первым электродами. Независимо от названия вторые электроды предпочтительно выполнены значительно меньшими по площади поверхности, чем первые электроды. В таком случае ионы, созданные ионизирующими частицами и/или излучениями, будут преимущественно осаждаться на вторые электроды ввиду большего градиента электрического поля, а также знака электрического потенциала относительно потенциала на первом электроде. Меньшая площадь второго электрода относительно первого обычно обеспечивается меньшими поперечными размерами электрода, в то время как длина второго электрода может быть сравнима с длиной первого электрода, как это показано на фиг. 1. Вторые (измерительные, концентрирующие) электроды могут быть выполнены с использованием металлических или металлизированных пластин или объемных объектов, однако в наиболее простом для изготовления варианте вторые электроды выполнены с использованием проволоки (преимущественно открытой, не изолированной).The second electrodes 104, 105 can be called differently, for example, concentrating electrodes by their role in the ionization chamber, measuring electrodes by their value for recording ionizing particles and / or radiation in the sensor (the voltage for determining the particle / radiation is removed from the second electrodes), as well as anodes or cathodes depending on the sign of voltage between the second and first electrodes. Regardless of the name, the second electrodes are preferably made significantly smaller in surface area than the first electrodes. In this case, ions created by ionizing particles and / or radiation will mainly be deposited on the second electrodes due to the greater gradient of the electric field, as well as the sign of the electric potential relative to the potential on the first electrode. The smaller area of the second electrode relative to the first is usually provided by the smaller transverse dimensions of the electrode, while the length of the second electrode can be comparable to the length of the first electrode, as shown in FIG. 1. The second (measuring, concentrating) electrodes can be made using metal or metallized plates or three-dimensional objects, however, in the simplest form for manufacturing, the second electrodes are made using wire (mainly open, not insulated).

Для реализации настоящего изобретения вторых электродов должно быть не менее двух. Эти электроды преимущественно располагаются симметрично относительно первого электрода или одинаково относительно двух первых электродов, если первых электродов два и каждый из них расположен рядом со своим вторым электродом, как это показано на фиг. 3. При таком расположении обработка сигналов со вторых электродов упрощается, так как не требуется осуществлять их выравнивание. Тогда для получения сигнала датчика с подавленным микрофонным эффектом требуется лишь вычитание электрических потенциалов вторых электродов (или напряжений на них относительно одного общего проводника, или величин, соответствующих этим потенциалам или напряжениям) друг из друга.To implement the present invention, the second electrodes must be at least two. These electrodes are advantageously arranged symmetrically with respect to the first electrode or equally with respect to the first two electrodes, if there are two first electrodes and each of them is located next to its second electrode, as shown in FIG. 3. With this arrangement, the processing of signals from the second electrodes is simplified, since their alignment is not required. Then, to obtain a sensor signal with a suppressed microphone effect, it is only necessary to subtract the electric potentials of the second electrodes (or the voltages on them relative to one common conductor, or the values corresponding to these potentials or voltages) from each other.

В общем случае, когда вторые электроды 104 и 105 расположены неодинаково (например, на разном расстоянии) относительно первого электрода и/или имеют различающиеся размеры, как это показано на фиг. 1, и/или форму, для получения сигнала датчика с подавленным микрофонным эффектом требуется вычитание друг из друга электрических потенциалов вторых электродов (или напряжений на них относительно одного общего проводника, или величин, соответствующих этим потенциалам или напряжениям), умноженных на весовые коэффициенты (например, путем неодинакового усиления и/или ослабления сигналов со вторых электродов, или их неодинаковой частотной или другой обработки). Благодаря такому умножению на весовые коэффициенты различающиеся изменения электрических потенциалов (напряжений, величин, соответствующих напряжениям или потенциалам) выравниваются между собой и получают максимально возможно подавление микрофонного эффекта.In the General case, when the second electrodes 104 and 105 are located unequally (for example, at different distances) relative to the first electrode and / or have different sizes, as shown in FIG. 1, and / or the form, to obtain a sensor signal with a suppressed microphone effect, it is necessary to subtract from each other the electric potentials of the second electrodes (or the voltages on them relative to one common conductor, or the values corresponding to these potentials or voltages) multiplied by weighting factors (for example , by unequal amplification and / or attenuation of signals from the second electrodes, or their unequal frequency or other processing). Due to this multiplication by weight coefficients, the differing changes in electric potentials (voltages, values corresponding to voltages or potentials) are aligned with each other and the mic effect is suppressed as much as possible.

Подавление микрофонного эффекта достигается следующим образом. На каждом из вторых электродов изменения электрического поля, наводимого первым электродом при его механических колебаниях, будут одинаковы (или незначительно различаться при различном положении вторых электродов относительно первого, но эта неодинаковость нивелируется с помощью вышеописанных весовых коэффициентов). Изменения электрического поля на вторых электродах 104 и 105 становятся изменениями потенциалов (или напряжений).The microphone effect cancellation is achieved as follows. On each of the second electrodes, the changes in the electric field induced by the first electrode during its mechanical vibrations will be the same (or slightly differ at different positions of the second electrodes relative to the first, but this unevenness is leveled using the above-described weight coefficients). Changes in the electric field at the second electrodes 104 and 105 become changes in potentials (or voltages).

Вычитающий модуль 106 осуществляет вычитание сигналов (непосредственных или преобразованных), полученных со вторых электродов 104 и 105 друг из друга и тем самым синфазные изменения потенциалов (или напряжений) на вторых электродах, вызванные механическими колебаниями первого электрода 103, взаимокомпенсируются. Таким образом, какие бы механические колебания не испытывал первый электрод, на выходе вычитающего модуля будет получен сигнал, соответствующий разности электрических потенциалов двух (или более) вторых электродов, в котором отсутствуют или сильно подавлены составляющие, вызванные механическими колебаниями первого электрода (т.е. отсутствует или подавлен микрофонный/вибрационный эффект).The subtracting module 106 subtracts the signals (direct or converted) received from the second electrodes 104 and 105 from each other and thereby the in-phase changes in potentials (or voltages) at the second electrodes caused by mechanical vibrations of the first electrode 103 are mutually compensated. Thus, no matter what mechanical vibrations the first electrode experiences, a signal corresponding to the electric potential difference of two (or more) second electrodes will be received at the output of the subtracting module, in which components caused by mechanical vibrations of the first electrode are absent or strongly suppressed (i.e. missing or suppressed microphone / vibration effect).

Что касается ионных треков, создаваемых ионизирующими частицами и/или излучениями, то ионы из них осаждаются преимущественно на один или другой второй электрод. Следовательно, при вычитании потенциалов вторых электродов друг из друга импульсы потенциала во времени, вызванные ионными треками, не могут компенсировать друг друга, так как ионный трек садится либо на тот, либо на другой второй электрод, а не на оба одновременно.As for ion tracks created by ionizing particles and / or radiation, ions from them are deposited mainly on one or another second electrode. Therefore, when subtracting the potentials of the second electrodes from each other, the potential pulses in time caused by ion tracks cannot cancel each other, since the ion track sits on either one or the other second electrode, and not both simultaneously.

Необходимо отметить, что имеется возможность различать на какой из вторых электродов попал ионный трек по знаку импульса, соответствующего ионному треку, на выходе вычитающего модуля, так как, по сути, выходной сигнал вычитающего модуля имеет две составляющие: одна из которых, положительная, соответствует импульсам с одного измерительного электрода, а другая, отрицательная, с другого измерительного электрода. Это открывает возможность использования камер для измерения разности активностей нуклидов в камерах, когда около одной из камер или в камере размещается источник ионизирующих частиц и/или излучений, частицы и/или излучения из которого попадают только в область расположения одного из измерительных электродов. Благодаря этому с помощью ионизационной камеры, около/внутри которой отсутствует источник ионизирующих частиц и/или излучений, по импульсам на выходе вычитающего модуля одного знака удается определить количество частиц и/или параметры излучений, характеризующих окружающую среду и естественный фон и, далее, скорректировать данные, полученные от измерительного электрода той ионизационной камеры, в/около которой был расположен источник ионизирующих частиц и/или излучений, в виде импульсов на выходе вычитающего модуля другого знака и представляющих собой сумму радиоактивности исследуемого источника и естественного фона с целью более точного определения радиоактивности источника.It should be noted that it is possible to distinguish which of the second electrodes the ion track hit by the sign of the pulse corresponding to the ion track at the output of the subtractive module, since, in fact, the output signal of the subtractive module has two components: one of which, positive, corresponds to the momenta from one measuring electrode, and the other, negative, from another measuring electrode. This opens up the possibility of using chambers to measure the difference in the activity of nuclides in chambers, when a source of ionizing particles and / or radiation is placed near one of the chambers or in the chamber, the particles and / or radiation from which fall only in the region where one of the measuring electrodes is located. Due to this, using the ionization chamber, near / inside of which there is no source of ionizing particles and / or radiation, it is possible to determine the number of particles and / or radiation parameters characterizing the environment and natural background from the pulses at the output of the subtracting module of the same sign and, further, correct the data received from the measuring electrode of that ionization chamber, in / near which a source of ionizing particles and / or radiation was located, in the form of pulses at the output of a subtractive module of a different sign and pre representing the sum of the radioactivity of the investigated source and the natural background in order to more accurately determine the radioactivity of the source.

В другим варианте это может применяться для реализации сравнительного метода определения радиоактивности источников ионизирующих частиц и/или излучений, который является более точным по сравнению с абсолютным методом. В таком способе к одной ионизационной камере прикладывается (или помещается в нее) эталонный источник ионизирующих частиц и/или излучений, а к другой ионизационной камере (или внутрь ее) помещается измеряемый источник ионизирующих частиц и/или излучений. Тогда на выходе вычитающего модуля двуполярный сигнал (в том случае, когда постоянные потенциалы вторых (измерительных) электродов примерно одинаковы) будет иметь легко различаемые по знаку две составляющие, одна из которых соответствует одной ионизационной камере и, значит, эталонному источнику, и другая, с противоположным знаком, соответствует другой камере и, значит, измеряемому источнику. Путем сравнения активностей, например, по числу импульсов в каждой составляющей, возможно очень точно определить радиоактивность измеряемого источника ионизирующих частиц и/или излучений на основе известной активности эталонного источника.In another embodiment, this can be used to implement a comparative method for determining the radioactivity of sources of ionizing particles and / or radiation, which is more accurate than the absolute method. In such a method, a reference source of ionizing particles and / or radiation is applied (or placed into it) to one ionization chamber, and a measured source of ionizing particles and / or radiation is placed to another ionization chamber (or inside it). Then, at the output of the subtracting module, the bipolar signal (in the case when the constant potentials of the second (measuring) electrodes are approximately the same) will have two components that are easily distinguishable in sign, one of which corresponds to one ionization chamber and, therefore, to the reference source, and the other, with opposite sign, corresponds to another camera and, therefore, to the measured source. By comparing the activities, for example, by the number of pulses in each component, it is possible to very accurately determine the radioactivity of the measured source of ionizing particles and / or radiation based on the known activity of the reference source.

Таким образом, двойная ионизационная камера, показанная на фиг. 3 и состоящая, по сути, из двух ионизационных камер, может использоваться для повышения точности определения радиоактивности источников ионизирующих частиц и/или излучений. Чтобы источники около/в своих камерах не влияли на соседнюю камеру и ее показания, между камерами может быть установлена перегородка, препятствующая переходу ионизирующих частиц и/или излучений, испущенных в/около одной камеры, в другую, либо стенки одной или обоих камер могут быть выполнены с использованием материала, препятствующего такому переходу.Thus, the double ionization chamber shown in FIG. 3 and consisting essentially of two ionization chambers, can be used to increase the accuracy of determining the radioactivity of sources of ionizing particles and / or radiation. In order to prevent sources near / in their chambers from affecting the adjacent chamber and its readings, a partition can be installed between the chambers that impedes the passage of ionizing particles and / or radiation emitted from / to one chamber to another, or the walls of one or both chambers can be made using material that impedes such a transition.

В то же время применение такой двойной ионизационной камеры имеет преимущества и для определения радиоактивности радионуклидов, содержащихся в воздухе и испускающих ионизирующие частицы и/или излучения в обе камеры. Для получения обобщенного числа импульсов, вызванных ионными треками, сформированными ионизирующим частицами и/или излучениями, к выходному сигналу вычитающего модуля может быть применена операция взятия модуля или возведения в квадрат (или иную четную степень) для того, чтобы все импульсы имели один и тот же знак. Тогда будет получена обобщенная активность радионуклидов в/около обоих камер. Преимуществом в данном случае будет то, что обработка сигналов со вторых (измерительных) электродов максимальна упрощена ввиду одинаковости (или высокой степени похожести) ионизационных камер, так как для получения эффекта подавления микрофонного/вибрационного эффекта и других помех достаточно вычесть один сигнал из другого и не требуется дополнительная обработка сигналов путем умножения их на весовые коэффициенты (что соответствует их разному усилению, ослаблению или разной частотной обработке) для обеспечения одинаковости в них шумовых/помеховых составляющих, т.к. они и так будут максимально одинаковы.At the same time, the use of such a double ionization chamber has advantages for determining the radioactivity of radionuclides contained in air and emitting ionizing particles and / or radiation into both chambers. To obtain the generalized number of pulses caused by ion tracks generated by ionizing particles and / or radiation, the operation of taking the module or squaring (or another even degree) can be applied to the output of the subtracting module so that all pulses have the same pulse sign. Then a generalized activity of radionuclides in / near both chambers will be obtained. The advantage in this case is that the signal processing from the second (measuring) electrodes is maximally simplified due to the similarity (or a high degree of similarity) of the ionization chambers, since to obtain the effect of suppressing the microphone / vibration effect and other interference, it is enough to subtract one signal from the other and not additional signal processing is required by multiplying them by weighting factors (which corresponds to their different amplification, attenuation, or different frequency processing) to ensure the same ovyh / jamming components as they will be as identical as possible.

В некоторых случаях, когда ионный трек формируется в позиции, равноудаленной от обоих вторых (измерительных) электродов, он может одинаково распределиться на оба вторых электрода и, следовательно, на выходе вычитающего модуля импульс, соответствующий этому ионному треку, может отсутствовать вследствие взаимокомпенсации. Доля таких ионных треков, равноудаленных от вторых электродов, в общем числе ионных треков, формируемых по всему объему ионизационной камеры, мала. В то же время для исключения одинакового распределения ионных треков на вторые электроды могут быть предприняты несколько мер.In some cases, when an ion track is formed at a position equidistant from both second (measuring) electrodes, it can be equally distributed on both second electrodes and, therefore, at the output of the subtracting module, the pulse corresponding to this ion track may be absent due to mutual compensation. The fraction of such ionic tracks equidistant from the second electrodes in the total number of ionic tracks formed over the entire volume of the ionization chamber is small. At the same time, several measures can be taken to eliminate the same distribution of ion tracks on the second electrodes.

Во-первых, между вторыми электродами может быть обеспечена некоторая разность потенциалов, преимущественно постоянная по величине, например, величиной от 30 В до 600 В, или от 50 В до 500 В, или от 75 В до 300 В, или от 100 В до 200 В, или от 30 В до 100 В, или от 30 В до 200 В, или от 30 В до 300 В. Величина разности потенциалов между вторым электродами также может быть определена как величина менее половины или менее трети или менее четверти или менее одной десятой разности потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами. При наличии такой разности потенциалов между вторыми электродами ионы трека, находящиеся на одинаковом расстоянии от вторых электродов, будут испытывать различные силы электрического притяжения к ним и, соответственно, попадет на тот из них, к которому больше сила притяжения. На выходе вычитающего модуля будет наблюдаться сигнал, имеющий импульс, соответствующей ионному треку, и постоянная составляющая, соответствующая разности потенциалов между вторыми электродами, которая может быть устранена с помощью дифференцирующего элемента, такого как конденсатор, или при дальнейшей обработке сигнала.Firstly, between the second electrodes, a certain potential difference can be provided, mainly constant in magnitude, for example, from 30 V to 600 V, or from 50 V to 500 V, or from 75 V to 300 V, or from 100 V to 200 V, or from 30 V to 100 V, or from 30 V to 200 V, or from 30 V to 300 V. The potential difference between the second electrodes can also be defined as less than half or less than a third or less than a quarter or less than one tenth potential difference between the first electrodes and the second electrodes. In the presence of such a potential difference between the second electrodes, the ions of the track located at the same distance from the second electrodes will experience different forces of electric attraction to them and, accordingly, will fall on the one to which the attraction force is greater. At the output of the subtracting module, a signal will be observed having a pulse corresponding to the ion track and a constant component corresponding to the potential difference between the second electrodes, which can be eliminated using a differentiating element, such as a capacitor, or during further signal processing.

Во-вторых, между вторыми электродами может быть размещена перегородка. Эта перегородка предпочтительно должна иметь потенциал, отличающийся от потенциала вторых электродов. Например, это может быть потенциал первого электрода. Такой потенциал может быть передан перегородке с помощью проводника или путем соединения перегородки с первым электродом. В таком случае ионы будут притягиваться только к одному из вторых электродов, так как от другого второго электрода их будет отделять проводящая перегородка.Secondly, a partition can be placed between the second electrodes. This partition should preferably have a potential different from the potential of the second electrodes. For example, this may be the potential of the first electrode. Such potential can be transferred to the septum using a conductor or by connecting the septum to the first electrode. In this case, the ions will be attracted only to one of the second electrodes, since a conductive baffle will separate them from the other second electrode.

В-третьих, вторые электроды могут разделяться первым электродом (электродами). Для этого первый электрод может быть помещен между вторыми электродами или, как показано на фиг. 3, около каждого второго электрода может быть выполнен свой первый электрод 401 и 402 так, что вторые электроды отделены одним или обоими первыми электродами. В этом случае ионы трека также будут достигать только одного второго электрода, в зависимости от того, в какой части ионизационной камеры они сформировались, так как от другого второго электрода их будет отделять один или даже два первых электрода.Thirdly, the second electrodes can be separated by the first electrode (s). For this, the first electrode can be placed between the second electrodes or, as shown in FIG. 3, near each second electrode, its first electrode 401 and 402 may be formed so that the second electrodes are separated by one or both of the first electrodes. In this case, the track ions will also reach only one second electrode, depending on which part of the ionization chamber they are formed, since one or even two first electrodes will separate them from the other second electrode.

В том случае, если ионный трек частично сформируется в области между одним вторым электродом и первым электродом, а частично в области между другим вторым электродом и первым электродом, то эти части ионного трека попадут на вторые электроды не одновременно ввиду того, что ионный трек формируется одной частицей или излучением и, следовательно, формирование этих частей разнесено во времени. Это значит, что на выходе вычитающего модуля в таком случае будут два импульса, близких по времени и с разными знаками.In the event that the ion track is partially formed in the region between one second electrode and the first electrode, and partially in the region between the other second electrode and the first electrode, then these parts of the ion track will not reach the second electrodes at the same time because the ion track is formed by one particle or radiation and, therefore, the formation of these parts is separated in time. This means that in this case there will be two pulses at the output of the subtracting module, close in time and with different signs.

На фиг. 2 показано, что модуль вычитания может содержать дифференциальный усилитель 303, который может быть выполнен на основе как дискретных элементов (например, транзисторов), так и операционных усилителей (в том числе и на основе одного операционного усилителя). В некотором смысле модуль вычитания может называться дифференциальным модулем. На фиг. 2 показано, что вторые электроды 104 и 105 соединены со входами дифференциального усилителя 303 с помощью усилителей 301 и 302. В предпочтительном варианте усилители 301 и 302 представляют собой усилители заряда, преобразующих изменения заряда на вторых электродах в электрическое напряжение или изменение электрического напряжения (например, относительно одного общего проводника). Эти напряжения, поступающие на дифференциальный усилитель, вычитаются друг из друга, и результат вычитания подается на выход 305. Таким образом в модуле вычитания может быть получен сигнал, соответствующий разности электрических напряжений, получаемых двумя или более усилителями заряда.In FIG. 2 shows that the subtraction module may contain a differential amplifier 303, which can be made on the basis of both discrete elements (for example, transistors) and operational amplifiers (including based on one operational amplifier). In a sense, the subtraction modulus may be called a differential modulus. In FIG. 2, the second electrodes 104 and 105 are connected to the inputs of the differential amplifier 303 using amplifiers 301 and 302. In a preferred embodiment, the amplifiers 301 and 302 are charge amplifiers that convert the changes in charge on the second electrodes to electrical voltage or a change in electrical voltage (for example, relative to one common conductor). These voltages supplied to the differential amplifier are subtracted from each other, and the result of the subtraction is fed to the output 305. Thus, in the subtraction module, a signal corresponding to the difference in the voltage obtained by two or more charge amplifiers can be obtained.

Вычитающий модуль может считаться как содержащим в себе наряду с дифференциальным усилителем 303 усилители 301 и 302, так и содержащим только усилитель 303. В последнем случае усилители 301 и 302 считаются дополнительными для модуля вычитания. Кроме того, датчик может быть реализован и без усилителей 301 и 302, если дифференциальный усилитель 303 обеспечивает достаточный коэффициент усиления и имеет достаточно высокое входное сопротивление.The subtracting module can be considered as containing, along with the differential amplifier 303, amplifiers 301 and 302, and containing only the amplifier 303. In the latter case, the amplifiers 301 and 302 are considered additional for the subtraction module. In addition, the sensor can be implemented without amplifiers 301 and 302, if the differential amplifier 303 provides a sufficient gain and has a sufficiently high input impedance.

В некоторых случаях модуль вычитания может быть выполнен без использования дифференциального усилителя, например, на основе пьезоэлементов, элементов с поверхностными акустическими волнами, оптических преобразователей и т.п. Кроме того, вычитание сигналов, соответствующих напряжениям на измерительных (вторых) электродах может осуществляться цифровым способом. Для этого цифровой модуль вычитания должен содержать аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и модуль цифровой обработки, выполненный, например, с использованием логических элементов, программируемой логической микросхемы, микропроцессора и/или микроконтроллера. АЦП преобразуют в цифровую форму значения напряжения (потенциалы) измерительных (вторых) электродов с частотой, превышающей в два или более раза максимальную частоту спектра акустических помех и/или спектра импульса, создаваемого ионизирующими частицами (излучениями) и/или ионными треками, сформированными при участии ионизирующих частиц (излучений) и попавшими на измерительные (вторые) электроды. Далее оцифрованные сигналы цифровым образом вычитаются друг из друга.In some cases, the subtraction module can be performed without using a differential amplifier, for example, based on piezoelectric elements, elements with surface acoustic waves, optical converters, etc. In addition, the subtraction of signals corresponding to the voltages on the measuring (second) electrodes can be carried out digitally. For this, the digital subtraction module must contain analog-to-digital converters (ADCs) and a digital processing module, made, for example, using logic elements, a programmable logic chip, microprocessor and / or microcontroller. The ADCs digitally convert the voltage (potential) values of the measuring (second) electrodes with a frequency that is two or more times the maximum frequency of the acoustic noise spectrum and / or the pulse spectrum created by ionizing particles (radiation) and / or ion tracks generated with the participation of ionizing particles (radiation) and trapped on the measuring (second) electrodes. Further, the digitized signals are digitally subtracted from each other.

Преимуществом этого способа вычитания является то, что далее обработка может осуществляться также в цифровой форме и, следовательно, полученный разностный сигнал в цифровой форме может прямо передаваться для дальнейшей цифровой обработки. Однако у данного способа имеется такой недостаток, что если максимальные частоты спектров обрабатываемых сигналов окажутся слишком высоки, то оцифровать эти сигналы без потерь и/или с помощью недорогих АЦП окажется невозможно. В связи с этим наиболее предпочтительным способом обработки сигналов измерительных (вторых) электродов путем получения их разности является аналоговая (в т.ч. с помощью дифференциального усилителя), а оцифровка осуществляется уже по отношению к разностному сигналу. Достоинством этого варианта является то, что при вычитании сигналов могут взаимокомпенсироваться (то есть подавляться) в том числе и высокочастотные помехи.An advantage of this subtraction method is that further processing can also be carried out in digital form and, therefore, the resulting difference signal in digital form can be directly transmitted for further digital processing. However, this method has such a drawback that if the maximum frequencies of the spectra of the processed signals turn out to be too high, then it will be impossible to digitize these signals without loss and / or using inexpensive ADCs. In this regard, the most preferred way of processing the signals of the measuring (second) electrodes by obtaining their difference is analog (including using a differential amplifier), and digitization is already carried out with respect to the difference signal. The advantage of this option is that when subtracting signals, they can be mutually compensated (that is, suppressed), including high-frequency interference.

Дополнительным преимуществом аналогового вычитания сигнала, соответствующего напряжению (потенциалу) на одном измерительном (втором) электроде, из сигнала, соответствующего напряжению (потенциалу) на другом измерительном (втором) электроде, является то, что благодаря такой обработке удается подавить не только микрофонный эффект (то есть акустические помехи), но и помехи, наведенные электромагнитными излучениями из окружающего пространства, а также помехи по питанию и помехи, полученные из электрической сети.An additional advantage of analog subtraction of the signal corresponding to the voltage (potential) at one measuring (second) electrode from the signal corresponding to the voltage (potential) at another measuring (second) electrode is that thanks to this processing it is possible to suppress not only the microphone effect (then there is acoustic interference), but also interference caused by electromagnetic radiation from the surrounding space, as well as power interference and interference received from the electrical network.

Подавление помех, получаемых из электрической сети, позволяет использовать датчик в соответствии с настоящим изобретением в устройствах для определения содержания радионуклидов в воздухе, использующих электростатический принцип действия (электростатическая ловушка). В таком устройстве на первый электрод (электроды) подают электрическое напряжение с большой постоянной составляющей относительно одного или нескольких проводов электрической сети. Это значит, что на первый электрод (электроды) также переходят помехи, в том числе импульсные, неизбежно присутствующие в электрической сети. Эти помехи на первом электроде (электродах), которые могут быть усиленными по сравнению с помехами в сети в зависимости от выполнения блока питания, наводятся на вторые электроды и без подавления могут создавать ложные события определения ионизирующих частиц и/или излучений. Настоящее изобретение позволяет устранить такие помехи и максимально использовать преимущества подобных устройств, работающих на принципе электростатической ловушки.Suppression of interference received from the electrical network allows the use of the sensor in accordance with the present invention in devices for determining the content of radionuclides in air using the electrostatic principle of operation (electrostatic trap). In such a device, an electric voltage with a large DC component is applied to the first electrode (s) with respect to one or more wires of the electric network. This means that the first electrode (s) also receive interference, including pulsed, inevitably present in the electrical network. These interferences at the first electrode (s), which can be amplified compared to interferences in the network depending on the performance of the power supply, are induced on the second electrodes and, without suppression, can create false detection events of ionizing particles and / or radiation. The present invention allows to eliminate such interference and maximize the benefits of such devices operating on the principle of an electrostatic trap.

На фиг. 5 показана блок-схема возможной реализации устройства по настоящему изобретению. Блок-схема, показанная на фиг. 5, содержит соединительный элемент 601 в виде вилки с соединительными электродами 611, электрически соединенными с блоком питания 602, включающим в себя модуль высокого напряжения 621, выход которого соединен с первым электродом 103, и модуль низкого напряжения 622, соединенный с блоком обработки 603, включающим в себя вычитающий модуль 106 (например, в форме дифференциального усилителя) и модуль обработки 631, например, процессор или контроллер, модулем связи 604 и индикатором 605. Рядом с первым (электростатическим) электродом 103 установлены вторые электроды 104 и 105, сигналы которых подаются в блок обработки 603, где дифференциальный усилитель 106 получает сигнал, соответствующий разности сигналов (например, напряжений) вторых электродов 104 и 105, и далее полученный сигнал обрабатывается модулем обработки 631. Из модуля обработки 631 обработанные данные и/или сигнал датчика направляются в модуль связи 604, в котором они могут быть переданы, например, по радиосвязи через антенну 641. Кроме того, из модуля обработки 631 обработанные данные и/или сигнал датчика направляются в индикатор 605, который может отображать уровень сигнала, события регистрации альфа-частиц, бета-частиц и/или гамма-излучений и/или характеристики, полученные при обработке сигнала в модуле обработки 631.In FIG. 5 shows a block diagram of a possible implementation of the device of the present invention. The block diagram shown in FIG. 5, comprises a plug connector 601 with connecting electrodes 611 electrically connected to a power supply unit 602 including a high voltage module 621, the output of which is connected to the first electrode 103, and a low voltage module 622 connected to a processing unit 603 including a subtracting module 106 (for example, in the form of a differential amplifier) and a processing module 631, for example, a processor or controller, a communication module 604 and an indicator 605. Next to the first (electrostatic) electrode 103, second electrons are installed odes 104 and 105, the signals of which are supplied to the processing unit 603, where the differential amplifier 106 receives a signal corresponding to the difference of the signals (eg, voltages) of the second electrodes 104 and 105, and then the received signal is processed by the processing module 631. From the processing module 631, the processed data and / or the sensor signal is sent to the communication module 604, in which they can be transmitted, for example, by radio communication through the antenna 641. In addition, from the processing module 631, the processed data and / or the sensor signal are sent to the indicator 605, which can display show the signal level, events of registration of alpha particles, beta particles and / or gamma radiation and / or characteristics obtained by processing the signal in the processing module 631.

Модуль высокого напряжения предназначен для подачи на первый электрод электрического напряжения с постоянной составляющей относительно одного или нескольких соединительных электродов, входящих в состав соединительного элемента (например, вилки штепсельного разъема). В показанном на фиг. 5 варианте модуль высокого напряжения содержит умножитель напряжения (например, генератор Кокрофта-Уолтона), который состоит из лестницы (нескольких цепочек) конденсаторов и диодов и может преобразовывать переменное или пульсирующее напряжение в высокое постоянное напряжение (или напряжение с постоянной составляющей), величина которого больше, чем напряжение между соединительными электродами.The high voltage module is designed to supply an electrical voltage with a constant component to the first electrode with respect to one or more connecting electrodes that are part of the connecting element (for example, a plug connector). As shown in FIG. In option 5, the high-voltage module contains a voltage multiplier (for example, a Cockroft-Walton generator), which consists of a ladder (several chains) of capacitors and diodes and can convert an alternating or pulsating voltage to a high constant voltage (or voltage with a constant component), the value of which is greater than the voltage between the connecting electrodes.

Благодаря этому на первом электроде оказывается электрический заряд, создающий такое высокое постоянное напряжение, который может считаться уединенным относительно окружающей среды (например, стен и других элементов помещений). Вследствие такой уединенности электрический заряд на первом электроде формирует электрическое поле в основном в окружающем пространстве снаружи себя, а не внутри ионизационной камеры, и поэтому потенциал указанного электрического поля убывает обратно пропорционально расстоянию от электрода (в первой степени), а сила Кулона, действующая на заряды вокруг первого электрода, убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от электрода (т.е. во второй степени).Due to this, an electric charge appears on the first electrode, creating such a high constant voltage, which can be considered solitary relative to the environment (for example, walls and other elements of the premises). Due to this solitude, the electric charge on the first electrode forms an electric field mainly in the surrounding space outside itself, and not inside the ionization chamber, and therefore the potential of the indicated electric field decreases inversely with the distance from the electrode (to the first degree), and the Coulomb force acting on the charges around the first electrode, decreases in inverse proportion to the square of the distance from the electrode (i.e., to the second degree).

К достоинствам умножителя напряжения относится отсутствие трансформатора (и, как следствие, меньший вес и размеры), отсутствие необходимости в усиленной изоляции и формирование выходного напряжения относительно входа, соединенного с соединительными электродами. Благодаря последнему преимуществу отсутствует необходимость в обеспечении привязки потенциала какого-либо элемента модуля высокого напряжения к потенциалу одного или нескольких соединительных электродов, как это может потребоваться при использовании, например, трансформаторной схемы преобразователя напряжения.The advantages of a voltage multiplier include the absence of a transformer (and, consequently, lower weight and dimensions), the absence of the need for reinforced insulation and the formation of an output voltage relative to the input connected to the connecting electrodes. Due to the latter advantage, there is no need to ensure the binding of the potential of any element of the high voltage module to the potential of one or more connecting electrodes, as may be required when using, for example, a transformer circuit of a voltage converter.

В самом деле, в качестве повышающих преобразователей напряжения в уровне техники обычно используются схемы/устройства, содержащие трансформаторы, основным преимуществом которых является обеспечение электрической (гальванической) развязки (изоляции) между входной и выходной обмотками трансформатора, что обеспечивает электробезопасность преобразователя напряжения вследствие того, что ток из электрической сети не может напрямую попасть в запитанное через трансформаторный преобразователь устройство. Электрические потенциалы на выходе такого преобразователя оказываются отличающимися на примерно одинаковую величину в половину выходного напряжения от постоянного потенциала земли с разными знаками и образуют диполь между электродами ионизационной камеры или, в некоторых вариантах, между одним электродом ионизационной камеры и корпусом. Электрическое поле, формируемое диполем, в основном содержится в области около диполя (то есть между электродами, его образующих; другими словами, внутри ионизационной камеры) и на внешней стороне электродов, образующих диполь, напряженность электрического поля и, соответственно, сила Кулона, действующая на заряженные частицы, убывают в кубической зависимости от расстояния от диполя, т.е. в большей степени, чем от уединенного заряда, и поэтому такие преобразователи не могут обеспечивать преимуществ электростатического способа сбора и подачи в ионизационную камеру радионуклидов из окружающего воздуха.In fact, in the prior art, circuits / devices containing transformers are usually used as step-up voltage converters, the main advantage of which is the provision of electrical (galvanic) isolation (isolation) between the input and output windings of the transformer, which ensures electrical safety of the voltage converter due to the fact that the current from the electric network cannot directly get into the device powered through the transformer converter. The electric potentials at the output of such a converter turn out to be approximately equal in size to half the output voltage from the constant potential of the earth with different signs and form a dipole between the electrodes of the ionization chamber or, in some cases, between one electrode of the ionization chamber and the housing. The electric field generated by the dipole is mainly contained in the region near the dipole (i.e. between the electrodes forming it; in other words, inside the ionization chamber) and on the outside of the electrodes forming the dipole, the electric field strength and, accordingly, the Coulomb force acting on charged particles decrease in cubic dependence on the distance from the dipole, i.e. to a greater extent than from a solitary charge, and therefore such converters cannot provide the advantages of an electrostatic method for collecting and supplying radionuclides from ambient air to the ionization chamber.

Аналогичным недостатком обладают автономные, запитываемые от гальванических элементов, батарей или аккумуляторов, устройства. Формируемое в них высокое напряжение подается на два электрода в ионизационной камере (или на один электрод относительно корпуса или какого-либо электропроводящего элемента устройства). Поскольку такие устройства полностью автономны, они электрически (гальванически) развязаны (изолированы) от электрической сети и окружающей среды. В результате потенциалы этих электродов или электрода и корпуса также оказываются отличающимися на примерно одинаковую величину в половину выходного напряжения от постоянного потенциала земли с разными знаками и образуют классический диполь.A similar drawback is possessed by autonomous devices powered by galvanic cells, batteries or accumulators. The high voltage generated in them is applied to two electrodes in the ionization chamber (or to one electrode relative to the housing or any electrically conductive element of the device). Since such devices are completely autonomous, they are electrically (galvanically) isolated (isolated) from the electrical network and the environment. As a result, the potentials of these electrodes or the electrode and the housing also turn out to be approximately equal in size to half the output voltage from the constant potential of the earth with different signs and form a classical dipole.

Если автономное устройство само по себе имеет электрический потенциал, например, полученный ранее, то за счет осаждения заряженных частиц (например, пыли), общий (средний) электрический потенциал устройства достаточно быстро уравняется с потенциалом окружающей среды и далее будет оставаться на том же уровне, то есть устройство с электрической точки зрения будет представлять собой диполь, поскольку потенциалы несущих электричество элементов, между которыми создается высокое напряжение (и один из которых представляет первый электрод), будут разнесены относительно среднего потенциала устройства по существу на одинаковые величины с разными знаками.If the stand-alone device itself has an electric potential, for example, obtained earlier, then due to the deposition of charged particles (for example, dust), the total (average) electric potential of the device will quickly enough equalize with the environmental potential and will remain at the same level. that is, the device from an electrical point of view will be a dipole, since the potentials of the elements carrying electricity, between which a high voltage is created (and one of which represents the first electrode), will ut spaced relative to the average potential of the device at substantially the same values with opposite signs.

Аналогичная картина будет наблюдаться и в устройствах, подключаемых к электрической сети с обеспечением электрической (гальванической) развязки (изоляции) за исключением того, что в дополнение к осаждению заряженных частиц добавляется еще один процесс, способствующий выравниванию среднего потенциала электрически развязанной части с потенциалом окружающей среды и электрической сети, и представляющий собой ток утечки между электрически развязанными частями устройства.A similar picture will be observed in devices connected to the electric network with the provision of electrical (galvanic) isolation (isolation), except that in addition to the deposition of charged particles, another process is added that helps to align the average potential of the electrically decoupled part with the environmental potential electrical network, and representing the leakage current between the electrically isolated parts of the device.

Следовательно, для обеспечения эффективного применения электростатического метода подачи радионуклидов в ионизационную камеру при использовании преобразователя напряжения с электрической (гальванической) развязкой (изоляцией) входа и выхода (например, содержащего трансформатор) требуется придание одному из электропроводящих элементов устройства, входящего в состав той части устройства, которая изолирована от электрической сети, некоторого потенциала, например, близкого к потенциалу одного из проводов электрической сети, так, чтобы относительно него появилась возможность задать потенциал первого электрода ионизационной камеры таким образом, чтобы общий (средний) потенциал устройства значительно отличался от потенциала окружающей среды и/или электрической сети. Например, в некоторых случаях, в зависимости от схемотехнического решения, для этого может оказаться достаточным заземления корпуса, а в случае трансформаторного преобразователя это можно сделать соединением (прямым или с использованием сопротивлений, емкостей или полупроводниковых элементов) некоторых концов входной и выходной обмоток.Therefore, to ensure the effective application of the electrostatic method of supplying radionuclides to the ionization chamber when using a voltage converter with electrical (galvanic) isolation (isolation) of the input and output (for example, containing a transformer), it is necessary to give one of the electrically conductive elements of the device that is part of that part of the device, which is isolated from the electric network, of some potential, for example, close to the potential of one of the wires of the electric network, so that relative to it, it became possible to set the potential of the first electrode of the ionization chamber in such a way that the total (average) potential of the device significantly differs from the potential of the environment and / or electric network. For example, in some cases, depending on the circuitry solution, the case grounding may be sufficient for this, and in the case of a transformer converter, this can be done by connecting (direct or using resistances, capacitors or semiconductor elements) to some ends of the input and output windings.

При этом необходимо отметить, что в случае придания одному из электропроводящих элементов устройства, входящего в состав изолированной от электрической сети части устройства, определенного потенциала и обеспечения требуемого потенциала первого электрода ионизационной камеры таким образом, что общий (средний) потенциал устройства отличается от потенциала окружающей среды и/или электрической сети, устройство может стать электроопасным и необходимы меры по предупреждению поражения током/напряжением живых существ и других устройств.It should be noted that if one of the electrically conductive elements of the device, which is part of the device part isolated from the electric network, is given a certain potential and the required potential of the first electrode of the ionization chamber is provided in such a way that the total (average) potential of the device differs from the environmental potential and / or electrical network, the device may become hazardous and measures must be taken to prevent electric shock / voltage damage to living things and other devices.

Один тип возможных мер представляет собой помещение электрода в электроизолирующий корпус. При этом необходимо обеспечивать открытость первого электрода окружающему пространству, то есть возможность заряженным частицам (например, пыли) с радионуклидами попадать из окружающего воздуха через корпус на первый электрод. Для этого необходимы окна, отверстия, вырезы и другие виды проемов в корпусе, соединяющих внутренний объем корпуса (или его части) с окружающим пространством.One type of possible measure is the placement of an electrode in an electrical insulating housing. In this case, it is necessary to ensure the openness of the first electrode to the surrounding space, that is, the possibility of charged particles (for example, dust) with radionuclides from the surrounding air through the casing to the first electrode. This requires windows, holes, cutouts and other types of openings in the housing, connecting the internal volume of the housing (or part thereof) with the surrounding space.

В другом варианте вышеуказанные проемы, щели, отверстия, окна в стенках корпуса возможно закрыть сетчатым, пористым, тканевым или другим материалом, или элементом, который может предотвращать проникновение внутрь корпуса через окно различных предметов или частей тела, но обеспечивать прохождение через такой материал или элемент воздуха, заряженных частиц, пыли, радионуклидов, например, ДПР радона и самого радона. Использование такого материала или элемента несколько снизит чувствительность устройства ввиду удержания части указанных заряженных частиц, пыли и радионуклидов самим материалом или элементом, но, тем не менее, их прохождение будет обеспечено и, при этом, будет предотвращено проникновение внутрь устройства посторонних объектов.In another embodiment, the above openings, slots, openings, windows in the walls of the body can be covered with a mesh, porous, fabric or other material, or with an element that can prevent various objects or parts of the body from entering the body through the window, but allow passage through such material or element air, charged particles, dust, radionuclides, for example, DPR of radon and radon itself. The use of such a material or element will slightly reduce the sensitivity of the device due to the retention of part of the indicated charged particles, dust and radionuclides by the material or element itself, but, nevertheless, their passage will be ensured and, at the same time, the penetration of foreign objects into the device will be prevented.

В некоторых вариантах осуществления изобретения поражение электричеством может предотвращаться ограничением тока, который может протекать через преобразователь напряжения, входящий в состав модуля высокого напряжения, например, к первому электроду. Ограничение тока может осуществляться, например, выбором такой схемы (конструкции) преобразователя напряжения, при которой ток, протекающий через преобразователь при касании первого электрода объектом, имеющим электрический потенциал, отличающийся от потенциала первого электрода, напрямую или через какой-либо предмет, ограничен величиной, не представляющей опасности для живых существ и/или устройств, в том числе с учетом высокого напряжения на первом электроде. Примером такой схемы, например, является умножитель напряжения, использованный в модуле высокого напряжения 621, в силу наличия у него элементов, ограничивающих ток.In some embodiments, electric shock can be prevented by limiting the current that can flow through the voltage converter included in the high voltage module, for example, to the first electrode. The current can be limited, for example, by selecting such a circuit (design) of the voltage converter, in which the current flowing through the converter when the first electrode is touched by an object having an electric potential different from the first electrode potential, directly or through any object, is limited by, not dangerous for living things and / or devices, including taking into account the high voltage at the first electrode. An example of such a circuit, for example, is the voltage multiplier used in the high voltage module 621, due to the presence of current limiting elements.

В других вариантах ограничение тока может быть осуществлено использованием одного или нескольких токоограничительных элементов, расположенных на входе или выходе преобразователя напряжения или в составе преобразователя напряжения или размещенных таким образом, что посредством токоограничительных элементов соединяются первый электрод с преобразователем напряжения или же преобразователь напряжения с соединительными электродами. В качестве токоограничительных элементов могут использоваться сопротивления, емкости, нелинейные и/или полупроводниковые элементы. При использовании токоограничительных элементов ограничение тока может быть обеспечено даже в случае применения таких преобразователей напряжения, которые сами по себе выходной ток не ограничивают. Благодаря ограничению тока удается предотвратить поражение электрическим током живых существ и/или приборов для открытых электростатических (первых) электродов, размещенных как в корпусах, так и без корпусов.In other embodiments, current limiting can be carried out using one or more current-limiting elements located at the input or output of the voltage converter or as part of a voltage converter or arranged in such a way that the first electrode is connected to the voltage converter or the voltage converter with connecting electrodes by current-limiting elements. Resistance, capacitances, nonlinear and / or semiconductor elements can be used as current-limiting elements. When using current-limiting elements, current limitation can be ensured even in the case of the use of voltage converters, which in themselves do not limit the output current. Due to the current limitation, it is possible to prevent electric shocks from living creatures and / or devices for open electrostatic (first) electrodes placed both in housings and without housings.

Таким образом, с использованием вышеописанных мер, как по отдельности, так и в тех или иных комбинациях, возможно обеспечить электрическую безопасность устройства в соответствии с настоящим изобретением. В то же время необходимо отметить, что обеспечение такой электрической безопасности не является обязательным для реализации настоящего изобретения, поскольку работоспособность и требуемые характеристики устройства в соответствии с настоящим изобретением могут быть реализованы и без обеспечения электрической безопасности. Такое устройство может применяться в таких условиях, где нет необходимости в обеспечении электрической безопасности, например, в безлюдных помещениях и пространствах или обслуживаемых надлежаще проинструктированным и обученным персоналом с использованием индивидуальных мер защиты. Однако обеспечение электрической безопасности дает такое преимущество, как универсальность, удобство и широта применения независимо от того, имеют ли к нему доступ люди и животные или нет.Thus, using the above measures, both individually and in various combinations, it is possible to ensure the electrical safety of the device in accordance with the present invention. At the same time, it should be noted that ensuring such electrical safety is not necessary for the implementation of the present invention, since the performance and required characteristics of the device in accordance with the present invention can be realized without ensuring electrical safety. Such a device can be used in conditions where there is no need to ensure electrical safety, for example, in deserted rooms and spaces or serviced by properly instructed and trained personnel using individual protective measures. However, ensuring electrical safety provides such an advantage as universality, convenience and breadth of use, regardless of whether people and animals have access to it or not.

Радионуклиды, осевшие на первый электрод 103 самостоятельно или на пыли или других частицах, распадаются с испусканием альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений. Для регистрации указанных частиц и/или излучений предназначены вторые электроды 104, 105. Вторые электроды могут располагаться около первого электрода не далее от него, чем длина пробега альфа-частиц и/или бета-частиц и/или дальность распространения гамма-излучений, или внутри ионизационной камеры, ограниченной первым электродом, также с учетом обеспечения возможности регистрации частиц и/или излучений, для чего их ионные треки должны достигнуть вторых электродов. Кроме того, между первым электродом и вторыми электродами не должно располагаться объектов, которые могут помешать пролету частиц и/или распространению излучений, то есть датчик и первый электрод преимущественно должны быть в пределах прямой видимости друг друга. На фиг. 5 вторые электроды 104, 105 изображены около электрода 103, поскольку это примерная блок-схема для пояснения изобретения, и это не накладывает ограничений на место установки вторых электродов.Radionuclides deposited on the first electrode 103 alone or on dust or other particles decay with the emission of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation. The second electrodes 104, 105 are designed to register these particles and / or radiation. The second electrodes can be located near the first electrode no further from it than the mean free path of alpha particles and / or beta particles and / or the propagation distance of gamma radiation, or inside an ionization chamber bounded by the first electrode, also taking into account the possibility of registering particles and / or radiation, for which their ion tracks must reach the second electrodes. In addition, between the first electrode and the second electrodes should not be located objects that can interfere with the passage of particles and / or the propagation of radiation, that is, the sensor and the first electrode should preferably be within the direct line of sight of each other. In FIG. 5, the second electrodes 104, 105 are shown near the electrode 103, since this is an exemplary block diagram for explaining the invention, and this does not impose restrictions on the installation location of the second electrodes.

С целью обеспечения малых размеров, высокой эффективности и низкой стоимости для регистрации ионизирующих излучений, которые могут образовываться альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями, используется ионизационная камера (в частности, открытая), в которой энергия альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений затрачивается на образование заряда ионов, формируемых при пролете альфа-частиц и/или бета-частиц и/или распространении гамма-излучений в воздухе. Ионизационная камера образуется первым (электростатическим) электродом, преимущественно имеющим большие размеры для эффективного осаждения заряженных частиц и радионуклидов на большой площади, и вторыми (концентрирующими) электродами, преимущественно имеющими малые размеры (например, поперечные и меньшие по сравнению с первым электродом) для обеспечения концентрации электрического поля, в результате чего обеспечивается неравномерность (высокий градиент) электрического поля, повышающая вероятность каскадной (или лавинной) ионизации воздуха альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями, испускаемыми радионуклидами, в том числе ДПР радона или непосредственно радоном.In order to ensure small size, high efficiency and low cost, an ionization chamber (in particular, open), in which the alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation is spent on the formation of a charge of ions formed during the passage of alpha particles and / or beta particles and / or the spread of gamma radiation in air. The ionization chamber is formed by the first (electrostatic) electrode, mainly large in size for the effective deposition of charged particles and radionuclides over a large area, and the second (concentrating) electrodes, mainly small in size (for example, transverse and smaller than the first electrode) to ensure concentration electric field, as a result of which the non-uniformity (high gradient) of the electric field is ensured, increasing the likelihood of cascade (or avalanche) ionization air by alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation emitted by radionuclides, including the DPR of radon or directly radon.

Каскадная (или лавинная) ионизация воздуха альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями имеет преимущество перед обычной ударной ионизацией (происходящей при любом виде ионизации) в том, что если при ударной ионизации образуется один или несколько ионов, то при наличии условий для каскадной (или лавинной) ионизации после ударной ионизации происходит цепочка последующий ионизаций газов, входящих в состав воздуха, при которой количество ионов увеличивается многократно и даже на несколько порядков. Как следствие, при создании условий для каскадной (или лавинной) ионизации регистрировать альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения становится проще, т.к. количество образуемых ими ионов значительно больше и, в результате, сигнал ионизационной камеры также имеет значительно большую величину.Cascade (or avalanche) ionization of air by alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation has the advantage over conventional impact ionization (occurring with any type of ionization) in that if one or more ions are formed during impact ionization, in the presence of conditions for cascade (or avalanche) ionization after impact ionization, a chain of subsequent ionizations of the gases that make up the air occurs, in which the number of ions increases many times and even by several orders of magnitude. As a result, when creating conditions for cascade (or avalanche) ionization, it becomes easier to register alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, because the number of ions formed by them is much larger and, as a result, the signal of the ionization chamber also has a significantly larger value.

На первом и вторых электродах формируются такие электрические потенциалы, разность между которыми (напряжение) обеспечивает возможность эффективного сбора ионов, возникших в результате ионизации воздуха испускаемыми альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями. Оптимальная величина такого напряжения зависит от размеров ионизационной камеры, в частности, от расстояния между ее электродами. Размеры камеры, в свою очередь, определяются исходя из энергетических характеристик альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений, испускаемых радионуклидами, например, радоном и его ДПР, в частности, их скоростей пролета.At the first and second electrodes, such electric potentials are formed, the difference between which (voltage) provides the possibility of efficient collection of ions arising from ionization of the air by the emitted alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation. The optimal value of such a voltage depends on the size of the ionization chamber, in particular, on the distance between its electrodes. The dimensions of the chamber, in turn, are determined based on the energy characteristics of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation emitted by radionuclides, for example, radon and its DPR, in particular, their flight speeds.

В том случае, если для обеспечения большей безопасности постоянная составляющая напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов имеет относительно небольшую абсолютную величину (т.е. величину, превышающую напряжение (например, действующее) между соединительными электродами не более чем в 2, 3 или 4 раза, например, не менее 500 В или 600 В или 700 В или 800 В), то первый электрод, а также ионизационная камера могут быть выполнены с малыми размерами для обеспечения условий эффективного сбора ионов, так как напряженность электрического поля, обратно пропорциональна расстоянию между электродами и прямо пропорциональная напряжению между ними. Таким образом, при снижении напряжения для сохранения напряженности электрического поля, при которой возможен полный сбор ионов, необходимо уменьшать расстояние между электродами, то есть размеры ионизационной камеры, что также обеспечивает малогабаритность (компактность) устройства в соответствии с настоящим изобретением.In the event that, to ensure greater safety, the DC voltage component at the first electrode relative to one or more connecting electrodes has a relatively small absolute value (i.e., a value exceeding the voltage (for example, effective) between the connecting electrodes by no more than 2, 3 or 4 times, for example, at least 500 V or 600 V or 700 V or 800 V), then the first electrode, as well as the ionization chamber can be made with small dimensions to ensure conditions for the efficient collection of ions, since electric field strength is inversely proportional to the distance between the electrodes and directly proportional to the voltage between them. Thus, when lowering the voltage in order to maintain the electric field strength at which complete collection of ions is possible, it is necessary to reduce the distance between the electrodes, that is, the dimensions of the ionization chamber, which also ensures the small size (compactness) of the device in accordance with the present invention.

В связи с этим напряжение между электродами ионизационной камеры может определяться исходя из других соображений. В частности, в учет могут приниматься эффективность осаждения заряженных частиц, взвешенных в воздухе, на первый электрод, для чего на первом электроде обычно необходим потенциал, отличающийся не менее чем на 1000 вольт по сравнению с постоянным (средним) потенциалом окружающей среды (в частности, электрической сети) в ту или иную сторону, то есть со знаком + или -.In this regard, the voltage between the electrodes of the ionization chamber can be determined on the basis of other considerations. In particular, the efficiency of the deposition of charged particles suspended in air onto the first electrode can be taken into account, for which the potential usually differs by no less than 1000 volts in comparison with the constant (average) environmental potential (in particular, electric network) in one direction or another, that is, with a + or - sign.

Необходимо учитывать, что высокое напряжение между электродами ионизационной камеры создает возможности для электрического пробоя. В связи с этим необходимо подбирать размеры ионизационной камеры и напряжение между ее электродами и их форму так, чтобы напряженность электрического поля была меньше критической, т.е. такой, при которой происходит электрический пробой воздуха.It must be borne in mind that the high voltage between the electrodes of the ionization chamber creates opportunities for electrical breakdown. In this regard, it is necessary to select the dimensions of the ionization chamber and the voltage between its electrodes and their shape so that the electric field is less than critical, i.e. one in which an electrical breakdown of air occurs.

Кроме того, от величины напряжения между электродами ионизационной камеры зависит эффективность определения (детектирования) альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений, поскольку эффективность собирания ионов из ионных треков, созданными альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями в воздухе зависит от напряженности электрического поля (в т.ч. от напряжения между электродами): при установлении между электродами большего напряжения с величиной до 1000 В эффективность повышается, а свыше 1000 В она остается примерно одной и той же (практически не растет или растет слабо). В связи с этим увеличение напряжения между электродами ионизационной камеры с точки зрения увеличения эффективности (чувствительности) определения (детектирования) альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений имеет смысл до 1000 В.In addition, the efficiency of determining (detecting) alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation depends on the voltage between the electrodes of the ionization chamber, since the efficiency of collecting ions from ion tracks created by alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation in the air depends on the electric field strength (including the voltage between the electrodes): when a higher voltage is established between the electrodes with a magnitude of up to 1000 V, the efficiency increases, and over 1000 V it remains approximately ne of the same (or almost does not grow grows poorly). In this regard, an increase in voltage between the electrodes of the ionization chamber in terms of increasing the efficiency (sensitivity) of determining (detecting) alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation makes sense up to 1000 V.

В то же время влияние величины напряжения на первом электроде (который в преимущественном варианте образует один из электродов ионизационной камеры) на эффективность сбора радионуклидов из окружающего воздуха имеет несколько иной характер. В частности, при установлении большего напряжения на первом электроде с величиной до 1000 В эффективность сбора радионуклидов (их собираемое количество) значительно увеличивается, свыше 1000 В но меньше 1500 В увеличение эффективности становится меньше, а свыше 1500 В увеличение эффективности сбора радионуклидов становится незначительным. Это значит, что увеличение напряжения на первом электроде с точки зрения увеличения эффективности (количества) сбора радионуклидов имеет смысл до 1500 В.At the same time, the influence of the magnitude of the voltage at the first electrode (which in the preferred embodiment forms one of the electrodes of the ionization chamber) on the efficiency of the collection of radionuclides from ambient air has a slightly different character. In particular, when a higher voltage is established at the first electrode with a magnitude of up to 1000 V, the collection efficiency of radionuclides (their collected amount) increases significantly, over 1000 V but less than 1500 V, the increase in efficiency becomes less, and over 1500 V the increase in the collection efficiency of radionuclides becomes insignificant. This means that increasing the voltage at the first electrode in terms of increasing the efficiency (quantity) of collecting radionuclides makes sense up to 1500 V.

Поскольку в преимущественном варианте осуществления первый электрод является одним из электродов ионизационной камеры, то напряжение на первом электроде преимущественно отсчитывается относительно вторых электродов, т.е. представляет собой напряжение между электродами ионизационной камеры. В этом варианте по вышеуказанным причинам предпочтительная величина этого напряжения находится в диапазоне между 1000 В и 1500 В.Since, in an advantageous embodiment, the first electrode is one of the electrodes of the ionization chamber, the voltage at the first electrode is mainly measured relative to the second electrodes, i.e. represents the voltage between the electrodes of the ionization chamber. In this embodiment, for the above reasons, the preferred value of this voltage is in the range between 1000 V and 1500 V.

Также необходимо учитывать, что первый и вторые электроды ионизационной камеры образуют диполь, так как имеют разные потенциалы. Ввиду вышесказанного о влиянии дипольной пары электродов на объем окружающего воздуха, из которого формируемым полем захватываются и осаждаются на первом электроде заряженные частицы (а значит, и о влиянии на эффективность и чувствительность устройства в соответствии с настоящим изобретением), для снижения влияния дипольного эффекта на показатели устройства полезно, чтобы потенциалы вторых электродов были близки к потенциалу (например, постоянному или постоянной составляющей потенциала) окружающей среды, в частности, электрической сети и, более конкретно, соединительных электродов.It is also necessary to take into account that the first and second electrodes of the ionization chamber form a dipole, since they have different potentials. In view of the above, the effect of a dipole pair of electrodes on the volume of ambient air from which charged particles are captured and deposited on the first electrode by the formed field (and, therefore, the effect on the efficiency and sensitivity of the device in accordance with the present invention), to reduce the effect of the dipole effect on the performance It is useful for the device that the potentials of the second electrodes are close to the potential (for example, a constant or constant component of the potential) of the environment, in particular, an electric minute and more specifically, the connection electrode.

Привязка потенциалов вторых электродов к постоянному потенциалу соединительных электродов (в пределе уравнивание этих потенциалов) может осуществляться с помощью задающих потенциал компонентов, например, с помощью сопротивлений, соединяющих концентрирующие электроды с проводником, имеющим потенциал, близкий к постоянному потенциалу соединительных электродов (или одного из них). Сопротивления могут быть большими (сотни килоом, мегаомы или больше), а проводник, с которым они соединяются, может входить в состав блока питания, в частности, в модуль высокого напряжения или модуль низкого напряжения, или быть соединенным непосредственно или через дополнительные компоненты с одним или несколькими соединительными электродами. В других вариантах для притягивания (сближения) постоянных составляющих потенциалов вторых (концентрирующих) и соединительных электродов также могут использоваться другие цепи, известные из уровня техники, в том числе цепи с полупроводниковыми компонентами.The potentials of the second electrodes can be linked to the constant potential of the connecting electrodes (in the limit, equalization of these potentials) can be carried out using potential-determining components, for example, by means of resistors connecting the concentrating electrodes to a conductor having a potential close to the constant potential of the connecting electrodes (or one of them ) Resistances can be large (hundreds of kilo-ohms, megaohms or more), and the conductor with which they are connected can be part of the power supply, in particular, a high voltage module or low voltage module, or can be connected directly or through additional components with one or several connecting electrodes. In other embodiments, other circuits known from the prior art, including circuits with semiconductor components, can also be used to attract (draw together) the constant potential components of the second (concentrating) and connecting electrodes.

Несмотря на то, что вторые (концентрирующие) электроды имеют потенциалы, близкие к потенциалу окружающей среды, в ионизационной камере они могут называться анодами, если на первый электрод подан отрицательный потенциал (сам первый электрод в таком случае может назваться катодом), или катодами, если на первый электрод подан положительный потенциал (сам первый электрод в таком случае может назваться анодом). Это связано с тем, что вторые электроды относительно первого электрода имеют отличающиеся потенциалы и вместе они формируют электрическое поле, необходимое для обеспечения работоспособности ионизационной камеры, точно так же, как если бы вторые электроды имели потенциалы, отличающиеся от потенциала окружающей среды.Despite the fact that the second (concentrating) electrodes have potentials close to the environmental potential, in the ionization chamber they can be called anodes if a negative potential is applied to the first electrode (in this case, the first electrode itself can be called a cathode), or cathodes if a positive potential is applied to the first electrode (the first electrode itself in this case may be called the anode). This is due to the fact that the second electrodes relative to the first electrode have different potentials and together they form an electric field necessary to ensure the operability of the ionization chamber, just as if the second electrodes had potentials different from the environmental potential.

Таким образом, в предпочтительном варианте ионизационная камера формируется первым электродом большой площади с электрическим потенциалом, имеющим постоянную составляющую относительно одного или нескольких соединительных электродов (например, более 200 В, 300 В, 400 В, 500 В, 600 В, 700 В, -800 В или 900 В при положительном потенциале или менее -200 В, -300 В, -400 В, -500 В, -600 В, -700 В, -800 В или -900 В при отрицательном потенциале, преимущественно более 1000 В при положительном потенциале или менее -1000 В при отрицательном потенциале), и вторыми электродами малой площади с электрическими потенциалами, постоянные составляющие которых близки к постоянной составляющей потенциала одного или нескольких соединительных электродов (например, отличаются в пределах +/-50 В и преимущественно равны). Поскольку в такой конфигурации вторые электроды имеют потенциалы, близкие к постоянному потенциалу соединительных электродов (электрической сети), то, как указывалось выше, с целью обеспечения наибольшей эффективности детектирования альфа-частиц напряжение между первым электродом и одним или несколькими соединительными электродами преимущественно не должно превышать (или быть меньше) 1500 В.Thus, in a preferred embodiment, the ionization chamber is formed by the first electrode of a large area with an electric potential having a constant component relative to one or more connecting electrodes (for example, more than 200 V, 300 V, 400 V, 500 V, 600 V, 700 V, -800 V or 900 V with a positive potential or less than -200 V, -300 V, -400 V, -500 V, -600 V, -700 V, -800 V or -900 V with a negative potential, mainly more than 1000 V with a positive potential or less than -1000 V at negative potential), and the second electrodes of small area with electric potentials, the constant components of which are close to the constant component of the potential of one or more connecting electrodes (for example, differ within +/- 50 V and are mostly equal). Since in this configuration the second electrodes have potentials close to the constant potential of the connecting electrodes (electrical network), then, as mentioned above, in order to ensure the highest detection efficiency of alpha particles, the voltage between the first electrode and one or more connecting electrodes should preferably not exceed ( or be less) 1500 V.

При больших значениях (абсолютных) постоянной составляющей напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов по сравнению с переменным напряжением (эффективным значением или амплитудой) между соединительными электродами (или переменной составляющей на первом электроде) электрическое поле, формируемое около первого электрода, обеспечивает создание на заряженных частицах, взвешенных в воздухе, силы Кулона, направленной в одну сторону и относительно мало изменяющейся по величине. Это обеспечивает более эффективный сбор заряженных частиц первым электродом.For large values (absolute) of the DC component of the voltage at the first electrode relative to one or more connecting electrodes compared to an alternating voltage (effective value or amplitude) between the connecting electrodes (or an alternating component on the first electrode), an electric field generated near the first electrode provides on charged particles suspended in air, the Coulomb force directed in one direction and relatively small in magnitude. This provides a more efficient collection of charged particles by the first electrode.

Благодаря наличию в ионизационной камере электрического напряжения, обеспечивающего сбор ионов, возникших в результате ионизации воздуха альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями, и неоднородности (градиента) электрического поля, формируемой разницей в размерах первого и вторых электродов и повышающей вероятность ударной ионизации, альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения, испускаемые радионуклидами, порождают в ионизационной камере в местах пролета ионные треки. Датчиком альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений в виде ионизационной камеры регистрируются не только (и не столько) сами альфа частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения, но и ионизированные частицы, которые перемещаются в электрическом поле внутри ионизационной камеры, что повышает вероятность регистрации альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения и различения их характеристик.Due to the presence of an electric voltage in the ionization chamber, which ensures the collection of ions resulting from the ionization of air by alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, and the inhomogeneity (gradient) of the electric field formed by the difference in the sizes of the first and second electrodes and increasing the probability of impact ionization, alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation emitted by radionuclides generate ion tracks in the ionization chamber at the places of passage. The alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation sensors in the form of an ionization chamber detect not only (and not so much) the alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation themselves, but also ionized particles that move in an electric field inside the ionization chamber, which increases the probability of detecting alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation and distinguishing their characteristics.

Образующиеся в результате действия излучений и/или частиц ионы воздуха могут иметь заряды с разными знаками и часть из них неизбежно будет осаждаться на вторых электродах. Следовательно, эти ионы могут быть зарегистрированы путем определения изменения заряда или напряжения на вторых электродах.Air ions formed as a result of radiation and / or particles can have charges with different signs and some of them will inevitably be deposited on the second electrodes. Therefore, these ions can be detected by determining the change in charge or voltage at the second electrodes.

Большая площадь первого электрода обеспечивает больший объем, в котором могут быть созданы условия для порождения ионных треков альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями, появляющимися в результате распадов радионуклидов, а значит и более высокую чувствительность, и эффективность устройства. Однако увеличение размеров первого электрода означает и возрастание расстояния между вторыми электродами и теми частями первого электрода, которые находятся напротив вторых электродов или рядом. При этом для сохранения условий каскадной (или лавинной) ионизации и обеспечения эффективности сбора ионов в камере потребуется увеличение напряжения между электродами, что может привести к электрическому пробою и отрицательно сказаться на электробезопасности устройства.The large area of the first electrode provides a larger volume in which conditions can be created for the generation of ion tracks by alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation resulting from the decay of radionuclides, which means higher sensitivity and efficiency of the device . However, an increase in the size of the first electrode also means an increase in the distance between the second electrodes and those parts of the first electrode that are opposite or adjacent to the second electrodes. At the same time, in order to maintain the conditions of cascade (or avalanche) ionization and to ensure the efficient collection of ions in the chamber, an increase in voltage between the electrodes will be required, which can lead to electrical breakdown and adversely affect the electrical safety of the device.

Кроме того, в случае преимущественной регистрации альфа-частиц необходимо учитывать, что максимальная длина пробега большинства альфа-частиц в воздухе составляет 5-6 см, в связи с чем выполнение камеры с характерным размером (диаметр, поперечный размер и/или длина) менее 5 см приведет к снижению эффективности (чувствительности) регистрации альфа-частиц, а выполнение камеры с характерным размером более 6 см означает излишний расход материалов и необоснованное увеличение габаритов. В то же время ионизационная камера с характерным размером не менее 2 см и не более 10 см также будет обеспечивать регистрацию альфа-частиц. Преимущество определения наличия и/или содержания радионуклидов в воздухе с помощью открытой воздушной ионизационной камеры путем регистрации альфа-частиц заключается в том, что альфа-частицы и/или создаваемые ими ионные треки вызывают в датчике сигнал большей величины, чем бета-частицы или гамма-излучение.In addition, in the case of predominant registration of alpha particles, it must be taken into account that the maximum mean free path of most alpha particles in air is 5-6 cm, and therefore a camera with a characteristic size (diameter, transverse size and / or length) of less than 5 cm will reduce the efficiency (sensitivity) of registration of alpha particles, and the implementation of the camera with a characteristic size of more than 6 cm means excessive consumption of materials and unreasonable increase in size. At the same time, an ionization chamber with a characteristic size of not less than 2 cm and not more than 10 cm will also ensure the registration of alpha particles. The advantage of determining the presence and / or content of radionuclides in air using an open air ionization chamber by detecting alpha particles is that alpha particles and / or ion tracks created by them cause a larger signal in the sensor than beta particles or gamma radiation.

Повышение эффективно используемой площади первого электрода возможно несколькими способами. Во-первых, возможно размещение около первого электрода нескольких вторых электродов. Это приведет к тому, что условия для формирования каскадной (или лавинной) ионизации будут обеспечиваться не на одном участке первого электрода около одного концентрирующего электрода, а на нескольких участках около нескольких вторых электродов. При соответствующем размещении концентрирующих электродов на расстоянии друг от друга эти области первого электрода могут прилегать друг к другу, образуя единую область эффективного формирования условия для каскадной (или лавинной) ионизации.Increasing the effective usable area of the first electrode is possible in several ways. Firstly, it is possible to place several second electrodes near the first electrode. This will lead to the fact that the conditions for the formation of cascade (or avalanche) ionization will be provided not in one section of the first electrode near one concentrating electrode, but in several sections around several second electrodes. With appropriate placement of the concentrating electrodes at a distance from each other, these regions of the first electrode can lie adjacent to each other, forming a single area for the effective formation of conditions for cascade (or avalanche) ionization.

Во-вторых, первый электрод может быть выполнен в форме электрической камеры, формирующей объем, в частности, ионизационной камеры и окружающей вторые электроды с нескольких сторон, в результате чего вся поверхность (или большая часть) первого электрода, обращенная ко вторым электродам, находится на оптимальном расстоянии, при котором обеспечивается эффективный сбор ионов и/или обеспечиваются условия для каскадной (или лавинной) ионизации с учетом напряжения между электродами ионизационной камеры.Secondly, the first electrode can be made in the form of an electric chamber, forming a volume, in particular, an ionization chamber and surrounding the second electrodes on several sides, as a result of which the entire surface (or most) of the first electrode facing the second electrodes is on the optimal distance at which efficient ion collection and / or conditions are provided for cascade (or avalanche) ionization, taking into account the voltage between the electrodes of the ionization chamber.

Поскольку первый электрод может привлекать заряженные частицы, взвешенные в воздухе, из окружающего электрод пространства, то радионуклиды могут осаждаться в основном на наружной поверхности электрической камеры, которую может формировать первый электрод. Однако вторые электроды находятся внутри такой камеры и, следовательно, условия для эффективного сбора ионов должны создаваться внутри камеры.Since the first electrode can attract charged particles suspended in the air from the space surrounding the electrode, radionuclides can be deposited mainly on the outer surface of the electric chamber, which the first electrode can form. However, the second electrodes are located inside such a chamber and, therefore, conditions for the efficient collection of ions must be created inside the chamber.

Это означает, что стенки ионизационной камеры, то есть первый электрод, должны обеспечивать осаждение на них радионуклидов (в том числе, например, вместе с пылью) с внутренней стороны для того, чтобы обеспечивать возможность попадания альфа-частиц бета-частиц и/или гамма-излучений, появляющихся в результате распада радионуклидов, внутрь ионизационной камеры - то есть ионизационная камера должна быть открытой для окружающего воздуха (другими словами, ионизационная камера, объем которой формируется электрической камерой, должна быть открытой воздушной ионизационной камерой).This means that the walls of the ionization chamber, that is, the first electrode, must ensure the deposition of radionuclides on them (including, for example, together with dust) from the inside in order to allow alpha particles of beta particles and / or gamma to enter - emissions resulting from the decay of radionuclides, inside the ionization chamber - that is, the ionization chamber must be open to ambient air (in other words, the ionization chamber, the volume of which is formed by the electric chamber, must be open th air ionization chamber).

Для выполнения этих требований первый электрод может быть выполнен не из сплошного материала, а из пористого, сетчатого, тканевого материала или элемента либо материала или элемента с отверстиями (такой материал или элемент может быть выполнен с использованием металла или металлизации). Такой материал может обеспечивать прохождение внутрь камеры не только альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений, но и самих радионуклидов и/или радиоактивной пыли. Это может быть пористая пленка, сетка, ткань, листовой материал с отверстиями, преимущественно выполненные с использованием металла или металлизации, например, поверхностной.To fulfill these requirements, the first electrode may not be made of solid material, but of a porous, mesh, fabric material or element or material or element with holes (such material or element may be made using metal or metallization). Such material may allow passage of not only alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation into the chamber, but also the radionuclides and / or radioactive dust themselves. This can be a porous film, mesh, fabric, sheet material with holes, mainly made using metal or metallization, for example, surface.

Сетка, выполненная с использованием металла, обладает особыми преимуществами, поскольку она, с одной стороны, эффективно создает электрическое поле для сбора радионуклидов на проволочках, формирующих сетку, а с другой стороны, имеет достаточно большие ячейки по сравнению с размерами частиц пыли, радионуклидов, ионов ДПР и т.п., через которые радионуклиды могут попадать в ионизационную камеру. Часть радионуклидов (на микрочастицах или сами по себе), привлеченных электрическим полем первого электрода в виде сетки, будет пролетать в отверстия сетки, попадать внутрь камеры и по-прежнему находиться под действием электрического поля, которое создает сетка, но теперь поле будет направлено в обратную сторону. Следовательно, радионуклиды будут замедляться и направляться в сторону сетки, ее проволочек, из которых выполнена сетка, и оседать на них с внутренней стороны.A grid made using metal has special advantages, since it, on the one hand, effectively creates an electric field for collecting radionuclides on the wires forming a grid, and on the other hand, has sufficiently large cells in comparison with the particle sizes of dust, radionuclides, and ions DPR and the like, through which radionuclides can enter the ionization chamber. Part of the radionuclides (on microparticles or on their own), attracted by the electric field of the first electrode in the form of a grid, will fly into the holes of the grid, fall into the chamber and continue to be under the influence of the electric field that the grid creates, but now the field will be directed back side. Consequently, radionuclides will slow down and be directed towards the grid, its wires, of which the grid is made, and settle on them from the inside.

Таким образом, использование сетки обеспечивает возможность попадания радионуклидов на внутреннюю сторону ионизационной камеры, благодаря чему альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучение могут перемещаться внутри ионизационной камеры (те радионуклиды, которые осели на внешней стороне камеры, практически не могут испускать альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучение внутрь камеры, поскольку эти излучения распространяются прямолинейно и их попадание внутрь камеры предотвращается проволочками, на которых оседают радионуклиды с внешней стороны).Thus, the use of the grid allows radionuclides to enter the inner side of the ionization chamber, so that alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation can move inside the ionization chamber (those radionuclides that settled on the outside of the chamber practically do not can emit alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation into the chamber, since these radiation propagate rectilinearly and their ingress into the chamber is prevented by wires on which p adionuclides from the outside).

Кроме того, большой размер ячеек сетки (относительно размеров ионов, частиц пыли, альфа- частиц и бета-частиц) обеспечивает меньше задержанных радионуклидов, альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений и, соответственно, более высокую долю попадания радионуклидов, альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений внутрь ионизационной камеры. В то же время чрезмерно большой размер ячеек сетки ухудшает условия электростатической экранировки вторых электродов камеры, что ухудшает соотношение сигнал шум на вторых электродах камеры, в связи с чем размеры ячеек должны подбираться в соответствии с конфигурацией ионизационной камеры и величины напряжения для обеспечения эффективного сбора радионуклидов и регистрации альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучения.In addition, the large mesh size (relative to the size of ions, dust particles, alpha particles and beta particles) provides fewer delayed radionuclides, alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation and, accordingly, a higher proportion ingress of radionuclides, alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation into the ionization chamber. At the same time, an excessively large mesh cell size worsens the electrostatic shielding conditions of the second chamber electrodes, which worsens the signal-to-noise ratio at the second chamber electrodes, and therefore the cell sizes must be selected in accordance with the configuration of the ionization chamber and the voltage value to ensure efficient collection of radionuclides and registration of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation.

Указанные способы повышения эффективности и чувствительности устройства путем увеличения объема, в котором обеспечиваются условия эффективной ионизации и сбора ионов, могут комбинироваться. Например, первый электрод может представлять собой стенку, ограничивающую объем ионизационной камеры, в которой размещено несколько вторых электродов. В частности, на фиг. 6 показан первый электрод 103, выполненный с использованием сетки и, преимущественно, металла (например, в виде металлической сетки), в виде вытянутой ионизационной камеры (т.е. параллелепипеда). Очевидно, что один второй электрод не может обеспечить одинаковые условия для эффективного сбора ионов по всему объему такой ионизационной камеры. В связи с этим внутри ионизационной камеры (но по-прежнему около первого электрода, представляющего собой стенку ионизационной камеры, на расстоянии не более длины пробега альфа-частиц и/или бета-частиц и/или дальности распространения гамма-излучений) может быть установлено два, три, шесть или другое количество вторых электродов в виде проволочек в один или несколько рядов.These methods of increasing the efficiency and sensitivity of the device by increasing the volume in which the conditions for effective ionization and ion collection are provided can be combined. For example, the first electrode may be a wall delimiting the volume of the ionization chamber in which several second electrodes are placed. In particular, in FIG. 6 shows a first electrode 103 made using a grid and, preferably, metal (for example, in the form of a metal grid), in the form of an elongated ionization chamber (i.e., a parallelepiped). Obviously, one second electrode cannot provide the same conditions for the efficient collection of ions throughout the volume of such an ionization chamber. In this regard, inside the ionization chamber (but still near the first electrode, which is the wall of the ionization chamber, at a distance of not more than the mean free path of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation propagation distance), two , three, six or another number of second electrodes in the form of wires in one or more rows.

Толщина проволочек (например, диаметр) может составлять несколько миллиметров или долей миллиметра, например, менее 3 мм, 2,5 мм, 2 мм, 1,5 мм, 1 мм, 0,5 мм, 0,1 мм и более нескольких микрон, например, 5 мкм, 10 мкм, 25 мкм, 50 мкм, 100 мкм.The thickness of the wires (for example, diameter) can be several millimeters or fractions of a millimeter, for example, less than 3 mm, 2.5 mm, 2 mm, 1.5 mm, 1 mm, 0.5 mm, 0.1 mm and more than a few microns for example, 5 μm, 10 μm, 25 μm, 50 μm, 100 μm.

Кроме того, может быть выполнено несколько ионизационных камер, образующих, в частности, отдельные объемы ионизационных камер, в каждой из которых (или около) может быть размещено по одному или несколько вторых (концентрирующих) электродов. Первые (электростатические) электроды, формирующие указанные ионизационные камеры, могут быть соединены между собой электрически, что позволяет использовать для подачи на всех них напряжения с постоянной составляющей с помощью одного модуля высокого напряжения, или же представлять собой полностью отдельные первые электроды, имеющие отдельные источники постоянного напряжения. Любой из вышеописанных вариантов позволяет как повысить площадь первого электрода (в т.ч. разделением на несколько), что повышает эффективность и чувствительность устройства, так и обеспечить условия эффективного сбора ионов, необходимые для реализации принципа работы ионизационной камеры, для всей или большей части площади первого электрода.In addition, several ionization chambers can be made, forming, in particular, separate volumes of ionization chambers, in each of which (or near) one or several second (concentrating) electrodes can be placed. The first (electrostatic) electrodes forming these ionization chambers can be electrically interconnected, which makes it possible to use a constant voltage component for supplying all of them using one high voltage module, or they can be completely separate first electrodes having separate constant sources voltage. Any of the above options allows both to increase the area of the first electrode (including division into several), which increases the efficiency and sensitivity of the device, and to provide conditions for the efficient collection of ions, necessary for the implementation of the principle of operation of the ionization chamber, for the entire or most of the area first electrode.

Вторые (концентрирующие) электроды благодаря потенциалу, необходимому для создания условий эффективного сбора ионов, будут притягивать ионы, образуемые альфа-частицами и/или бета-частицами и/или гамма-излучениями при пролете в таких условиях, и, соответственно, накапливать, т.е. изменять, заряд на вторых электродах в соответствии с характеристиками альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения, что, в свою очередь, позволяет определять (детектировать) альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения и их характеристики, и, в некоторых случаях, определять виды, состав, количество, соотношение радионуклидов, их породивших.The second (concentrating) electrodes, due to the potential necessary to create conditions for the efficient collection of ions, will attract ions formed by alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation during flight under such conditions, and, accordingly, accumulate, etc. e. change the charge on the second electrodes in accordance with the characteristics of the alpha particle and / or beta particle and / or gamma radiation, which, in turn, allows you to determine (detect) alpha particles and / or beta particles and / or gamma -radiations and their characteristics, and, in some cases, determine the types, composition, quantity, ratio of radionuclides that generated them.

Для определения заряда и его изменения на вторых электродах с ними в предпочтительном варианте осуществления соединены усилители заряда, преобразующие величину заряда на входе в напряжение или ток на выходе, а изменение величины заряда на входе, соответственно, в изменение напряжения или тока на выходе. Усилители заряда могут быть выполнены в соответствии с известными из уровня техники конструктивными решениями, например, с использованием операционных усилителей с высокоомным входом.In order to determine the charge and its change at the second electrodes, charge amplifiers are connected with them in a preferred embodiment, converting the amount of charge at the input to the voltage or current at the output, and the change in the amount of charge at the input, respectively, to the change in voltage or current at the output. Amplifiers of charge can be made in accordance with known from the prior art design solutions, for example, using operational amplifiers with a high-impedance input.

Поскольку заряды, формируемые ионами, и их изменения обычно имеют малую величину, в преимущественном варианте усилители заряда могут располагаться рядом со вторыми (концентрирующими) электродами для обеспечения наилучшей помехозащищенности. В том случае, если вторые электроды установлены около первого электрода (электродов), образующих стенку ионизационной камеры, например, внутри ионизационной камеры, то усилители заряда также могут располагаться, например, также внутри ионизационной камеры или с другой стороны платы напротив ионизационной камеры (например, второго электрода).Since the charges formed by the ions and their changes are usually small, in a preferred embodiment, the charge amplifiers can be located next to the second (concentrating) electrodes to ensure the best noise immunity. In the event that the second electrodes are installed near the first electrode (s) forming the wall of the ionization chamber, for example, inside the ionization chamber, then charge amplifiers can also be located, for example, also inside the ionization chamber or on the other side of the board opposite the ionization chamber (for example, second electrode).

Заряды/изменения зарядов вторых электродов преимущественно усиливаются отдельными усилителями заряда потому, что вычитание зарядов со вторых электродов друг из друга в прямом виде приведет к уменьшению величины выходного сигнала усилителя заряда, усиливающего разностный заряд, поскольку заряды будут собираться для вычитания на вычитающий модуль и при вычитании заряд будет распределяться по всему рабочему объему вычитающего модуля. Кроме того, при перетекании со вторых электродов в модуль усиления/вычитания заряд должен проходить по проводнику, на который будут наводиться помехи, поступающие затем на вход усилителя и, как следствие, усиливающиеся.The charges / changes in the charges of the second electrodes are mainly amplified by separate charge amplifiers because subtracting the charges from the second electrodes from each other in direct form will reduce the output signal of the charge amplifier amplifying the differential charge, since the charges will be collected for subtraction by the subtracting module and when subtracting the charge will be distributed over the entire working volume of the subtracting module. In addition, when flowing from the second electrodes into the amplification / subtraction module, the charge must pass through the conductor, which will induce interference, then coming to the input of the amplifier and, as a result, amplified.

В то же время токи и/или напряжения на выходах усилителей заряда могут вычитаться друг из друга и/или обрабатываться по отдельности (например, усиливаться, фильтроваться, использоваться для определения альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений и т.п.) с дальнейшим вычитанием данных, при котором потери незначительны по сравнению с величинами самих токов/напряжений. При этом помехи на входе усилителей практически не наводятся, если усилители расположены рядом с электродами, с которых снимается заряд (например, вторыми), а помехи, наводимые на выходы усилителей, значительно уменьшаются или даже устраняются благодаря низкому выходному сопротивлению усилителей (в частности, операционных усилителей).At the same time, the currents and / or voltages at the outputs of the charge amplifiers can be subtracted from each other and / or processed separately (for example, amplified, filtered, used to determine alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation and etc.) with further subtraction of the data, in which the losses are insignificant in comparison with the values of the currents / voltages themselves. In this case, interference at the input of the amplifiers is practically not induced if the amplifiers are located next to the electrodes from which the charge is removed (for example, second), and the noise induced at the outputs of the amplifiers is significantly reduced or even eliminated due to the low output impedance of the amplifiers (in particular, operating amplifiers).

Необходимо учитывать, что описание работы устройства и датчика в терминах заряда и электрического напряжения (потенциала) взаимосвязаны, так как вторые электроды имеют определенные емкости и заряд может быть пересчитан в напряжение по формуле Q=CU, где Q - заряд, С - емкость, a U - напряжение. Напряжение представляет собой разность потенциалов, например, относительно какого либо объекта, который может быть одним и тем же для нескольких проводников. Электрический потенциал по своей сути может быть определен с точностью до постоянной составляющей, которая может изменяться в зависимости от объема системы, в которой происходит определение. Таким образом, при указании того или иного потенциала обычно подразумевается отличие этого потенциала от потенциала какого-то другого объекта, то есть по сути указывают напряжение относительно того объекта. Под сигналом подразумевается временная последовательность значений физической величины, такой как заряд, напряжение, потенциал (также может быть ток, который связан с напряжением через закон Ома). Таким образом, описание работы устройства и датчика в терминах напряжений, потенциалов и зарядов являются взаимозаменяемыми и могут варьироваться в целях удобства и понятности пояснения изобретения.It must be taken into account that the description of the operation of the device and the sensor in terms of charge and electric voltage (potential) are interconnected, since the second electrodes have certain capacities and the charge can be converted to voltage according to the formula Q = CU, where Q is the charge, C is the capacitance, a U is the voltage. The voltage is the potential difference, for example, with respect to any object that can be the same for several conductors. The electrical potential in its essence can be determined with an accuracy of a constant component, which can vary depending on the volume of the system in which the determination takes place. Thus, when specifying one or another potential, the difference between this potential and the potential of some other object is usually implied, that is, in fact, indicate the voltage relative to that object. By a signal is meant a time sequence of values of a physical quantity, such as charge, voltage, potential (there can also be a current that is connected with voltage through Ohm's law). Thus, the description of the operation of the device and the sensor in terms of voltages, potentials and charges are interchangeable and may vary for the convenience and clarity of the explanation of the invention.

В соответствии с блок-схемой на фиг. 5, сигналы со вторых электродов 104 и 105, установленных около первого электрода 103, подаются в блок обработки 603, где сигнал с одного электрода вычитается из сигнала с другого электрода вычитающим модулем 106 (разность может быть усилена, если вычитающий модуль выполнен в виде дифференциального усилителя) и далее обрабатывается модулем обработки 631. Вычитающий модуль 106 может содержать усилитель заряда или высокоомный повторитель напряжения. В то же время в некоторых вариантах описания таких структур усилитель заряда может быть включен в состав ионизационной камеры, поскольку вторичные электроды выдают сигналы в виде заряда/изменения заряда (или, соответственно, напряжения), которые должны быть усилены. В связи с этим в некоторых подходах усилитель заряда может считаться необходимым для реализации функции ионизационной камеры и, следовательно, может считаться входящим в ее состав, хотя в целом он является отдельным от ионизационной камеры элементом.In accordance with the block diagram of FIG. 5, the signals from the second electrodes 104 and 105 installed near the first electrode 103 are supplied to the processing unit 603, where the signal from one electrode is subtracted from the signal from the other electrode by the subtracting module 106 (the difference can be amplified if the subtracting module is made in the form of a differential amplifier ) is further processed by the processing module 631. The subtracting module 106 may include a charge amplifier or a high-resistance voltage follower. At the same time, in some versions of the description of such structures, a charge amplifier can be included in the ionization chamber, since the secondary electrodes give signals in the form of a charge / change in charge (or, accordingly, voltage), which must be amplified. In this regard, in some approaches, a charge amplifier may be considered necessary to realize the function of the ionization chamber and, therefore, may be considered part of its composition, although in general it is an element separate from the ionization chamber.

В общем случае вычитающий модуль 106 предназначен для получения разности сигналов и ее усиления до того уровня, который необходим для эффективной обработки в модуле обработки 631. Он может быть выполнен с использованием различной элементной базы и разнообразных схемотехнических решений, известных из уровня техники, например, с использованием отдельных элементов, таких как транзисторы, интегральных элементов, таких как операционные усилители, или быть встроенным в модуль обработки (например, такой как процессор или контроллер). Усилитель может помимо указанного назначения может выполнять функции ограничения, фильтрации, инвертирования, преобразования формы сигнала и/или смены параметра электрического процесса, используемого в качестве носителя сигнала, т.е. по меньшей мере часть функций модуля обработки.In the General case, the subtracting module 106 is designed to obtain the signal difference and its amplification to the level that is necessary for efficient processing in the processing module 631. It can be performed using various element base and various circuit solutions known from the prior art, for example, using individual elements, such as transistors, integrated elements, such as operational amplifiers, or to be integrated into a processing module (for example, such as a processor or controller). The amplifier may, in addition to the specified purpose, perform the functions of limiting, filtering, inverting, transforming the waveform and / or changing the parameter of the electrical process used as a signal carrier, i.e. at least part of the functions of the processing module.

Модуль обработки 631 предназначен для обработки, преобразования сигналов и/или получения исходя из характеристик и параметров сигналов данных, например, о событиях детектирования альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений, частоты и интенсивности альфа-распадов и/или бета-распадов и/или гамма-излучений, радиоактивности радионуклидов, например, ДПР радона/торона и/или самого радона/торона, а также концентрации и/или объемной активности радионуклидов (могут определяться все эти показатели, один или некоторые из них в различных комбинациях). Полученные данные могут выводиться или передаваться во внешние устройства или элементы/компоненты. Термин данные, используемый здесь и далее, преимущественно обозначает данные, полученные в результате обработки сигнала датчика, в который входят ионизационная камера, составляемая первым (первыми) и вторыми электродами, и модуль вычитания.Processing module 631 is designed to process, convert signals and / or obtain, based on the characteristics and parameters of the data signals, for example, events of detection of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, frequency and intensity of alpha decays and / or beta decays and / or gamma radiation, radionuclide radioactivity, for example, radonuclide / radon and / or radon / toron DPR, as well as the concentration and / or volumetric activity of radionuclides (all these indicators can be determined, one or some of them in various com Inácio). The received data can be output or transmitted to external devices or elements / components. The term data, used hereinafter, mainly refers to data obtained by processing a sensor signal, which includes an ionization chamber composed by the first (first) and second electrodes, and a subtraction module.

Сигнал, поступающий от датчика, может требовать дополнительной обработки перед тем, как на его основе могут быть извлечены данные по альфа-частицам и/или бета-частицам и/или гамма-излучениям. Это связано с тем, что сигналы, соответствующие указанным частицам и/или излучениям, могут быть малы по величине и содержать шумы и помехи, которые могут присутствовать даже несмотря на значительное подавление микрофонного эффекта, помех и шумов внешнего характера, например, таких, как помехи, появляющиеся при включении в электрическую сеть (импульсные помехи, периодические помехи с различной частотой, шум, наводки и т.п.).The signal from the sensor may require additional processing before it can be used to extract data on alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation. This is due to the fact that the signals corresponding to the indicated particles and / or radiation can be small in magnitude and contain noise and interference that can be present even though the microphone effect, interference and noise of an external nature, for example, such as interference, are significantly suppressed. that appear when connected to the electric network (impulse noise, periodic interference with different frequencies, noise, interference, etc.).

Первый электрод (электроды) ионизационной камеры (камер) ввиду подачи на него высокого постоянного напряжения обладает микрофонным эффектом. Это связано с тем, что первый электрод обладает большой поверхностью, необходимой для повышения эффективности (чувствительности) устройства, и, следовательно, хорошо воспринимает механические воздействия на него, в том числе звуковые колебания воздуха. Эти воздействия приводят к изменениям электрического поля в областях расположения вторых электродов, которые имеют достаточно большую величину ввиду высокого значения напряженности самого электрического поля, создаваемого первым электродом в целях повышения вероятности осаждения на него заряженных частиц из воздуха, в том числе ДПР радона и создания условий эффективного сбора ионов.The first electrode (s) of the ionization chamber (s), due to the supply of a high direct voltage to it, has a microphone effect. This is due to the fact that the first electrode has a large surface, necessary to increase the efficiency (sensitivity) of the device, and, therefore, well perceives mechanical influences on it, including sound vibrations of air. These effects lead to changes in the electric field in the regions where the second electrodes are located, which are quite large due to the high intensity of the electric field itself, created by the first electrode in order to increase the probability of deposition of charged particles from the air, including radar DPR and create conditions for effective ion collection.

Высокая чувствительность устройства в соответствии с настоящим изобретением позволяет уменьшить площадь первого электрода и, благодаря этому, снизить микрофонный эффект, однако для его полного исключения преимущественно требуется дополнительная обработка сигнала в блоке обработки. Для этого могут использоваться вышеуказанные виды обработки, такие как фильтрация (полосовая, низкочастотная, высокочастотная и др.), корреляционная обработка и согласованная фильтрация и т.п.The high sensitivity of the device in accordance with the present invention allows to reduce the area of the first electrode and, thereby, to reduce the microphone effect, however, for its complete elimination, additional signal processing in the processing unit is mainly required. For this, the above types of processing can be used, such as filtering (band-pass, low-frequency, high-frequency, etc.), correlation processing and matched filtering, etc.

Также возможен такой вид обработки, при котором в случае превышения звуковыми шумами, вызванными микрофонным эффектом, заданного порога устройство прекращает счет альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений до возврата звукового/вибрационного шума в сигнале датчика в допустимый диапазон (например, вследствие прекращения поступления звуковых механических колебаний на первый электрод). Это позволяет исключить учет ложных определений альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений, вызванных звуковыми/механическими помехами.It is also possible this type of processing, in which, if the sound noise exceeds the specified threshold, the device stops counting alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation until the sound / vibration noise in the sensor signal returns to the acceptable range (for example, due to the cessation of the arrival of sound mechanical vibrations to the first electrode). This eliminates the need for false definitions of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation caused by sound / mechanical interference.

Поскольку на первый электрод подается электрическое напряжение с постоянной составляющей относительно одного или нескольких соединительных электродов, эти помехи и шумы частично воспроизводятся в электрическом поле, создаваемом первым электродом. Электрическое поле воздействует на вторые электроды и, следовательно, в сигналах со вторых электродов будет шумовая и помеховая составляющая, имеющая свое происхождение из электрической сети. При подаче на первый электрод высокого напряжения, формируемого, например, путем умножения сетевого напряжения, помехи и шумы, присутствующие в сети также будут усиливаться и, как следствие, будут иметь значительную амплитуду.Since a DC voltage is applied to the first electrode with a constant component relative to one or more connecting electrodes, these interference and noise are partially reproduced in the electric field created by the first electrode. The electric field acts on the second electrodes and, therefore, in the signals from the second electrodes there will be a noise and interference component, originating from the electric network. When a high voltage is applied to the first electrode, which is generated, for example, by multiplying the mains voltage, the noise and noise present in the network will also be amplified and, as a result, will have a significant amplitude.

Снижение этой помеховой и шумовой составляющей возможно несколькими способами (techniques). В соответствии с настоящим изобретением подавление этих помех в значительной степени осуществляется одновременно с подавлением микрофонного эффекта. При вычитании сигналов со вторых электродов друг из друга (то есть одного сигнала из другого) взаимоисключаются (вычитаются друг из друга, подавляются, взаимоуничтожаются) одинаковые синфазные составляющие/компоненты, имеющиеся в этих сигналах. Так как помехи на первом электроде (электродах) одинаковы с точки зрения вторых электродов, а наведение помех с первого электрода (электродов) на вторые электроды осуществляется одинаковым образом (а если не одинаковым, то корректирующие элементы вычитающего модуля делают их одинаковыми для достижения максимального подавления помех и шумов), то из помех и шумов, источником которых является электрическая сеть, на одном втором электроде вычитаются точно такие же помехи и шумы на другом втором электроде и, таким образом, они взаимовычитаются.Reducing this interference and noise component is possible in several ways (techniques). In accordance with the present invention, the suppression of this interference is largely carried out simultaneously with the suppression of the microphone effect. When subtracting signals from the second electrodes from each other (i.e., one signal from another), the same common-mode components / components that are present in these signals are mutually eliminated (subtracted from each other, suppressed, mutually destroyed). Since the interference at the first electrode (s) is the same from the point of view of the second electrodes, and the interference from the first electrode (s) to the second electrodes is carried out in the same way (and if not the same, then the correcting elements of the subtracting module make them the same to achieve maximum interference suppression and noise), then from the interference and noise generated by the electric network, exactly the same interference and noise on the other second electrode are subtracted on one second electrode and, thus, they are subtracted .

Однако любые элементы/компоненты имеют неидеальные характеристики, а для элементов/компонентов, имеющих одинаковое функциональное назначение, таких как, например, вторые электроды или первые электроды, если их два или более, характеристики и свойства могут различаться от одного экземпляра к другому. Кроме того, их размещение в устройстве (датчике) также может иметь некоторые различия. Все это может привести к тому, что даже при использовании способа подавления помех и шумов в соответствии с настоящим изобретением в устройстве или датчике могут наблюдаться остаточные шумы и помехи. Для их устранения могут использоваться дополнительные способы подавления.However, any elements / components have imperfect characteristics, and for elements / components having the same functional purpose, such as, for example, second electrodes or first electrodes, if there are two or more of them, characteristics and properties can vary from one instance to another. In addition, their placement in the device (sensor) may also have some differences. All this can lead to the fact that even when using the method of suppressing interference and noise in accordance with the present invention, residual noise and interference can be observed in the device or sensor. To eliminate them, additional methods of suppression can be used.

Согласно одному из способов возможно уменьшать уровень помех и шумов, попадающих на первый электрод (электроды), например, из сети. Для этого может использоваться фильтрация, например, полосовая, низкочастотная и т.п. Фильтрующие элементы/компоненты, такие как RC-цепочки, емкости, индуктивности (дроссели), могут устанавливаться в блоке питания, в частности, в модуле высокого напряжения, например, в преобразователе напряжения, на его входе или выходе, перед входом блока питания или на его выходе, например, между блоком питания и первым электродом, или между соединительными электродами и блоком питания.According to one of the methods, it is possible to reduce the level of interference and noise falling on the first electrode (s), for example, from the network. Filtering, for example, band-pass, low-pass, etc., can be used for this. Filter elements / components, such as RC circuits, capacitances, inductors (inductors), can be installed in the power supply, in particular in the high voltage module, for example, in a voltage converter, at its input or output, before the input of the power supply or at its output, for example, between the power supply and the first electrode, or between the connecting electrodes and the power supply.

Таким образом удается уменьшить помехи и шумы на первом электроде, однако их полное подавление может оказаться невозможно и требует применения элементов/компонентов, которые увеличивают массу устройства, его размеры, а также стоимость. В связи с этим описанный способ уменьшения помех и шумов желателен для применения, но оправданный с экономической и конструктивной точек зрения уровень подавления шумов и помех обычно недостаточен для достоверного детектирования альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучения и определения характеристик радиоактивных излучений и радионуклидов. В то же время в совокупности со способом подавления помех и шумов в соответствии с настоящим изобретением с использованием вычитающего модуля этот дополнительный способ может оказаться достаточным для снижения помех и шумов до приемлемого уровня.Thus, it is possible to reduce interference and noise on the first electrode, however, their complete suppression may not be possible and requires the use of elements / components that increase the mass of the device, its size, as well as cost. In this regard, the described method of reducing interference and noise is desirable for application, but the level of noise and interference suppression economically and constructively justified is usually insufficient for reliable detection of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation and characterization radioactive radiation and radionuclides. At the same time, in conjunction with the method of suppressing interference and noise in accordance with the present invention using a subtraction module, this additional method may be sufficient to reduce interference and noise to an acceptable level.

В то же время, даже после подавления настоящим изобретением внешних помех, в устройстве могут оставаться и формироваться внутренние шумы, связанные с работой электроники, и помехи, присущие ионизирующим частицам и/или излучениям, в том числе тем, которые появляются при их регистрации. Другим способом уменьшения как внешних, так и внутренних помех и шумов является фильтрация. Это может быть полосовая, низкочастотная, высокочастотная, согласованная и другие виды фильтрации. Подобная фильтрация может осуществляться перед или непосредственно в модуле вычитания перед подачей в модуль обработки, или же в самом модуле обработки, например, с помощью фильтрующих элементов/компонентов, таких как RC-цепочки, емкости, индуктивности (дроссели) и т.п., или, например, с помощью цифровой фильтрации.At the same time, even after the present invention suppresses external noise, internal noise associated with the operation of the electronics and interference inherent to ionizing particles and / or radiation, including those that appear during their registration, can remain and form in the device. Another way to reduce both external and internal interference and noise is filtering. This can be bandpass, low-frequency, high-frequency, matched, and other types of filtering. Such filtering can be carried out before or directly in the subtraction module before being fed to the processing module, or in the processing module itself, for example, using filter elements / components, such as RC circuits, capacitors, inductances (chokes), etc., or, for example, using digital filtering.

Поскольку сигналы, выдаваемые датчиком в результате появления альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения и/или ионного трека, формируемого этими частицами и/или излучениями, обычно имеют достаточно характерные формы и другие свойственные характеристики, при обработке сигналов может применяться и преимущественно будет давать достаточно хорошие результаты корреляционная обработка и/или согласованная фильтрация, основанные на использовании формы сигнала. Эти виды обработки могут осуществляться как отдельными элементами/компонентами, например, в составе модуля обработки, так и цифровыми способами, например, в том случае, если модуль обработки содержит или представляет собой контроллер или процессор.Since the signals generated by the sensor as a result of the appearance of an alpha particle and / or beta particle and / or gamma radiation and / or an ion track generated by these particles and / or radiation usually have quite characteristic shapes and other characteristic characteristics when processing signals can be applied and will mainly give fairly good results correlation processing and / or matched filtering based on the use of the waveform. These types of processing can be carried out as separate elements / components, for example, as part of a processing module, or digitally, for example, if the processing module contains or is a controller or processor.

Обработка сигнала, использующая особенности формы сигнала, порождаемого альфа-частицей и/или бета-частицей и/или гамма-излучением и/или ионным треком, позволяет значительно снизить в сигнале те составляющие, которые имеют форму, отличающуюся от формы сигнала, вызываемого альфа-частицей и/или бета-частицей и/или гамма-излучением и/или ионным треком, в результате чего повышается вероятность детектирования альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений и/или различения этих частиц и/или излучений, так как в отфильтрованном сигнале по большей части остаются только составляющие, имеющие происхождение от альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений.Signal processing using features of the waveform generated by the alpha particle and / or beta particle and / or gamma radiation and / or the ion track can significantly reduce those components in the signal that have a shape different from the waveform caused by alpha particle and / or beta particle and / or gamma radiation and / or ion track, which increases the likelihood of detecting alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation and / or distinguishing between these particles and / or radiation , since in the filtered signal by b for the most part, only components originating from alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation remain.

При наличии в устройстве нескольких датчиков, например, больше двух ионизационных камер или более двух вторых (измерительных, концентрирующих) электродов, а также более одного вычитающего модуля, возможна, в том числе, совместная обработка выходных сигналов вычитающих модулей, например, корреляционная. Выполнение совместной обработки возможно на разных этапах, например, на этапе фильтрации или выделения составляющих, вызванных альфа-частицами и/или бета-частицам и/или гамма-излучениям, в том числе за счет особенностей формы откликов устройства на указанные частицы и/или излучения, и/или после выполнения детектирования альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений путем сравнения фактов детектирования или определенных параметров для подтверждения их действительности.If there are several sensors in the device, for example, more than two ionization chambers or more than two second (measuring, concentrating) electrodes, as well as more than one subtracting module, it is possible, among other things, to jointly process the output signals of the subtracting modules, for example, correlation. Performing joint processing is possible at different stages, for example, at the stage of filtering or separating components caused by alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, including due to the peculiarities of the shape of the response of the device to these particles and / or radiation , and / or after detecting alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation by comparing the detection facts or certain parameters to confirm their validity.

Вышеуказанные способы обработки сигналов датчика позволяют снижать уровень не только тех помех и шумов, которые имеют свое происхождение в электрической сети, но и из других источников. Например, любое устройство, в т.ч. усилители, создают собственные шумы, которые также требуют подавления. Некоторые виды элементов/компонентов также склонны создавать характерные для них шумы и помехи, что также может быть использовано для подавления шумов и помех.The above methods for processing sensor signals can reduce not only the interference and noise that have their origin in the electrical network, but also from other sources. For example, any device, including amplifiers create their own noise, which also require suppression. Some types of elements / components are also prone to create noise and noise characteristic of them, which can also be used to suppress noise and interference.

Вышеописанные виды обработки сигнала датчика (или нескольких датчиков) повышают достоверность детектирования альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений. В то же время они не обязательны для реализации устройства, если оно применяется в условиях, когда шумы и помехи минимальны или отсутствуют. Однако в обычных бытовых условиях такая обработка является желательной и, в некоторых случаях, необходимой. Описанные виды обработки не являются исчерпывающими и могут быть использованы и другие виды, известные из уровня техники или разработанные специально для настоящего устройства. Все эти виды обработки могут осуществляться как по отдельности, так и совместно в различных комбинациях, последовательно или параллельно.The above types of signal processing of the sensor (or several sensors) increase the reliability of detection of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation. At the same time, they are not required to implement the device if it is used in conditions where noise and interference are minimal or absent. However, under ordinary domestic conditions, such treatment is desirable and, in some cases, necessary. The described types of processing are not exhaustive and other types known from the prior art or developed specifically for this device can be used. All these types of processing can be carried out either individually or jointly in various combinations, sequentially or in parallel.

Другим видом обработки, осуществляемым блоком обработки, в частности, модулем обработки, является непосредственно детектирование (определение) альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений. Оно осуществляется по сигналу, который может быть предварительно обработан или не обработан, с помощью известных из уровня техники способов. Например, детектирование альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений может осуществляться с помощью порогового метода, когда факт прохождения альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения около (в области) датчика определяется по превышению сигналом или обработанных значений сигнала (например, корреляционной обработкой или согласованной фильтрацией) заданного порога.Another type of processing performed by the processing unit, in particular, the processing module, is the direct detection (determination) of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation. It is carried out on a signal that may be pre-processed or not processed using methods known from the prior art. For example, the detection of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation can be carried out using the threshold method, when the fact of the passage of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation near (in the region) of the sensor is determined when the signal exceeds the processed signal values (for example, by correlation processing or matched filtering) of the specified threshold.

Распространенным видом детектирования альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений является построение гистограмм по величине пиков в сигнале. Это позволяет определять энергетические характеристики альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений и/или вид радионуклидов, ставших источником указанных частиц и/или излучений. Пики и/или другие характерные признаки/параметры могут определяться как в обработанном сигнале, так и не обработанном.A common type of detection of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation is the construction of histograms by the magnitude of the peaks in the signal. This allows you to determine the energy characteristics of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation and / or the type of radionuclides that became the source of these particles and / or radiation. Peaks and / or other characteristic features / parameters can be determined both in the processed signal and not processed.

Помимо указанных способов детектирования альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений могут использоваться и другие способы и методы, известные из уровня техники и/или разработанные вновь для настоящего устройства. Детектирование может осуществляться как по непосредственному сигналу датчика, так и по обработанному сигналу. Помимо и/или в дополнение к вышеперечисленным видам обработки сигнала для определения (детектирования) альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений могут использоваться также такие виды обработки сигнала, как интегрирование, дифференцирование, логарифмирование и другие, известные из уровня техники и/или разработанные вновь для настоящего устройства.In addition to these methods for detecting alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, other methods and methods known from the prior art and / or newly developed for the present device can be used. Detection can be carried out both by the direct signal of the sensor, and by the processed signal. In addition to and / or in addition to the above types of signal processing, signal processing such as integration, differentiation, logarithm, and others known from prior art and / or newly developed for the present device.

Данные, полученные в результате определения (детектирования) альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений, преимущественно представляют собой частоту (количество частиц/излучений в единицу времени) появления альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений около датчика и/или, например, в ионизационной камере и, в некоторых случаях, могут содержать данные о характеристиках альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений, таких как энергетические и т.п. Эти первичные данные об альфа-частицах и/или бета-частицах и/или гамма-излучениях позволяют получать дополнительные данные, характеризующие радионуклиды на/около первого электрода и/или датчика. В частности, в результате дополнительной обработки указанных первичных данных об альфа-частицах и/или бета-частиц и/или гамма-излучений могут быть получены оценки состава радионуклидов, их концентрации и/или активности, и другие. Далее, с учетом характеристик устройства по сбору радионуклидов из окружающего воздуха, может определятся объемная активность/концентрация радионуклидов.The data obtained from the determination (detection) of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, mainly represent the frequency (number of particles / radiation per unit time) of the appearance of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation near the sensor and / or, for example, in the ionization chamber and, in some cases, may contain data on the characteristics of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, such as energy and the like. These primary data on alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation provide additional data characterizing radionuclides at / near the first electrode and / or sensor. In particular, as a result of additional processing of these primary data on alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, estimates of the composition of radionuclides, their concentration and / or activity, and others can be obtained. Further, taking into account the characteristics of the device for collecting radionuclides from ambient air, the volumetric activity / concentration of radionuclides can be determined.

Ввиду того, что радионуклиды в воздухе обычно включают в себя радон и/или ДПР радона, вышеуказанные характеристики радионуклидов могут отражать и/или содержать характеристики ДПР радона и/или самого радона. ДПР радона и/или радон могут выделяться из всех радионуклидов, например, по энергетическим характеристиками, по форме сигнала, частоте альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений или другими способами, в том числе с учетом условий окружающей среды и т.п. В обычных условиях в некотором приближении можно считать, что все или большая часть альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений были порождены ДПР радона, так как в обычных условия радионуклиды в воздухе в основном появляются вследствие распада радона. По определенной активности ДПР радона могут быть определены характеристики самого радона, например, его концентрация или объемная активность. Это может быть сделано различными способами, например, по составу ДПР радона или усредненной активности ДПР радона, поделенной на коэффициент, отражающий соотношение активности ДПР радона и самого радона.Due to the fact that radionuclides in air usually include radon and / or DPR of radon, the above characteristics of radionuclides can reflect and / or contain the DPR characteristics of radon and / or radon itself. DPR of radon and / or radon can be released from all radionuclides, for example, according to energy characteristics, waveform, frequency of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, or in other ways, including taking into account environmental conditions etc. Under ordinary conditions, to some approximation, we can assume that all or most of the alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation were generated by radar DPR, since under normal conditions radionuclides in air mainly appear due to decay of radon. According to a certain activity of radon DPR, the characteristics of radon itself can be determined, for example, its concentration or volumetric activity. This can be done in various ways, for example, according to the composition of radon DPR or the average radon DPR activity divided by a coefficient reflecting the ratio of the radon DPR activity to radon itself.

Вышеуказанные и другие виды обработки могут осуществляться различными элементами, компонентами, модулями, блоками и устройствами, известными из уровня техники и/или вновь разработанными, в том числе для настоящего устройства. Они могут быть аналоговыми и/или цифровыми, выполнять каждый вид или шаг обработки по отдельности или в комбинации, т.е. быть раздельными или интегрированными, в том числе и в отношении комбинаций нескольких, но не всех видов и шагов обработки. В преимущественном варианте модуль обработки 631 представляет собой процессор или контроллер (или несколько штук) и может осуществлять описанные выше и другие виды обработки цифровым образом в соответствии программой/командами, которые могут храниться в памяти, являющейся отдельным от процессора или контроллера элементом или входящим в его состав. В некоторых случаях контроллер или процессор могут включать в себя не только модуль обработки, но и усилители и другие элементы.The above and other types of processing can be carried out by various elements, components, modules, blocks and devices known from the prior art and / or newly developed, including for the present device. They can be analog and / or digital, perform each type or processing step individually or in combination, i.e. be separate or integrated, including with respect to combinations of several, but not all types and processing steps. In an advantageous embodiment, the processing module 631 is a processor or controller (or several pieces) and can carry out the above and other types of processing digitally in accordance with a program / instructions that can be stored in a memory that is an element separate from the processor or controller or included in it structure. In some cases, the controller or processor may include not only a processing module, but also amplifiers and other elements.

В соответствии с фиг. 5 из модуля обработки 631 обработанные данные, преимущественно представляющие собой результат обработки сигнала датчика в блоке обработки, и/или сигнал датчика могут быть поданы в модуль связи 604, в котором они могут быть переданы, например, по радиосвязи через антенну 641. В других вариантах осуществления устройства модуль связи может осуществлять не радиосвязь, а передавать/обмениваться данными по проводным, оптическим и другим каналам связи, в том числе совместно или в дополнение к радиоканалу. В то же время в настоящее время передача/обмен данными посредством радиочастотного канала связи является недорогим, доступным и широко распространенным, что обеспечивает возможность использования устройства в соответствии с настоящим изобретением для широкого круга пользователей.In accordance with FIG. 5 from the processing module 631, the processed data, mainly representing the result of processing the sensor signal in the processing unit, and / or the sensor signal can be supplied to the communication module 604, in which they can be transmitted, for example, by radio communication through the antenna 641. In other embodiments of the implementation of the device, the communication module may not carry out radio communication, but transmit / exchange data via wired, optical and other communication channels, including jointly or in addition to the radio channel. At the same time, data transmission / exchange via the radio frequency communication channel is currently inexpensive, affordable and widespread, which makes it possible to use the device in accordance with the present invention for a wide range of users.

Модуль связи может представлять собой модуль сотовой связи, связи в соответствии со стандартами Bluetooth, Wi-Fi, NFC и другими, или любой другой допустимый модуль связи. Передача данных и/или сигнала датчика может осуществляться на сервер обработки данных или в базу данных, в терминал пользователя, такой как телефон, смартфон или любой другой. Передача данных и/или сигнала может осуществляться и проводным способом, если в устройстве предусмотрена такая возможность. Например, устройство может иметь разъем для соединения с внешним устройством, которым может быть телефон, смартфон или любое другое устройство. Разъем может быть соединен с модулем связи для такой передачи данных и/или сигнала связи. В одном из преимущественных вариантов разъем может представлять собой USB-разъем (как указано ранее, он может использоваться и для подачи питания). Данные и/или сигнал датчика могут передаваться в непосредственном виде или с усреднением за заданный период времени.The communication module may be a cellular module, communication in accordance with the standards of Bluetooth, Wi-Fi, NFC and others, or any other valid communication module. Data and / or sensor signal can be transmitted to a data processing server or to a database, to a user terminal, such as a telephone, smartphone or any other. Data and / or signal transmission can also be carried out by wire, if the device provides such an opportunity. For example, a device may have a connector for connecting to an external device, which may be a telephone, smartphone, or any other device. The connector may be connected to a communication module for such data and / or communication signal transmission. In one of the preferred options, the connector may be a USB connector (as indicated earlier, it can also be used to supply power). The data and / or sensor signal can be transmitted directly or averaged over a given period of time.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения модуль связи может быть выполнен с возможностью получения и/или передачи сигналов управления. Например, модуль связи может получать сигналы управления из внешних устройств, таких как терминал пользователя или сервер, и передавать их в блок обработки. Сигналы управления могут содержать команды, коды или программы, которые могут выполняться модулем обработки. Таким образом возможно установление или изменение параметров обработки сигнала датчика или обработанных данных. Кроме того, блок обработки может управлять индикатором и/или блоком питания в соответствии с полученными сигналами управления.In some embodiments of the present invention, the communication module may be configured to receive and / or transmit control signals. For example, the communication module may receive control signals from external devices, such as a user terminal or server, and transmit them to the processing unit. The control signals may contain instructions, codes or programs that may be executed by the processing module. In this way, it is possible to set or change the processing parameters of the sensor signal or the processed data. In addition, the processing unit may control the indicator and / or power supply in accordance with the received control signals.

В том случае, если устройство содержит дополнительные соединительные электроды, которые могут быть использованы для подключения к ним другого внешнего устройства и соединены через модуль управления выходным напряжением с соединительными электродами, предназначенными для включения в электрическую сеть, блок обработки может в некоторых случаях иметь возможность управления модулем управления выходным напряжением и тем самым подключать и отключать внешнее устройство. В том случае, если внешним устройством является вентилятор или кондиционер, устройство может автоматически приводить их в активное состояние с целью снижения уровня (концентрации, активности) радионуклидов, например, радона и/или его ДПР, при достижении им заданного порога и дезактивировать их при снижении уровня (концентрации, активности) радионуклидов, например, радона и/или его ДПР, до допустимого уровня. При осуществлении такого управления внешними устройствами могут учитываться не только данные о концентрации (активности) радона и/или его ДПР (или радионуклидов в целом), но и температура, влажность, давление воздуха и другие показатели среды.In the event that the device contains additional connecting electrodes that can be used to connect another external device to them and are connected through the output voltage control module to connecting electrodes intended for inclusion in the electric network, the processing unit may in some cases be able to control the module control the output voltage and thereby connect and disconnect an external device. In the event that the external device is a fan or air conditioner, the device can automatically bring them into an active state in order to reduce the level (concentration, activity) of radionuclides, for example, radon and / or its DPR, when it reaches a predetermined threshold and deactivate them when it decreases the level (concentration, activity) of radionuclides, for example, radon and / or its DPR, to an acceptable level. When implementing such control of external devices, not only data on the concentration (activity) of radon and / or its DPR (or radionuclides in general) can be taken into account, but also temperature, humidity, air pressure and other environmental indicators.

В других вариантах модуль связи может получать сигналы управления из блока обработки и передавать их внешним устройствам. Например, модуль связи может передавать сигналы управления посредством инфракрасного или другого излучения в другие внешние устройства, например, такие как вентиляторы, кондиционеры и т.п. Это также обеспечивает возможность автоматического управления работой таких устройств с целью поддержания уровня (концентрации, активности) радона и/или его ДПР (или радионуклидов в целом) в заданных пределах аналогично вышеописанному варианту за исключением того, что их проводное соединение с устройством в соответствии с настоящим изобретением не обязательно.In other embodiments, the communication module may receive control signals from the processing unit and transmit them to external devices. For example, a communication module may transmit control signals via infrared or other radiation to other external devices, such as, for example, fans, air conditioners, and the like. It also provides the ability to automatically control the operation of such devices in order to maintain the level (concentration, activity) of radon and / or its DPR (or radionuclides in general) within the specified limits similar to the above option except that their wired connection to the device in accordance with this invention is not necessary.

В одном из преимущественных вариантов реализации устройства модуль связи содержит источник инфракрасного излучения, такой как, например, излучающий ИК диод, то есть диод, излучающий в инфракрасном диапазоне (в некоторых вариантах модуль связи может представлять собой излучающий ИК диод). Благодаря тому, что передача сигналов управления по инфракрасному каналу весьма распространена, наличие такой возможности в настоящем устройстве обеспечивает возможность управления различными устройствами без установления соединения и, в некоторых случаях, даже без установки настроек, обеспечивающих такое управление.In one of the preferred embodiments of the device, the communication module comprises an infrared radiation source, such as, for example, an infrared emitting diode, that is, an infrared emitting diode (in some embodiments, the communication module may be an infrared emitting diode). Due to the fact that the transmission of control signals via the infrared channel is very common, the availability of this feature in this device provides the ability to control various devices without establishing a connection and, in some cases, even without setting the settings that provide such control.

Например, через излучающий ИК диод устройство может передавать сигналы управления в соответствии с одним, несколькими или всеми доступными стандартами сигналов управления, а устройства, до которых может дойти инфракрасное излучение, могут его воспринимать с помощью датчиков инфракрасного излучения (например, ИК фотодиод) и выполнять действия и/или команды, заданные сигналами управления. Благодаря этому устройство в соответствии с настоящим изобретением может управлять работой таких устройств, как, например, вентиляторы, кондиционеры, климат-контроль, системы поддержания климатических условий в помещениях так, чтобы изменять содержание радионуклидов, например, радона и его ДПР, в воздухе путем притока и/или вытяжки воздуха. Это обеспечивает возможность автоматического поддержания безопасных условий в помещении.For example, through an IR-emitting diode, a device can transmit control signals in accordance with one, several or all available standards of control signals, and devices that can reach infrared radiation can be sensed using infrared radiation sensors (for example, an infrared photodiode) and perform actions and / or commands given by control signals. Due to this, the device in accordance with the present invention can control the operation of such devices as, for example, fans, air conditioners, climate control, systems for maintaining indoor climatic conditions so as to change the content of radionuclides, for example, radon and its DPR, in the air by inflow and / or air exhaust. This provides the ability to automatically maintain safe indoor conditions.

Дополнительным преимуществом настоящего изобретения является то, что излучающий ИК диод может иметь большую мощность и, следовательно, излучать мощный поток инфракрасного излучения. Поскольку инфракрасное излучение обычно хорошо переотражается, нет необходимости направлять ИК диод на датчик инфракрасного излучения в управляемом устройстве. Это обеспечивает большую свободу в установке устройства в соответствии с настоящим изобретением, что может быть необходимым, так как розетки электрической сети могут находиться в местах, где отсутствует возможность прямой передачи инфракрасного излучения из источника в приемник.An additional advantage of the present invention is that the emitting IR diode can have a large power and, therefore, emit a powerful stream of infrared radiation. Since infrared radiation is usually well reflected, it is not necessary to direct the IR diode to the infrared radiation sensor in the controlled device. This provides greater freedom in the installation of the device in accordance with the present invention, which may be necessary, since the electrical outlet can be located in places where there is no possibility of direct transmission of infrared radiation from the source to the receiver.

Излучающий ИК диод, как источник, не имеет ограничений на мощность благодаря тому, что настоящее устройство подключено к электрической сети и отсутствуют ограничения на потребляемую мощность, характерные для устройств с автономным (то есть, не подключенным к электрической сети, например, батарейным) питанием в связи с малым запасом энергии автономного источника питания и необходимостью обеспечения длительного срока службы. Таким образом, отличительное свойство настоящего изобретения - необходимость подключения к электрической сети - обеспечивает возможность не только осуществления эффективного и чувствительного устройства, собирающего из воздуха радионуклиды, в том числе ДПР радона, и определяющего активность (концентрацию) радионуклидов в воздухе (в том числе, например, и радона), но также и возможность применения излучающего ИК диода большой мощности, обеспечивающего возможность управления устройствами посредством инфракрасного излучения практически из любого расположения устройства.The emitting IR diode, as a source, has no power limitations due to the fact that the present device is connected to the electric network and there are no restrictions on the power consumption characteristic of devices with autonomous (i.e., not connected to the electric network, for example, battery) power supply in due to the small energy reserve of an autonomous power source and the need to ensure a long service life. Thus, the distinguishing feature of the present invention - the need to connect to an electrical network - provides the ability not only to implement an effective and sensitive device that collects radionuclides from the air, including radon DPR, and determines the activity (concentration) of radionuclides in air (including, for example , and radon), but also the possibility of using a high-power emitting IR diode, which makes it possible to control devices by means of infrared radiation in practice from any location of the device.

В некоторых вариантах блок обработки может управлять внешними устройствами в соответствии с получаемыми сигналами управления, чем обеспечивается дистанционное управление подключением внешнего устройства к сети через устройство в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, в частных вариантах модуль связи может получать сигналы управления из одних внешних устройств и передавать их другим внешним устройствам. Это может обеспечивать дистанционное управление и обмен или передачу данных, например, с целью мониторинга обстановки и/или сохранения заданных условий, например, окружающей обстановки.In some embodiments, the processing unit may control external devices in accordance with the received control signals, thereby providing remote control of the connection of the external device to the network through the device in accordance with the present invention. In addition, in private embodiments, the communication module can receive control signals from one external device and transmit them to other external devices. This can provide remote control and data exchange or transmission, for example, with the aim of monitoring the situation and / or preserving predetermined conditions, for example, the environment.

Необходимо отметить, что передача сигналов управления с помощью источника инфракрасного излучения, например, такого как ИК диод, может осуществляться не только в устройстве в соответствии с настоящим изобретением, но и в любых других устройствах определения содержания радионуклидов в воздухе, в том числе в устройствах определения содержания радона/торона, а также в любых других устройствах, соединенных с электрической сетью. При этом могут быть реализованы любые вышеописанные варианты управления, в том числе описанные варианты с помощью источниками инфракрасного излучения (в т.ч. ИК диодами), и все обеспечиваемые ими вышеописанные преимущества.It should be noted that the transmission of control signals using a source of infrared radiation, for example, such as an infrared diode, can be carried out not only in the device in accordance with the present invention, but also in any other devices for determining the content of radionuclides in the air, including in determination devices radon / thoron content, as well as in any other devices connected to the electrical network. In this case, any of the above control options can be implemented, including the described options using infrared radiation sources (including IR diodes), and all the above-described advantages provided by them.

В соответствии с фиг. 5 из модуля обработки 631 обработанные данные, преимущественно представляющие собой результат обработки сигнала датчика в блоке обработки, и/или сигнал датчика могут направляться в индикатор 605, который может отображать уровень сигнала, события регистрации альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений и/или характеристики, полученные при обработке сигнала в модуле обработки 631. Индикатор может представлять собой одиночный элемент, линейку или матрицу элементов, которые могут испускать свет или изменять характеристики отражения или пропускания света. Например, это могут быть светодиодные, жидкокристаллические и любые другие элементы, позволяющие наглядно отображать данные или сигнал. Индикатор может визуальным (световым) образом отображать факты определения (регистрации, детектирования) альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений и/или скорость регистрации (детектирования) альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений в единицу времени и/или концентрацию (активность) радионуклидов (например, радона и/или его ДПР) в окружающем воздухе. Кроме того, индикатор может содержать звуковой элемент, выполненный с возможность подачи звуковых сигналов для звукового отображения фактов регистрации альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений, частоты или интенсивности радиационных излучений, опасных уровней концентрации или активности радионуклидов, радона, радиации и т.п.In accordance with FIG. 5 from processing module 631, the processed data, mainly representing the result of processing the sensor signal in the processing unit, and / or the sensor signal can be sent to an indicator 605, which can display the signal level, registration events of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation and / or characteristics obtained by processing the signal in the processing module 631. The indicator may be a single element, a ruler or a matrix of elements that can emit light or change the reflection characteristics or light transmission. For example, it can be LED, liquid crystal and any other elements that allow you to visually display data or a signal. The indicator can visually (light) display the facts of the determination (registration, detection) of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation and / or the speed of registration (detection) of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation per unit time and / or concentration (activity) of radionuclides (for example, radon and / or its DPR) in ambient air. In addition, the indicator may contain a sound element configured to provide sound signals for sound displaying the facts of registration of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation, frequency or intensity of radiation, dangerous levels of concentration or activity of radionuclides, radon , radiation, etc.

Световой индикатор в некоторых случаях может содержать элементы, предназначенные для отображения букв, цифр и других символов. В общем случае отдельные элементы индикатора могут представлять собой точечные элементы (круглые, квадратные и других форм элементы небольшого размера), которые могут отображать буквы, цифры и другие символы, будучи собранными в матрицы.The indicator light in some cases may contain elements designed to display letters, numbers and other characters. In general, individual indicator elements can be point elements (round, square, and other forms of small size elements) that can display letters, numbers, and other symbols when assembled into matrices.

Помимо отображения данных индикатор в некоторых случаях может передавать сигналы управления. Это возможно в тех случаях, когда отображающие и/или озвучивающие элементы могут отображать и/или озвучивать сигналы управления в том виде, который необходим для получения этих сигналов приемными устройствами. Например, помимо отображения данных в видимом световом диапазоне индикатор (или его отдельные элементы) может обладать возможностью излучения в инфракрасном диапазоне, который традиционно используется для передачи сигналов управления. Такое выполнение индикатора может устранить необходимость в дополнительном модуле связи и тем самым уменьшить размеры и массу устройства.In addition to displaying data, the indicator in some cases can transmit control signals. This is possible in cases where the display and / or sounding elements can display and / or sound control signals in the form necessary for receiving these signals by the receiving devices. For example, in addition to displaying data in the visible light range, the indicator (or its individual elements) may have the ability to emit in the infrared range, which is traditionally used to transmit control signals. Such an implementation of the indicator can eliminate the need for an additional communication module and thereby reduce the size and weight of the device.

Помимо передачи или отображения данных или сигнала датчика в некоторых вариантах осуществления устройства данные и/или сигнал датчика могут сохраняться в памяти устройства. Память устройства может быть установленной в устройства на постоянной основе или быть съемной, например, представлять собой карту памяти или флэш-накопитель. Для подключения съемных носителей информации устройство может быть снабжено соответствующими разъемами, например, USB-разъемом или разъемами карт памяти, таких как SD, CF, ММС и другие любого формата/размера.In addition to transmitting or displaying data or a sensor signal, in some embodiments of the device, the data and / or sensor signal may be stored in the device memory. The device memory may be permanently installed in the device or removable, for example, be a memory card or flash drive. To connect removable storage media, the device can be equipped with appropriate connectors, for example, a USB connector or memory card connectors, such as SD, CF, MMS and others of any format / size.

Выше описано множество вариантов действий, которые могут осуществляться с данными, полученными в результате обработки сигнала датчика, самим сигналом: сигнал или данные могут сохраняться в карту память, передаваться для отображения в индикатор, передаваться в другие устройства через модуль связи или электрический разъем. Однако необходимо отметить, что передача данных, полученных в ходе обработки сигнала, или самого сигнала датчика, из блока обработки не является обязательной для реализации настоящего изобретения, так как эти данные или сигнал могут сохраняться в памяти блока обработки и извлекаться из него в том числе и в тех случаях, когда блок обработки выключен или находится в неактивном состоянии, то есть формально без передачи данных или сигнала блоком обработки. Кроме того, блок обработки может передавать сигналы управления, основанные на результатах обработки сигнала или данных, а не сами данные или сигнал.The above describes many options that can be performed with the data obtained as a result of processing the sensor signal by the signal itself: the signal or data can be stored in a memory card, transmitted for display in an indicator, transmitted to other devices through a communication module or electrical connector. However, it should be noted that the transfer of data obtained during signal processing, or the sensor signal itself, from the processing unit is not necessary for the implementation of the present invention, since this data or signal can be stored in the memory of the processing unit and retrieved from it, including in cases where the processing unit is turned off or in an inactive state, that is, formally without data or signal transmission by the processing unit. In addition, the processing unit may transmit control signals based on the results of processing the signal or data, and not the data or signal itself.

При этом необходимо заметить, что блок обработки предпочтительно все-таки осуществляет передачу данных, полученных в результате обработки сигнала, и/или сигнала датчика. Следует отметить, что кроме передачи данных и/или сигнала датчика и/или сигнала управления из блока обработки в конкретные устройства или системы такая передачи может осуществляться и без конкретного получающего устройства или вообще без получающего устройства, поскольку может оказаться неизвестно, в какой обстановке передает данные или сигналы устройство. Например, сигналы управления или данные могут передаваться на электрический разъем, через инфракрасный излучатель или модуль радиосвязи независимо от того, есть или нет получатель передаваемого сигнала. Это может быть удобно в тех случаях, когда не предусмотрена или отсутствует возможность установления канал связи с обратной связью.It should be noted that the processing unit preferably still transmits data obtained as a result of signal processing and / or the sensor signal. It should be noted that in addition to transmitting data and / or a sensor signal and / or a control signal from the processing unit to specific devices or systems, such transmission can be carried out without a specific receiving device or even without a receiving device, since it may not be known in what situation the data is transmitted or device signals. For example, control signals or data can be transmitted to an electrical connector, via an infrared emitter or a radio module, regardless of whether or not there is a receiver of the transmitted signal. This can be convenient in cases where it is not provided or there is no possibility of establishing a communication channel with feedback.

Передача, отображение и/или сохранение данных и/или сигнала могут осуществлять по отдельности (например, одно из этих действий) или совместно в различных комбинациях. Данные из блока обработки и/или сигнала датчика (непосредственно из датчика или через блок обработки) могут передаваться и/или отображаться и/или сохраняться в непосредственном виде или с усреднением за заданный период времени (например, 1, 5, 10, 15, 30 минут, 1, 2, 3, 4, 6, 12 часов, одни или несколько суток, неделя или более). Усреднение позволяет снизить объемы передаваемой информации.The transmission, display and / or storage of data and / or signal can be carried out individually (for example, one of these actions) or together in various combinations. Data from the processing unit and / or the sensor signal (directly from the sensor or through the processing unit) can be transmitted and / or displayed and / or stored directly or averaged over a specified period of time (for example, 1, 5, 10, 15, 30 minutes, 1, 2, 3, 4, 6, 12 hours, one or several days, a week or more). Averaging can reduce the amount of information transmitted.

Для обеспечения работоспособности блока обработки 603 и входящих в его состав вычитающего модуля 106 и модуля обработки 631, модуля передачи 604 и индикатора 605 блок питания 602 преимущественно содержит модуль низкого напряжения 622. Модуль низкого напряжения выполнен с возможностью подачи в соответствующие блоки и модули электрического напряжения питания, меньшего, чем электрическое напряжение между соединительными электродами соединительного элемента. Указанные модули и блоки обычно требуют постоянного или импульсного питания постоянной полярности, причем могут быть необходимы несколько напряжений питания и/или разных знаков.To ensure the operability of the processing unit 603 and the subtracting module 106 and the processing module 631 included therein, the transmission module 604 and the indicator 605, the power supply unit 602 advantageously comprises a low voltage module 622. The low voltage module is configured to supply electrical voltage to the respective blocks and modules less than the voltage between the connecting electrodes of the connecting element. These modules and units usually require constant or pulsed power supply of constant polarity, and several power voltages and / or different signs may be required.

Модуль низкого напряжения преимущественно представляет собой выпрямитель переменного напряжения со стабилизатором его величины. В то же время выпрямитель и/или стабилизатор напряжения могут входить в состав блока обработки, его модулей или компонентов, а также в состав модуля связи и/или индикатора, в связи с чем в некоторых вариантах модуль низкого напряжения может осуществлять лишь понижение входного напряжения. Модуль низкого напряжения может быть соединен с соединительными электродами и получать входное напряжение из электрической сети. В других вариантах модуль низкого напряжения может получать входное напряжение из модуля высокого напряжения.The low voltage module is preferably an AC voltage rectifier with a stabilizer of its magnitude. At the same time, the rectifier and / or voltage regulator can be included in the processing unit, its modules or components, as well as in the communication module and / or indicator, and therefore, in some embodiments, the low voltage module can only lower the input voltage. The low voltage module can be connected to the connecting electrodes and receive input voltage from the electrical network. In other embodiments, the low voltage module may receive input voltage from the high voltage module.

В некоторых вариантах осуществления устройства модуль низкого напряжения может отсутствовать в том случае, если питание блока обработки, модуля связи и/или индикатора осуществляется от автономных источников питания, таких как электрические элементы (в т.ч. гальванические, электрохимические, световые, тепловые, электромеханические и другие), батареи, аккумуляторы и т.п.In some embodiments of the device, the low voltage module may not be present if the processing unit, communication module and / or indicator are supplied from autonomous power sources, such as electrical elements (including galvanic, electrochemical, light, thermal, electromechanical and others), batteries, accumulators, etc.

В связи с этим модуль низкого напряжения питания не является обязательным элементом для реализации настоящего изобретения, поскольку блок обработки, модуль связи, индикатор и/или другие низковольтные элементы/компоненты устройства могут выполнять свои функции без него, например, как описано выше, за счет питания от автономных источников питания. В то же время наличие модуля низкого напряжения в блоке питания (или, другими словами, обеспечение питания для блока обработки, модуля связи, индикатора и/или других низковольтных элементов/компонентов устройства блоком питания) устраняет необходимость замены автономных источников питания.In this regard, the low voltage supply module is not a mandatory element for the implementation of the present invention, since the processing unit, communication module, indicator and / or other low-voltage elements / components of the device can perform their functions without it, for example, as described above, due to power from autonomous power supplies. At the same time, the presence of a low-voltage module in the power supply unit (or, in other words, providing power for the processing unit, communication module, indicator and / or other low-voltage elements / components of the device with the power supply unit) eliminates the need to replace autonomous power sources.

При этом необходимо отметить, что блок питания выполняет свои функции преимущественно только при подключении к электрической сети. Устройство может в некоторых вариантах осуществления содержать перезаряжаемые источники автономного питания, такие как, например, аккумуляторы, ионисторы и т.п., которые могут обеспечивать функционирование устройства или его части без подключения к сети, однако они необходимы лишь для обеспечения выполнения некоторых функций в отключенном от сети состоянии, таких как сохранение данных, установленного времени и т.п. Основное преимущественно настоящего изобретения, заключающееся в том, что электрический потенциал на первом электроде имеет постоянную составляющую относительно окружающих объектов, в том числе электрической сети, земли, стен (часто выполненных железобетонными и заземленными), обеспечивается при подключении к электрической сети.It should be noted that the power supply performs its functions mainly only when connected to an electric network. The device may, in some embodiments, comprise rechargeable autonomous power sources, such as, for example, batteries, ionistors, and the like, which can ensure the functioning of the device or its parts without being connected to the network, however, they are necessary only to ensure that some functions are performed when the device is switched off from network condition, such as saving data, set time, etc. The main advantage of the present invention, namely, that the electric potential at the first electrode has a constant component relative to surrounding objects, including the electric network, earth, walls (often made of reinforced concrete and grounded), is provided when connected to the electric network.

На фиг. 6 показана монтажная плата с компонентами устройства, близкого к устройству, блок-схема которого показана на фиг. 5. Все пояснения, данные по отношению к фиг. 5, могут относиться к фиг. 6, и наоборот. Монтажная плата, показанная на фиг. 6, может быть размещена в корпусе устройства, в то же время показанная плата может выполнять все функции устройства и в показанном виде, без корпуса, и представляет собой полноценное устройство, соответствующее настоящему изобретению.In FIG. 6 shows a circuit board with components of a device close to the device, a block diagram of which is shown in FIG. 5. All explanations given in relation to FIG. 5 may refer to FIG. 6 and vice versa. The circuit board shown in FIG. 6, can be placed in the device case, at the same time, the board shown can perform all the functions of the device as shown, without the case, and is a complete device in accordance with the present invention.

Плата 101 представляет собой монтажную плату, которая может быть выполнена из диэлектрического материала, например, в виде печатной платы с фольгированными дорожками. Плата 101 предназначена, с одной стороны, для закрепления на ней и электрического соединения соответствующим образом элементов/компонентов устройства, а с другой стороны, для закрепления в корпусе или на других объектах.The circuit board 101 is a circuit board, which can be made of dielectric material, for example, in the form of a printed circuit board with foil tracks. The board 101 is intended, on the one hand, for fastening on it and for connecting the elements / components of the device in an appropriate manner, and on the other hand, for fastening in the case or on other objects.

На плате 101 размещены два соединительных электрода 701, образующие соединительный элемент, в виде плашечных зажимов (groove clamps), в которые можно ввести и закрепить, например, провода, которые, в свою очередь, могут соединяться с вилкой штепсельного разъема для включения в электрическую сеть или являться проводами электрической сети сами по себе. В качестве электродов 701 могут использоваться другие виды зажимов, разъемов и соединителей, а также контактные площадки, оконцеватели проводов или непосредственно оголенные провода.On the circuit board 101 there are two connecting electrodes 701 forming the connecting element in the form of die clamps (groove clamps) into which, for example, wires can be inserted and secured, which, in turn, can be connected to the plug of the plug connector for inclusion in the electrical network or be wires of an electric network by themselves. As the electrodes 701, other types of clamps, sockets and connectors can be used, as well as contact pads, wire terminators or directly exposed wires.

На монтажной плате 101 на фиг. 6 около соединительных электродов 701 расположен блок питания 602, электрически соединенный с соединительными электродами 701. При подключении устройства к электрической сети с помощью соединительных электродов электрическое напряжение через соединительные электроды 701 поступает в блок питания 602. Блок питания 602 состоит из двух модулей, один из которых является модулем высокого напряжения 621, а другой модулем низкого напряжения 622.On the circuit board 101 in FIG. 6, a power supply unit 602 is located near the connecting electrodes 701 and is electrically connected to the connecting electrodes 701. When the device is connected to the electric network using the connecting electrodes, the voltage is supplied through the connecting electrodes 701 to the power supply unit 602. The power supply unit 602 consists of two modules, one of which is a high voltage module 621, and another low voltage module 622.

Модуль высокого напряжения 621 соединен с соединительными электродами 701 и через них при подключении устройства к электрической сети в модуль 621 поступает электрическое напряжение. Модуль высокого напряжения 621 преобразует поступившее электрическое напряжение в постоянное электрическое напряжение или электрическое напряжение с постоянной (во времени) составляющей. Полученное электрическое напряжение с постоянной составляющей (постоянное напряжение является его частным случаем, когда имеется только постоянная составляющая, а переменные составляющие отсутствуют) из модуля высокого напряжения 621 подается на первый (электростатический) электрод 103.The high voltage module 621 is connected to the connecting electrodes 701 and through them, when the device is connected to the mains, the voltage 621 enters the module 621. The high voltage module 621 converts the incoming electrical voltage into a constant electrical voltage or an electrical voltage with a constant (in time) component. The resulting electrical voltage with a constant component (constant voltage is its special case when there is only a constant component, and there are no alternating components) from the high voltage module 621 is supplied to the first (electrostatic) electrode 103.

Наличие постоянной составляющей в напряжении между первым электродом и одним или несколькими соединительными электродами и, преимущественно, ее величину можно определить несколькими способами. Формула средней величины напряжения, соответствующей постоянной составляющей, выглядит следующим образом:The presence of a constant component in the voltage between the first electrode and one or more connecting electrodes and, mainly, its value can be determined in several ways. The formula for the average voltage corresponding to the DC component is as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Uc - среднее значение (постоянная составляющая) напряжения; Т - период времени, в течение которого осуществляется измерение (для периодических процессов - период повтора); u(t) - зависимость напряжения от времени. Численное интегрирование, позволяющее получить среднее напряжение в соответствии с приведенной формулой, возможно выполнить путем суммирования отсчетов аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с делением на количество просуммированных отсчетов (что соответствует периоду измерения, т.к. отсчеты берутся через определенные интервалы времени).where U c is the average value (constant component) of the voltage; T is the period of time during which the measurement is carried out (for periodic processes - the repetition period); u (t) is the dependence of voltage on time. Numerical integration, which allows to obtain the average voltage in accordance with the above formula, can be done by summing the samples of the analog-to-digital converter (ADC) divided by the number of summed samples (which corresponds to the measurement period, because the samples are taken at certain intervals of time).

Интегрирование возможно выполнить и с помощью электронных компонентов, объединенных в интегрирующие цепочки, известные из уровня техники. Например, для этого может использоваться RC-цепочка с постоянной времени, подобранной для снижения или устранения влияния периодического процесса на результат измерения. Результат на выходе такой интегрирующей цепи может быть измерен и использован для определения величины постоянной составляющей.Integration can also be accomplished using electronic components integrated into integrating circuits known in the art. For example, an RC chain with a time constant selected to reduce or eliminate the influence of a batch process on the measurement result can be used for this. The result at the output of such an integrating circuit can be measured and used to determine the magnitude of the DC component.

Интегрирующие цепочки представляют собой один из видов фильтров низкой частоты. Для определения постоянной составляющей могут быть использованы и другие фильтры низкой частоты, известные из уровня техники аналогичным образом. Кроме того, могут использоваться анализаторы спектра напряжения, которые в качестве одной из составляющих спектра выдают величину постоянной составляющей.Integrating chains are a type of low-pass filter. Other low-pass filters known in the art in a similar manner can be used to determine the DC component. In addition, voltage spectrum analyzers can be used which, as one of the components of the spectrum, provide a constant component value.

Постоянную составляющую напряжения возможно измерить непосредственно вольтметром постоянного напряжения в том случае, если напряжение между первым электродом и одним из соединительных электродов постоянно (возможно с некоторой пульсирующей составляющей). Выполнение этого условия зависит от того, относительного какого соединительного электрода осуществляется измерение напряжения.It is possible to measure the DC voltage component directly with a DC voltmeter if the voltage between the first electrode and one of the connecting electrodes is constant (possibly with some ripple component). The fulfillment of this condition depends on the relative which connecting electrode the voltage is measured.

Электрические сети, с которыми должны соединяться устройства в соответствии с настоящим изобретением (предпочтительно бытовые сети, выполненные в домах, офисах и других подобных помещениях), передают для бытовых потребителей преимущественно переменное напряжение на фазных проводах относительно нулевого провода или заземленного провода. При измерении напряжения между первым электродом, на котором создан постоянный электрический потенциал, и нулевым (нейтральным) или заземленным проводом периодических колебаний напряжения не будет или они будут малы. Однако при измерении напряжения между первым электродом и фазным проводом периодические колебания напряжения, передаваемые фазным проводом относительно нулевого или заземленного провода, будут вносить в измеряемое напряжение переменную составляющую, влияние которой на результат измерений зависит от соотношения измеряемого постоянного напряжения и амплитуды периодических колебаний напряжения, а также, возможно, от способа измерения.The electrical networks to which the devices in accordance with the present invention are to be connected (preferably household networks made in homes, offices and other similar premises) transmit for household consumers mainly alternating voltage on the phase wires relative to the neutral wire or the grounded wire. When measuring voltage between the first electrode, on which a constant electric potential is created, and a neutral (neutral) or grounded wire, there will be no periodic voltage fluctuations or they will be small. However, when measuring the voltage between the first electrode and the phase wire, periodic voltage fluctuations transmitted by the phase wire relative to the neutral or grounded wire will introduce an alternating component into the measured voltage, the influence of which on the measurement result depends on the ratio of the measured constant voltage and the amplitude of the periodic voltage fluctuations, as well as possibly from a measurement method.

Помимо постоянной составляющей напряжение на первом электроде может иметь и переменную составляющую, т.е. на первый электрод может быть подано не только постоянное напряжение, но и другие виды напряжений, представляющие собой комбинацию постоянной и переменной составляющих, например, это может быть пульсирующее напряжение и т.п. Переменная составляющая может наблюдаться в напряжении на первом электроде относительно одного соединительного электрода (например, соединяемого с фазным проводом или нулевым или нейтральным или заземленным проводником) или относительно нескольких соединительных электродов при соединении их с электрической сетью.In addition to the DC component, the voltage at the first electrode can also have an AC component, i.e. not only a constant voltage can be applied to the first electrode, but also other types of voltages, which are a combination of constant and variable components, for example, it can be a ripple voltage, etc. A variable component can be observed in the voltage at the first electrode relative to one connecting electrode (for example, connected to a phase wire or a neutral or neutral or grounded conductor) or relative to several connecting electrodes when connecting them to an electrical network.

В том случае, если модуль высокого напряжения формирует постоянное напряжение на первом электроде относительно нулевого (нейтрального) и/или заземленного провода, относительно фазного провода на первом электроде будет присутствовать переменная составляющая, поскольку фазный провод сам по себе переносит переменное напряжение. И наоборот, если модуль высокого напряжения формирует постоянное напряжение на первом электроде относительно напряжения фазного провода, то это напряжение на первом электроде будет содержать относительно нулевого и/или заземленного провода переменную составляющую напряжения, соответствующую переменному фазному напряжению. Если же переменная составляющая напряжения на первом электроде не соответствует фазному напряжению, то переменные составляющие (в общем случае не совпадающие) напряжения на первом электроде будут наблюдаться как относительно фазного провода, так и относительно нулевого и/или заземленного провода.In the event that the high voltage module generates a constant voltage on the first electrode relative to the neutral (neutral) and / or grounded wire, an alternating component will be present relative to the phase wire on the first electrode, since the phase wire itself transfers the alternating voltage. Conversely, if the high voltage module generates a constant voltage on the first electrode relative to the voltage of the phase wire, then this voltage on the first electrode will contain an alternating voltage component relative to the zero and / or grounded wire, corresponding to the alternating phase voltage. If the alternating component of the voltage at the first electrode does not correspond to the phase voltage, then the alternating components (generally not coinciding) of the voltage at the first electrode will be observed both with respect to the phase wire and with respect to the neutral and / or grounded wire.

При подаче на первый электрод электрического напряжения с постоянной составляющей относительно по меньшей мере одного из соединительных электродов при подключении устройства к сети, в пространстве около первого электрода, а также в пространстве между первым (электростатическим) электродом и проводами электрической сети устанавливается электрическое поле с постоянной составляющей, соответствующей постоянной составляющей напряжения на первом электроде относительно одного или более проводов (или других проводников, передающих ток и напряжение) электрической сети. Поскольку напряжение представляет собой разность потенциалов, то это означает, что первый электрод приобрел электрический потенциал с постоянной составляющей (или, в частном случае, постоянный электрический потенциал) относительно одного или более проводов электрической сети.When an electric voltage with a constant component is applied to the first electrode with respect to at least one of the connecting electrodes when the device is connected to the network, an electric field with a constant component is established in the space near the first (electrostatic) electrode and the wires of the electric network corresponding to the DC component of the voltage at the first electrode relative to one or more wires (or other conductors transmitting current and apryazhenie) electric power network. Since the voltage is a potential difference, this means that the first electrode has acquired an electric potential with a constant component (or, in a particular case, a constant electric potential) relative to one or more wires of the electric network.

Величина постоянной составляющей напряжения (по абсолютному значению) на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов преимущественно больше (по абсолютному значению) действующего значения или амплитуды переменной составляющей и/или постоянной составляющей (также по абсолютному значению) напряжения между соединительными электродами. В целях определения использования настоящего изобретения учитывается напряжение между каждыми соединительными электродами, если их больше двух. То есть, постоянная составляющая напряжения (ее абсолютное значение) на первом электроде относительного одного или нескольких соединительных электродов должна сравниваться с действующей величиной или амплитудой переменной и/или постоянной составляющей (ее абсолютным значением) напряжения между соединительными электродами, которые могут подключаться к проводам электрической сети. В частности, для сравнения может браться напряжения между фазным и нулевым проводами, фазным и заземленным проводами, нулевым и заземленным проводами, если между ними есть напряжение.The magnitude of the DC component of the voltage (in absolute value) on the first electrode relative to one or more connecting electrodes is predominantly larger (in absolute value) of the effective value or amplitude of the variable component and / or DC component (also in absolute value) of the voltage between the connecting electrodes. In order to determine the use of the present invention, the voltage between each connecting electrodes is taken into account, if there are more than two. That is, the DC component of the voltage (its absolute value) at the first electrode of the relative one or more connecting electrodes should be compared with the actual value or amplitude of the variable and / or the DC component (its absolute value) of the voltage between the connecting electrodes, which can be connected to the wires of the electrical network . In particular, for comparison, voltages can be taken between phase and neutral wires, phase and ground wires, neutral and ground wires, if there is voltage between them.

В предпочтительном варианте напряжение на первом электроде относительно определенного соединительного электрода сравнивается с напряжением между этим же определенным соединительным электродом и другим соединительным электродом. В то же время может учитываться напряжение и между соединительными электродами, отличающимися от указанного определенного соединительного электрода, если их больше двух. Выбор соединительных электродов для определения напряжения между ними и соединительного электрода для определения относительно него напряжения на первом электроде зависит от методики, которая должна формироваться исходя из разумных исходных предпосылок. Напряжение на первом электроде относительно нескольких соединительных электродов может определяться в тех случаях, когда постоянные составляющие потенциалов этих электродов одинаковы, или когда осуществляется перебор всех вариантов измерений для определения наличия указанного признака для каждого соединительного электрода.In a preferred embodiment, the voltage at the first electrode with respect to a specific connecting electrode is compared with the voltage between the same defined connecting electrode and another connecting electrode. At the same time, the voltage between the connecting electrodes that are different from the specified specific connecting electrode can be taken into account, if there are more than two. The choice of connecting electrodes to determine the voltage between them and the connecting electrode to determine the voltage on the first electrode relative to it depends on the technique, which should be formed on the basis of reasonable initial assumptions. The voltage at the first electrode relative to several connecting electrodes can be determined in cases where the constant components of the potentials of these electrodes are the same, or when all measurement options are enumerated to determine the presence of the indicated feature for each connecting electrode.

Напряжение в зависимости от подключения измерительного прибора может иметь положительный или отрицательный знак. Указанные в настоящем описании величины напряжений и их составляющих, а также их соотношения преимущественно относятся к величине напряжения безотносительно его знака, то есть к величине напряжения по модулю (абсолютному значению). Таким образом, если указано, что постоянная составляющая напряжения между первым электродом и одним или несколькими соединительными электродами больше напряжения (переменной и/или постоянной составляющих) между соединительными электродами, то это означает, что постоянная составляющая напряжения на первом электроде может быть больше численного значения напряжения между соединительными электродами, если напряжения берутся со знаком «+», или меньше численного значения напряжения между соединительными электродами, если напряжения берутся со знаком «-».The voltage depending on the connection of the measuring device may have a positive or negative sign. The voltages and their components indicated in the present description, as well as their ratios, mainly relate to the magnitude of the voltage regardless of its sign, that is, to the magnitude of the voltage modulo (absolute value). Thus, if it is indicated that the DC component of the voltage between the first electrode and one or more connecting electrodes is greater than the voltage (variable and / or DC component) between the connecting electrodes, then this means that the DC component of the voltage on the first electrode can be greater than the numerical value of the voltage between the connecting electrodes, if the voltage is taken with a “+” sign, or less than the numerical value of the voltage between the connecting electrodes, if the voltage is taken tsya with a "-" sign.

Другими словами, постоянная составляющая потенциала первого электрода может быть больше постоянной составляющей потенциала одного или нескольких соединительных электродов на величину, превышающую численное значение напряжения (переменной и/или постоянной составляющих) между соединительными электродами, если напряжения берутся со знаком «+», или меньше постоянной составляющей потенциала одного или нескольких соединительных электродов на величину, превышающую численное (абсолютное) значение напряжения (переменной и/или постоянной составляющих) между соединительными электродами, если напряжения берутся со знаком «-».In other words, the constant component of the potential of the first electrode may be greater than the constant component of the potential of one or more connecting electrodes by an amount exceeding the numerical value of the voltage (variable and / or constant components) between the connecting electrodes, if the voltages are taken with a “+” sign, or less than the constant component of the potential of one or more connecting electrodes by an amount exceeding the numerical (absolute) value of the voltage (variable and / or constant with leaving) between connecting electrodes, if voltages are taken with a “-” sign.

Таким образом, на первый электрод возможна подача напряжения как с положительной постоянной составляющей, так и с отрицательной. В предпочтительном варианте постоянная составляющая имеет отрицательный знак, для обеспечения эффективного осаждения заряженных частиц, взвешенных в воздухе. В том случае, если на первый электрод подано напряжение с отрицательной постоянной составляющей, то на него происходит осаждение ДПР радона (и, возможно, других радионуклидов), поскольку образование ДПР происходит в основном в виде ионов, образовавшиеся ионы имеют положительный заряд и притягиваются к первому электроду с отрицательной постоянной составляющей электрического напряжения. В результате накопления ДПР получаемые показания становятся кумулятивными, поскольку датчик будет в основном определять альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения, испускаемые радионуклидами, осевшими на первом (электростатическом) электроде.Thus, voltage can be applied to the first electrode both with a positive DC component and with a negative one. In a preferred embodiment, the constant component has a negative sign, to ensure effective deposition of charged particles suspended in air. In the event that a voltage with a negative DC component is applied to the first electrode, then DPR of radon (and, possibly, other radionuclides) is deposited on it, since the formation of DPR occurs mainly in the form of ions, the formed ions have a positive charge and are attracted to the first electrode with a negative DC component of the electrical voltage. As a result of the accumulation of DPR, the readings obtained become cumulative, since the sensor will mainly detect alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation emitted by radionuclides deposited on the first (electrostatic) electrode.

Кумулятивные показания имеют преимущество перед некумулятивными в том, что они больше по величине, а значит устройство является более чувствительным, т.к. могут быть накоплены радионуклиды при их низкой концентрации в воздухе и благодаря этому получена оценка их концентрации, которую невозможно получить другими способами. Кроме того, устройство с определением содержания радионуклидов по накопленным радионуклидам, осевшим на первом (электростатическом) электроде, обеспечивает получение более точных данных.Cumulative readings have an advantage over non-cumulative ones in that they are larger in size, which means the device is more sensitive, because radionuclides can be accumulated at their low concentration in air and due to this an estimate of their concentration is obtained, which cannot be obtained by other methods. In addition, a device for determining the content of radionuclides from the accumulated radionuclides deposited on the first (electrostatic) electrode provides more accurate data.

Если же на первый электрод подано напряжение с положительной постоянной составляющей, то ДПР радона (и, возможно, других радионуклидов) отталкиваются от первого электрода, поскольку, как отмечено ранее, они также имеют положительный заряд, и в результате датчик может в основном определять только альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения, испускаемые отрицательно заряженными ДПР радионуклидов или радионуклидами, не имеющими заряда (например, радона). Такие радионуклиды могут быть как осевшими на первом электроде, так и находящимися около первого электрода (например, внутри электрической камеры) после того, как поток частиц пыли и других микрочастиц увлек или перенес их к первому электроду. Определение содержания радионуклидов в воздухе без накопления (некумулятивные показания) имеют преимущество в скорости получения показаний, т.к. не требуется время для накопления радионуклидов и получаемые данные относятся непосредственно к текущему моменту.If a voltage with a positive DC component is applied to the first electrode, then the DPR of radon (and, possibly, other radionuclides) are repelled from the first electrode, because, as noted earlier, they also have a positive charge, and as a result, the sensor can mainly detect only alpha - particles and / or beta particles and / or gamma radiation emitted by negatively charged DPR radionuclides or radionuclides that do not have a charge (for example, radon). Such radionuclides can be either settled on the first electrode or located near the first electrode (for example, inside the electric chamber) after the flow of dust particles and other microparticles entrained or transferred them to the first electrode. Determination of the content of radionuclides in the air without accumulation (non-cumulative readings) have an advantage in the speed of reading, because no time is required for the accumulation of radionuclides and the data obtained are directly related to the current moment.

В то же время необходимо отметить, что помимо радона/торона в воздухе могут находиться и другие радионуклиды, которые могут осаждаться на частицы пыли или другие микрочастицы и/или образовывать с ними химические и другие виды связей. Поскольку заряд, приобретаемый частицами пыли или другими микрочастицами может быть как положительный, так и отрицательный, то и привлекаться к первому электроду и осаждаться на нем радионуклиды могут при любом знаке напряжения, поданного на первый электрод. То есть при отрицательном потенциале на первом электроде могут быть радионуклиды, не осевшие на этот электрод, а при положительном потенциале на первом электроде могут быть радионуклиды, осевшие на этот электрод.At the same time, it should be noted that in addition to radon / thoron, other radionuclides in the air can also be deposited on dust particles or other microparticles and / or form chemical and other types of bonds with them. Since the charge acquired by dust particles or other microparticles can be either positive or negative, radionuclides can be attracted to the first electrode and deposited on it at any sign of the voltage applied to the first electrode. That is, with a negative potential on the first electrode there may be radionuclides that have not settled on this electrode, and with a positive potential on the first electrode there may be radionuclides deposited on this electrode.

Необходимо отметить, что даже радионуклиды, имеющие электрический заряд, знак которого совпадает со знаком потенциала первого электрода, могут оседать на этот электрод или притягиваться к нему посредством создаваемого первым (электростатическим) электродом электрического (электростатического) поля в том случае, когда они осели на частицы пыли или другие микрочастицы, имеющие противоположный по знаку электрический заряд, превышающий по величине заряд радионуклида (предпочтительно в два и более раз).It should be noted that even radionuclides having an electric charge, the sign of which coincides with the potential sign of the first electrode, can settle on this electrode or be attracted to it by means of the electric (electrostatic) field created by the first (electrostatic) electrode when they are deposited on particles dust or other microparticles having an opposite electric charge, exceeding the charge of the radionuclide (preferably two or more times).

Другими словами, датчик, установленный около первого электрода (на расстоянии не более длины пробега детектируемых альфа-частиц и/или бета-частиц и/или расстояния, на котором возможна эффективная регистрация гамма-излучений), может детектировать альфа-частицы и/или бета-частицы и/или гамма-излучения, испускаемые радионуклидами, которые оказались на первом электроде и/или около первого электрода независимо от знака электрического потенциала, установленного на первом электроде (зависящего от полярности напряжения, приложенного к нему).In other words, a sensor mounted near the first electrode (at a distance of not more than the path length of the detected alpha particles and / or beta particles and / or the distance at which gamma radiation can be effectively detected) can detect alpha particles and / or beta - particles and / or gamma radiation emitted by radionuclides that are on the first electrode and / or near the first electrode, regardless of the sign of the electric potential installed on the first electrode (depending on the polarity of the voltage applied to it).

Также необходимо отметить, что возможность попадания радионуклидов из воздуха около устройства на первый электрод кроме возможности испускания альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений радионуклидами на первом электроде (например, осевшими на него) также подразумевает возможность испускания альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений радионуклидами около первого электрода, которые не успели осесть на этот электрод или не могу этого сделать в силу своей электронейтральности, или, например, если они сами являются продуктом радиоактивного распада радионуклидов, находившихся на первом электроде или около него.It should also be noted that the possibility of radionuclides entering from the air near the device onto the first electrode, in addition to the possibility of emitting alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation by radionuclides on the first electrode (for example, deposited on it) also implies the possibility of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation by radionuclides near the first electrode, which did not have time to settle on this electrode or cannot do this because of their electroneutrality, or, for example, if they themselves are prod ktomu radioactive decay of the radionuclides is on the ground or near the electrode.

Наличие постоянной составляющей напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов, соединяемых с электрической сетью, имеет высокое значение по следующим причинам. Провода или проводники электрической сети обычно распределены в пространстве (например, в стенах помещения) и имеют постоянную составляющую электрического потенциала, близкую к потенциалу земли (здания, помещения), так как наличие постоянного напряжения между фазным проводом и землей (нулевым проводом, нейтралью), а также между нулевым проводом (нейтралью) и землей представляет собой неисправность сети, которую обычно стремятся устранить, а нулевой провод по нормативным требованиям преимущественно необходимо заземлять.The presence of a constant voltage component at the first electrode relative to one or more connecting electrodes connected to the electric network is of high importance for the following reasons. The wires or conductors of the electric network are usually distributed in space (for example, in the walls of the room) and have a constant component of the electric potential close to the potential of the earth (building, room), since there is a constant voltage between the phase wire and the ground (neutral wire, neutral), and also between the neutral wire (neutral) and the ground there is a network failure, which is usually sought to eliminate, and the neutral wire, according to regulatory requirements, is mainly necessary to ground.

В случае электрической сети, передающей постоянное напряжение, все описание, сделанное выше относительно электрических сетей с переменным напряжением, также верно за исключением того, что электрические сети с постоянным напряжением менее распространены, переменная составляющая напряжения на проводниках в них отсутствует или мала (много меньше постоянной составляющей), а ее проводники образуют протяженный (и иногда распределенный в пространстве) электрический диполь или конденсатор. Электрическое поле диполя быстро убывает в зависимости от расстояния, а средний потенциал, представляющий собой арифметическое среднее потенциалов проводников, может соответствовать потенциалу окружающей среды, например, при разнополярных потенциалах в проводниках, или отличаться от него на величину не более половины величины напряжения между проводниками. В последнем случае потенциал окружающей среды может постепенно изменяться в сторону среднего потенциала такой электрической сети.In the case of an electric network transmitting constant voltage, the entire description made above with respect to electric networks with alternating voltage is also true except that electric networks with constant voltage are less common, the alternating component of voltage on the conductors is absent or small (much less than constant component), and its conductors form an extended (and sometimes distributed in space) electric dipole or capacitor. The electric field of the dipole rapidly decreases depending on the distance, and the average potential, which is the arithmetic average of the potentials of the conductors, can correspond to the potential of the environment, for example, at bipolar potentials in the conductors, or differ from it by no more than half the magnitude of the voltage between the conductors. In the latter case, the environmental potential can gradually change towards the average potential of such an electrical network.

Это значит, что подачей на первый электрод постоянного напряжения (или постоянной составляющий напряжения) относительно проводов электрической сети как переменного, так и постоянного напряжения, осуществляется придание первому электроду электрического потенциала, отличающегося от потенциала не только проводов электрической сети, но и всего окружающего пространства. Благодаря этому электрическое поле, создаваемое первым электродов, формируется в основном снаружи первого электрода, что соответствует созданию уединенного заряда (без образующего диполь заряда другой величины или с другим знаком, расположенного рядом с первым электродом в пределах устройства). Уединенный заряд формируется за счет создания на первом электроде избытка электронов (формируется отрицательный заряд) или недостатка электронов (формируется положительный заряд).This means that applying to the first electrode a constant voltage (or a constant component of voltage) relative to the wires of the electric network, both alternating and constant voltage, the first electrode is supplied with an electric potential that differs from the potential not only of the wires of the electric network, but also of the entire surrounding space. Due to this, the electric field created by the first electrodes is formed mainly outside the first electrode, which corresponds to the creation of a solitary charge (without a dipole forming a charge of a different magnitude or with a different sign located next to the first electrode within the device). A solitary charge is formed due to the creation of an excess of electrons on the first electrode (a negative charge is formed) or a lack of electrons (a positive charge is formed).

Благодаря уединенности относительно окружающей среды (например, стен и других элементов помещений) электрического заряда на первом электроде, формирующего электрическое поле в основном в окружающем пространстве снаружи себя, потенциал указанного электрического поля убывает обратно пропорционально расстоянию от электрода (в первой степени), а сила Кулона, действующая на заряды вокруг первого электрода, убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от электрода (т.е. во второй степени).Due to the solitude relative to the environment (for example, walls and other elements of the premises) of the electric charge on the first electrode, which forms the electric field mainly in the surrounding space outside itself, the potential of the indicated electric field decreases inversely with the distance from the electrode (to the first degree), and the Coulomb force acting on charges around the first electrode decreases inversely with the square of the distance from the electrode (i.e., to the second degree).

Это выгодно отличает настоящее изобретение от уровня техники, в котором обычно используются дипольные электрические камеры, т.е. содержащие положительный и отрицательный электрод, между которыми прикладывается высокое напряжение, что приводит к формированию такого электрического поля, потенциал которого на расстояниях больше расстояния между электродами убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от камеры (т.е. во второй степени), а сила Кулона, действующая на заряды вокруг таких электрических камер, убывает обратно пропорционально кубу расстояния от камеры (т.е. в третьей степени).This distinguishes the present invention from the prior art, in which dipole electric chambers are typically used, i.e. containing a positive and negative electrode, between which a high voltage is applied, which leads to the formation of an electric field whose potential at distances greater than the distance between the electrodes decreases inversely with the square of the distance from the camera (i.e., to the second degree), and the Coulomb force on charges around such electric cameras, decreases inversely with the cube of the distance from the camera (i.e., to the third degree).

Так как воздух неизбежно содержит взвешенные микрочастицы, представляющие собой, в том числе, пыль, то при установлении в пространстве между первым электродом и проводами электрической сети электрического поля с постоянной составляющей пыль начнет притягиваться к первому электроду, поскольку она легко электризуется при трении о воздух или благодаря другими механизмами и, значит, приобретает электрический заряд, на который в электрическом поле действует сила, перемещающая заряженные частицы, в т.ч. и пыль. Поскольку на пыль, вследствие ее электризации, также осаждаются радионуклиды (в том числе ДПР радона), это означает, что при осаждении пыли на открытый для окружающего воздуха первый электрод вследствие наличия у нее электрического потенциала с постоянной составляющей вместе с пылью на электрод осаждаются и радионуклиды, ранее осевшие на частицы пыли. Кроме того, радионуклиды, в том числе ДПР радона, могут осаждаться на первый электрод и самостоятельно, без помощи пыли или других частиц.Since air inevitably contains suspended microparticles, which are, among other things, dust, when the electric field with a constant component is established in the space between the first electrode and the wires of the electric network, the dust will be attracted to the first electrode, since it is easily electrified by friction against air or due to other mechanisms and, therefore, acquires an electric charge, which is affected by the force moving the charged particles in the electric field, including and dust. Since radionuclides (including radar DPRs) are also deposited on dust due to its electrification, this means that when dust is deposited on the first electrode that is open to ambient air due to the presence of an electric potential with a constant component, radionuclides are deposited on the electrode along with dust previously deposited on dust particles. In addition, radionuclides, including DPR radon, can be deposited on the first electrode on their own, without the help of dust or other particles.

Это означает, что для привлечения, захвата и осаждения (то есть сбора) радионуклидов (преимущественно вместе с пылью) из одного и того же объема окружающего пространства в соответствии с настоящим изобретением не требуются устройства или системы нагнетания или создания потока воздуха, такие как вентиляторы, насосы, кондиционеры и т.п. Кроме того, для сбора радионуклидов требуется первый электрод с размерами (площадью, объемом), меньшими по сравнению с устройствами в уровне техники (в частности, с размерами их диполей и/или воздушных камер), поскольку формируемое устройством в соответствии с настоящим изобретение электрическое поле убывает значительно в меньшей степени (медленнее) в зависимости от расстояния.This means that in order to attract, capture and precipitate (i.e. collect) radionuclides (mainly together with dust) from the same volume of the surrounding space in accordance with the present invention, devices or systems for pumping or creating an air stream, such as fans, are not required pumps, air conditioners, etc. In addition, the collection of radionuclides requires a first electrode with dimensions (area, volume) smaller than devices in the prior art (in particular, with the dimensions of their dipoles and / or air chambers), since the electric field generated by the device in accordance with the present invention decreases much less (slower) depending on the distance.

Это позволяет создать малогабаритное (компактное) устройство для определения содержания радионуклидов в окружающем воздухе, так как электрическое поле, создаваемое открытым электростатическим (первым) электродом, на который подано постоянное электрическое напряжение относительно электрической сети, а значит и окружающего пространства, эффективно захватывает и осаждает (собирает) радионуклиды, в том числе ДПР радона, на первом электроде из значительного объема окружающего пространства без использования насоса.This allows you to create a small-sized (compact) device for determining the content of radionuclides in ambient air, since the electric field created by the open electrostatic (first) electrode, which is supplied with a constant electric voltage relative to the electric network, and therefore the surrounding space, effectively captures and precipitates ( collects) radionuclides, including DPR radon, on the first electrode from a significant amount of the surrounding space without using a pump.

Кроме того, благодаря указанному свойству формируемого электрического поля в соответствии с настоящим изобретением значительно повышается эффективность устройства, поскольку даже минимальные размеры первого электрода, определяемые из других соображений, обеспечивают более высокую эффективность по осаждению пыли и сбору радионуклидов и значительно более высокую чувствительность в определении содержания и характеристик (частоты распада, концентрации, объемной активности) радионуклидов, в том числе радона и его ДПР, по сравнению с уровнем техники, так как на такой открытый первый электрод осаждаются радионуклиды из большего объема пространства (предпочтительно без отсеивания и фильтрации мелкоразмерных частиц пыли).In addition, due to the indicated property of the generated electric field in accordance with the present invention, the efficiency of the device is significantly increased, since even the minimum dimensions of the first electrode, determined from other considerations, provide higher efficiency for dust deposition and collection of radionuclides and a significantly higher sensitivity in determining the content and characteristics (decay frequency, concentration, volumetric activity) of radionuclides, including radon and its DPR, in comparison with ur vnem art, since such an open first electrode deposited radionuclides from a larger volume of space (preferably without sifting and filtering small-sized dust particles).

Объем пространства, из которого происходит захват и сбор радионуклидов (преимущественно вместе с пылью), определяется напряженностью электрического поля, которая в случае настоящего изобретения убывает в зависимости от расстояния в меньшей степени, чем для устройств из уровня техники, имеющих диполи. Это означает, что напряженность электрического поля, достаточная для перемещения пыли и радионуклидов на первый электрод, устройством в соответствии с изобретением формируется на большем расстоянии, чем устройствами из уровня техники при тех же напряжениях и/или размерах, и, значит, устройство в соответствии с настоящим изобретением захватывает пыль из большего объема окружающего пространства (воздуха). Таким образом, настоящее устройство более эффективно собирает радионуклиды из окружающего пространства, чем устройства из уровня техники.The amount of space from which the capture and collection of radionuclides occurs (mainly together with dust) is determined by the electric field strength, which in the case of the present invention decreases to a lesser extent depending on the distance than for prior art devices having dipoles. This means that the electric field strength sufficient to move dust and radionuclides to the first electrode, the device in accordance with the invention is formed at a greater distance than devices from the prior art at the same voltages and / or sizes, and, therefore, the device in accordance with the present invention captures dust from a larger volume of the surrounding space (air). Thus, the present device more efficiently collects radionuclides from the surrounding space than devices from the prior art.

Поскольку на первом электроде может быть не только постоянная составляющая электрического потенциала, но и переменная, формируемое первым (электростатическим) электродом электрическое поле может быть переменным. Кроме того, на одном или нескольких проводах электрической сети переменного напряжения имеется переменная составляющая напряжения большой величины. Это значит, что на заряженные частички, взвешенные в воздухе, в таких случаях будет действовать сила Кулона, переменная по величине.Since the first electrode can contain not only a constant component of the electric potential, but also a variable, the electric field formed by the first (electrostatic) electrode can be variable. In addition, on one or more wires of an alternating voltage electric network, there is an alternating component of voltage of a large magnitude. This means that in these cases, the Coulomb force, variable in magnitude, will act on charged particles suspended in air.

В результате воздействия на заряженные частички в воздухе переменного электрического поля сила Кулона может быть периодически направлена как по направлению к первому электроду, так и обратно. Это может замедлять скорость осаждения заряженных частиц на первом электроде, поскольку часть энергии формируемого электрического поля будет затрачена на замедление заряженных частиц, которые электрическое поле сначала ускорило в одном направлении, а после смены направления электрического поля стало ускорять в другом направлении.As a result of exposure to charged particles in the air of an alternating electric field, the Coulomb force can be periodically directed both towards the first electrode and vice versa. This can slow down the rate of deposition of charged particles on the first electrode, since part of the energy of the generated electric field will be spent on slowing down the charged particles, which the electric field first accelerated in one direction, and after changing the direction of the electric field began to accelerate in the other direction.

Для повышения скорости осаждения заряженных частиц на первом потенциале (повышения эффективности устройства) предпочтительно, чтобы постоянная составляющая напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов, характеризующая постоянную составляющую его потенциала, была больше амплитуды переменной составляющей напряжения, формирующей переменное электрическое поле и, соответственно, переменную по величине и направлению силу Кулона.To increase the rate of deposition of charged particles at the first potential (to increase the efficiency of the device), it is preferable that the DC component of the voltage on the first electrode relative to one or more connecting electrodes, characterizing the DC component of its potential, be greater than the amplitude of the AC component of the voltage, forming an alternating electric field and, accordingly , variable in magnitude and direction of the Coulomb force.

Поскольку основной вклад в переменное электрическое поле вносит переменное напряжение электрической сети, для обеспечения преимущественной однонаправленности силы Кулона необходимо, чтобы постоянная составляющая напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов была больше действующего (эффективного среднеквадратического) напряжения между соединительными электродами, что будет соответствовать, в частности, действующему напряжению между фазным и нулевым (нейтральным) проводами (или землей (заземленным проводом) вместо нулевого провода).Since the main contribution to the alternating electric field is made by the alternating voltage of the electric network, to ensure the predominant unidirectionality of the Coulomb force, it is necessary that the constant component of the voltage on the first electrode relative to one or more connecting electrodes be greater than the effective (effective rms) voltage between the connecting electrodes, which will correspond to in particular, the effective voltage between the phase and neutral (neutral) wires (or earth) th (ground) instead of neutral).

Величина среднеквадратического (оно же действующее, оно эффективное) значения напряжения определяется по следующей формуле:The value of the root mean square (it is also valid, it is effective) voltage value is determined by the following formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Urms - среднеквадратическое (действующее, эффективное) напряжение; Т - период времени, в течение которого осуществляется измерение; u(t) - зависимость напряжения от времени. В соответствии с указанной формулой среднеквадратическое значение за заданный период времени Т (например, период колебаний сетевого напряжения промышленной частоты) можно получить для напряжения с любой зависимостью от времени. Например, для постоянного напряжения его среднеквадратическое значение будет равно ему самому же, а для синусоидального напряжения среднеквадратическое значение будет составлять примерно 0,707 от амплитуды синусоиды и т.д.where U rms is the rms (effective, effective) voltage; T is the period of time during which the measurement is carried out; u (t) is the dependence of voltage on time. In accordance with the specified formula, the rms value for a given period of time T (for example, the period of fluctuations in the mains voltage of industrial frequency) can be obtained for the voltage with any time dependence. For example, for a constant voltage, its rms value will be equal to itself, and for a sinusoidal voltage, the rms value will be approximately 0.707 of the amplitude of the sine wave, etc.

Действующее значение переменного напряжения численно соответствует значению постоянного напряжения, совершающего ту же самую работу над зарядом, что и переменное напряжение. Поскольку перемещение частиц, взвешенных в воздухе, является работой, производимой силой Кулона, прикладываемой к заряженным частицам электрическим полем, величина которого может быть охарактеризована электрическим напряжением, то сравнение действующих величин постоянной составляющей напряжения на первом электроде и переменного напряжения в электрической сети позволяет определить не только мгновенное направление перемещения заряженных частиц в воздухе, но и направление перемещения заряженных частиц за длительный временной интервал, преимущественно больше периода переменного напряжения.The effective value of the alternating voltage numerically corresponds to the value of the direct voltage doing the same work on the charge as the alternating voltage. Since the movement of particles suspended in air is the work produced by the Coulomb force applied to the charged particles by an electric field, the value of which can be characterized by an electric voltage, a comparison of the effective values of the DC component of the voltage on the first electrode and the AC voltage in the electric network allows us to determine not only instantaneous direction of movement of charged particles in air, but also the direction of movement of charged particles over a long time period al, advantageously greater than the alternating voltage period.

Если постоянная составляющая напряжения (или действующее значение этого напряжения) на первом электроде больше действующего значения переменного напряжения в электрической сети, то даже несмотря на то, что в некоторые части периода результирующее электрическое поле может формировать силу Кулона, направляющую заряженные частицы определенного знака от первого электрода, в большую часть периода сила Кулона будет направлять заряженные частицы в сторону первого электрода. Направление движения заряженных части зависит от знака их заряда, однако, учитывая, что могут формироваться заряженные частицы обоих знаков, часть частиц будет двигаться в одном направлении, а часть в другом в зависимости от направления электрического поля - в случае настоящего изобретения речь идет о той части частиц, знак заряда которых заставляет их всегда или в большую часть времени двигаться в сторону первого электрода и осаждаться на нем.If the constant component of the voltage (or the effective value of this voltage) at the first electrode is greater than the effective value of the alternating voltage in the electric network, then even though in some parts of the period the resulting electric field can generate the Coulomb force directing charged particles of a certain sign from the first electrode , for most of the period, the Coulomb force will direct the charged particles toward the first electrode. The direction of movement of the charged part depends on the sign of their charge, however, given that charged particles of both signs can form, part of the particles will move in one direction and part in the other depending on the direction of the electric field - in the case of the present invention we are talking about that part particles whose charge sign makes them always or in most of the time move towards the first electrode and settle on it.

Среднеквадратическое (действующее, эффективное) значение является самым распространенным показателем, характеризующим переменное напряжение в электрических сетях. Когда говорят просто о напряжении или силе тока в электрических сетях переменного напряжения, то по умолчанию обычно имеются в виду именно их среднеквадратичные значения. Кроме того, в среднеквадратичных значениях проградуированы индикаторы и отображающие элементы всех вольтметров и амперметров переменного тока.The root mean square (effective, effective) value is the most common indicator characterizing the alternating voltage in electrical networks. When one speaks simply of voltage or current strength in electric networks of alternating voltage, then by default their mean square values are usually meant. In addition, indicators and display elements of all voltmeters and ammeters of alternating current are calibrated in the rms values.

Следовательно, для обеспечения работоспособности устройства в соответствии с настоящим изобретением и определения использования изобретения в качестве показателя, с которым сравнивается постоянная составляющая напряжения на первом электроде, возможно использовать действующее значение напряжения электрической сети, для подключения к которой предназначено устройство.Therefore, in order to ensure the operability of the device in accordance with the present invention and to determine the use of the invention as an indicator with which the constant component of the voltage at the first electrode is compared, it is possible to use the effective voltage value of the electric network for which the device is intended to be connected.

В преимущественном варианте осуществления изобретения постоянная составляющая электрического потенциала (напряжения относительно соединительных электродов) на первом электроде предусматривается большей, чем амплитуда переменного напряжения электрической сети. В таком случае на заряженные частицы в воздухе будет действовать сила Кулона, имеющая одно и то же направление в любой момент времени, хотя и различающаяся по величине в разные моменты времени. Амплитуда переменного напряжения преимущественно определяется по среднеквадратическому значению с учетом формы переменного напряжения (предпочтительно с исключением из учета пиков, выбросов, импульсов напряжения и т.п., поскольку они могут иметь весьма большое значение, но малую длительность, в связи с чем вносят относительно малый вклад в работу, выполняемую напряжением или электрическим полем, например, по перемещению заряженных частиц на первый электрод).In an advantageous embodiment of the invention, the constant component of the electric potential (voltage relative to the connecting electrodes) at the first electrode is provided greater than the amplitude of the alternating voltage of the electric network. In this case, the Coulomb force will act on charged particles in the air, having the same direction at any time, although it varies in magnitude at different times. The amplitude of the alternating voltage is predominantly determined by the rms value taking into account the shape of the alternating voltage (preferably with the exception of peaks, surges, voltage pulses, etc., since they can have a very large value, but short duration, and therefore introduce a relatively small contribution to the work performed by voltage or an electric field, for example, by moving charged particles to the first electrode).

Это значит, что энергия электрического поля не будет тратиться на замедление частиц, она всегда будет тратиться на ускорение (перемещение) частиц в направлении первого электрода. Соответственно, эффективность и чувствительность такого устройства, осаждающего на первом электроде заряженные частицы с более высокой скоростью и, значит, в большем количестве, будет выше, чем, если бы постоянная составляющая напряжения была меньше амплитуды переменной составляющей напряжения.This means that the energy of the electric field will not be spent on slowing down the particles, it will always be spent on accelerating (moving) the particles in the direction of the first electrode. Accordingly, the efficiency and sensitivity of such a device, which deposits charged particles at a higher electrode at a higher speed and, therefore, in a larger quantity, will be higher than if the constant voltage component were less than the amplitude of the variable voltage component.

Соответственно, для реализации более эффективного и чувствительного устройства модуль высокого напряжения должен представлять собой не только преобразователь переменного напряжения в постоянное, например, выпрямитель, но и повышающий преобразователь напряжения, поскольку при выпрямлении без дополнительного повышения напряжения постоянная составляющая выпрямленного напряжения будет меньше амплитуды выпрямляемого переменного напряжения и даже меньше действующего значения, в том числе в связи с потерями при выпрямлении (для синусоидального напряжения его средневыпрямленное значение напряжения составляет 0,9 от действующего). Тем не менее, простой выпрямитель также может применяться в качестве модуля высокого напряжения, поскольку осаждение заряженных частиц на первом электроде может происходить и в том случае, если постоянная составляющая напряжения меньше амплитуды переменной составляющей напряжения, хотя такое осаждение частиц и будет происходить медленнее, то есть с меньшей эффективностью.Accordingly, to implement a more efficient and sensitive device, the high-voltage module must be not only an AC to DC converter, for example, a rectifier, but also a step-up voltage converter, since when rectified without additional voltage increase, the DC component of the rectified voltage will be less than the amplitude of the rectified AC voltage and even less than the effective value, including due to losses during rectification (for sinuso Further it srednevypryamlennoe voltage value of the voltage of the current is 0.9). However, a simple rectifier can also be used as a high voltage module, since the deposition of charged particles on the first electrode can also occur if the DC component of the voltage is less than the amplitude of the AC component of the voltage, although such particle deposition will be slower, i.e. with less efficiency.

Для обеспечения сбора заряженных частиц из окружающего воздуха при подключении устройства в соответствии с настоящим изобретением к электрической сети постоянного напряжения, постоянная составляющая напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов преимущественно должна превышать постоянную составляющую напряжения (или постоянное напряжение) между соединительными электродами (и проводами электрической сети). В этом случае даже если напряжения на первом электроде и соединительном электроде относительно другого первого электрода будут иметь один знак, потенциал первого электрода все равно будет отличаться как от потенциалов отдельных соединительных электродов, так и от их среднего потенциала (а значит совместно от отдельных и среднего потенциалов проводов электрической сети). Это значит, что на первом электроде будет представлять собой уединенный заряд и формировать электрическое поле, медленно убывающее в зависимости от расстояния и обеспечивающее эффективный сбор заряженных частиц и радионуклидов из окружающего воздуха на первый (электростатический) электрод.To ensure the collection of charged particles from the ambient air when connecting the device in accordance with the present invention to a constant voltage electric network, the constant voltage component of the first electrode relative to one or more connecting electrodes should preferably exceed the constant voltage component (or constant voltage) between the connecting electrodes (and wires of an electric network). In this case, even if the voltages at the first electrode and the connecting electrode are of the same sign with respect to the other first electrode, the potential of the first electrode will still differ both from the potentials of the individual connecting electrodes and from their average potential (and therefore together from the individual and average potentials wires of an electric network). This means that on the first electrode it will be a solitary charge and will form an electric field that slowly decreases depending on the distance and provides an efficient collection of charged particles and radionuclides from the ambient air to the first (electrostatic) electrode.

Действующие значения напряжений в электрических сетях обычно составляют около 110 В, 127 В, 220 В, 250 В, 380 В (может быть и промышленное напряжение 690 В) - то есть менее 1000 В, преимущественно менее 500 В и даже менее 400 В. Таким образом, для реализации настоящего изобретения практически в любых бытовых условиях достаточно обеспечить постоянную составляющую с абсолютной величиной напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов не менее 500 В или 600 В или 700 В или 800 В или 900 В. Такая относительно небольшая величина постоянной составляющей обеспечивает большую безопасность устройства в соответствии с настоящим изобретением.The current voltage values in electric networks are usually around 110 V, 127 V, 220 V, 250 V, 380 V (maybe an industrial voltage of 690 V) - that is, less than 1000 V, mostly less than 500 V and even less than 400 V. Thus, for the implementation of the present invention in virtually any domestic environment, it is sufficient to provide a constant component with an absolute value of the voltage on the first electrode relative to one or more connecting electrodes of at least 500 V or 600 V or 700 V or 800 V or 900 V. Such a relatively small amount on a constant component provides greater safety of the device in accordance with the present invention.

Однако могут быть варианты, когда постоянная составляющая напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов предпочтительно имеет значение больше 1000 В или меньше -1000 В. При таких напряжениях обеспечиваются условия для более интенсивного осаждения заряженных частиц на первый электрод и, соответственно, обеспечивается повышенная чувствительность и эффективность устройства в соответствии с настоящим изобретением в определении активности/концентрации радионуклидов, в том числе радона и/или его ДПР.However, there may be options when the DC component of the voltage on the first electrode relative to one or more connecting electrodes is preferably greater than 1000 V or less than -1000 V. At such voltages, conditions are provided for more intensive deposition of charged particles on the first electrode and, accordingly, an increased the sensitivity and effectiveness of the device in accordance with the present invention in determining the activity / concentration of radionuclides, including radon and / or e DPR.

Напряжение на первом электроде должно быть меньше напряжения, при котором возможен электрический пробой воздуха или элементов/компонентов устройства, коронный разряд или другие негативные явления, связанные с высокими напряжениями. Для целей настоящего изобретения верхний допустимый предел постоянной составляющей напряжения между первым электродом и одним или несколькими соединительными электродами возможно оценить в 3000 В по абсолютной величине. Таким образом, постоянная составляющая электрического напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов по абсолютной величине имеет значение не менее 300 В и не более 3000 В, или не менее 500 В и не более 2000 В, или предпочтительно не менее 1000 В и не более 1500 В.The voltage at the first electrode should be less than the voltage at which electrical breakdown of air or elements / components of the device, corona discharge or other negative phenomena associated with high voltages is possible. For the purposes of the present invention, the upper permissible limit of the DC component of the voltage between the first electrode and one or more connecting electrodes can be estimated at 3000 V in absolute value. Thus, the constant component of the electrical voltage at the first electrode relative to one or more connecting electrodes in absolute value has a value of not less than 300 V and not more than 3000 V, or not less than 500 V and not more than 2000 V, or preferably not less than 1000 V and not more than 1500 V.

После того, как радионуклиды (в т.ч. ДПР радона) осели на первом электроде, выполняющем роль ловушки, или попали в область около этого электрода, происходит их распад с выделением альфа-частиц, бета-частиц и/или гамма-излучений (или других излучений). Выделение альфа-частиц, бета-частиц и/или гамма-излучений может быть зарегистрировано с помощью вторых электродов, расположенных внутри первого электрода (электродов) (на фиг. 6 не показаны) и образующих совместно с ним ионизационную камеру (камеры) одного или более датчиков соответствующих частиц или излучений, первого электрода. Вторые электроды могут находиться в одном пространстве внутри первого электрода или быть разделены внутренней перегородкой, которая преимущественно электрически соединена с первым электродом. В таком варианте ионные треки, образовавшиеся в результате ионизации воздуха частицами и/или излучениями, в одной части ионизационной камеры, ограниченной первым электродом, не будут иметь возможности перейти в другую часть ионизационной камеры, так как перегородка будет их отталкивать также, как и стенка камеры, и тем самым будут иметь возможность попасть только на тот второй электрод, который находится в той части ионизационной камеры, в которой эти ионы образовались. При выполнении перегородки из несплошного материала (например, сетчатого, пористого или снабженного отверстиями) ионизирующие частицы и/или излучения будут иметь возможность перелетать из одной части ионизирующей камеры в другую, тогда как для ионных треков такая возможность отсутствует.After radionuclides (including radon DPR) have settled on the first electrode acting as a trap, or got into the area near this electrode, they decay with the release of alpha particles, beta particles and / or gamma radiation ( or other emissions). The release of alpha particles, beta particles and / or gamma radiation can be detected using second electrodes located inside the first electrode (s) (not shown in FIG. 6) and forming together with it one or more ionization chambers (chambers) sensors of the corresponding particles or radiation, the first electrode. The second electrodes may be in the same space inside the first electrode or be separated by an internal partition, which is mainly electrically connected to the first electrode. In this embodiment, ion tracks formed as a result of ionization of air by particles and / or radiation in one part of the ionization chamber bounded by the first electrode will not be able to go to another part of the ionization chamber, since the partition will repel them as well as the chamber wall , and thereby will be able to get only on that second electrode, which is located in that part of the ionization chamber in which these ions were formed. When a partition is made of a non-continuous material (for example, mesh, porous or equipped with holes), ionizing particles and / or radiation will be able to fly from one part of the ionizing chamber to another, while this is not possible for ion tracks.

Вторые электроды выдают сигналы, отражающие попадание на них треков ионов, формируемых альфа-частицами при их пролете. Аналогичным образом вторые электроды могут быть использованы для регистрации бета-частиц и/или гамма-излучений. Сигналы со вторых электродов (на фиг. 6 не показаны), соответствующие частицам или излучениям, подаются в блок обработки 603, в котором происходит обработка сигнала в соответствии с настоящим изобретением согласно вышеописанным вариантам с регистрацией альфа-частиц и/или бета-частиц и/или гамма-излучений (определением факта их пролета/появления), указывающих на распад радионуклидов, и определение, при необходимости, ряда параметров, например, скорости распада радионуклидов и/или их концентрации/активности в окружающем воздухе (в том числе для радона и его ДПР).The second electrodes give signals reflecting the hit on them of ion tracks formed by alpha particles during their passage. Similarly, the second electrodes can be used to register beta particles and / or gamma radiation. The signals from the second electrodes (not shown in FIG. 6) corresponding to particles or radiation are supplied to a processing unit 603, in which a signal is processed in accordance with the present invention according to the above-described variants with registration of alpha particles and / or beta particles and / or gamma radiation (by determining the fact of their flight / appearance), indicating the decay of radionuclides, and determining, if necessary, a number of parameters, for example, the decay rate of radionuclides and / or their concentration / activity in ambient air (including for radon and its DPR).

Данные, определенные (зарегистрированные, продетектированные) блоком обработки 603, и/или сигнал из датчика могут быть переданы с помощью модуля связи 604 во внешнее устройство, например, индикатор. Кроме того, указанные данные и/или сигнал могут быть переданы в индикатор без использования модуля связи, например, напрямую или через другие элементы.Data determined (recorded, detected) by the processing unit 603 and / or a signal from the sensor can be transmitted using the communication module 604 to an external device, for example, an indicator. In addition, the indicated data and / or signal can be transmitted to the indicator without using a communication module, for example, directly or through other elements.

Для обеспечения работоспособности блока обработки 603 и, дополнительно, модуля связи 604 блок питания 602 преимущественно содержит модуль низкого напряжения 622. Модуль низкого напряжения электрически соединен с соединительными электродами и выполнен с возможностью преобразования напряжения, например, электрической сети в напряжение питания, необходимое для блока обработки (а также модуля связи и, возможно, индикатора). Модуль низкого напряжения соединен с блоком обработки и выполнен с возможностью подачи в блок обработки сформированного электрического напряжения питания.To ensure the operability of the processing unit 603 and, optionally, the communication module 604, the power supply unit 602 advantageously comprises a low voltage module 622. The low voltage module is electrically connected to the connecting electrodes and configured to convert a voltage, for example, an electrical network, to a supply voltage necessary for the processing unit (as well as a communication module and, possibly, an indicator). The low voltage module is connected to the processing unit and is configured to supply the generated electrical supply voltage to the processing unit.

На фиг. 7 показан общий вид устройства для определения (регистрации, детектирования) содержания радионуклидов в окружающем воздухе в корпусе в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления изобретения. В показанном на фиг. 7 варианте осуществления изобретения устройство размещено в корпусе 801. Корпус преимущественно выполнен с использованием диэлектрического материала, например пластика или полимера, с целью обеспечения электрической защиты.In FIG. 7 shows a general view of a device for determining (recording, detecting) the content of radionuclides in ambient air in a housing in accordance with one possible embodiment of the invention. As shown in FIG. 7 of the embodiment of the invention, the device is housed in a housing 801. The housing is preferably made using a dielectric material, such as plastic or polymer, in order to provide electrical protection.

При размещении монтажной платы 101, представленной на фиг. 6, в корпусе 801, показанном на фиг. 7, соединительные электроды 701 монтажной платы 101 могут быть соединены с соединительными электродами 611 вилки 601 с помощью проводников. Это, однако, является частным вариантом реализации устройства, поскольку для реализации устройства не обязательно использовать монтажную плату, представленную на фиг. 6, и, в свою очередь, не обязательно использовать корпус, представленный на фиг. 7, или корпус вообще, поскольку варианты выполнения устройства, показанные на фиг. 6 и 7 (а также на фиг. 5), приведены лишь для примера с целью пояснения и могут быть заменены или изменены, использованы по отдельности или совместно.When placing the circuit board 101 shown in FIG. 6, in the housing 801 shown in FIG. 7, the connecting electrodes 701 of the circuit board 101 can be connected to the connecting electrodes 611 of the plug 601 using conductors. This, however, is a particular embodiment of the device, since it is not necessary to use the circuit board shown in FIG. 6, and, in turn, it is not necessary to use the housing shown in FIG. 7, or the housing in general, since the embodiments of the device shown in FIG. 6 and 7 (as well as in FIG. 5) are for illustrative purposes only and may be replaced or changed, used individually or in combination.

В других вариантах осуществления изобретения устройство может быть бескорпусным или располагаться в корпусах и/или полостях, образуемых другими объектами, не входящими в состав устройства, но с которыми устройство может соединяться (механически и/или электрически) или с которыми оно может располагаться рядом. В то же время использование корпуса, полностью (с оговоркой для электростатического электрода, см. далее), частично или с некоторых сторон вмещающего/закрывающего элементы/компоненты устройства в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает механическую и/или электрическую защиту как самого устройства, так и окружающих объектов, в том числе и живых существ, к которым относятся люди и животные.In other embodiments of the invention, the device may be open or housed in housings and / or cavities formed by other objects that are not part of the device, but with which the device can connect (mechanically and / or electrically) or with which it can be located next to it. At the same time, the use of the housing, fully (subject to the electrostatic electrode, see below), partially or on some sides of the enclosing / closing elements / components of the device in accordance with the present invention provides mechanical and / or electrical protection of both the device itself and surrounding objects, including living creatures, which include humans and animals.

В показанном на фиг. 7 варианте осуществления корпус 801 имеет на одной стороне (задней) соединительный элемент 601, который представляет собой электрическую вилку для включения в розетку электрической сети, с которой образует штепсельное соединение. Соединительный элемент 601 в виде вилки содержит два соединительных электрода 611 в виде двух штырей, которые при вводе в розетку электрической сети соединяются гнездами (клеммами) розетки, электрически соединенными с проводами или другими электропроводящими токонесущими элементами электрической сети. Благодаря такому штепсельному соединению обеспечивается надежное механическое и электрическое соединение штырей и гнезд розетки, в результате чего напряжение электрической сети надежно передается в соединительный элемент 601 и устройство в соответствии с настоящим изобретением в целом.As shown in FIG. 7 of the embodiment, the housing 801 has on one side (back) a connecting member 601, which is an electrical plug for plugging into an electrical outlet with which it forms a plug connection. Connector 601 in the form of a plug contains two connecting electrodes 611 in the form of two pins, which, when inserted into an electrical outlet, are connected by sockets (terminals) of an outlet electrically connected to wires or other electrically conductive current-carrying elements of the electrical network. Thanks to such a plug connection, a reliable mechanical and electrical connection of the pins and sockets of the socket is ensured, as a result of which the voltage of the electrical network is reliably transmitted to the connecting element 601 and the device in accordance with the present invention as a whole.

Широкая распространенность подобных штепсельных соединений вилка-розетка обеспечивает возможность подключения устройства к электрической сети практически в любом доме, помещении или пространстве, снабженном электрической сетью с розетками. В то же время необходимо учитывать, что существует несколько стандартов таких штепсельных соединений. В показанном на фиг. 7 варианте вилка примерно соответствует евростандарту, хотя могут быть использованы вилки и других стандартов (например, США или других стран) в зависимости от того, для использования в каких странах или для включения в какие розетки предназначено устройство.The widespread occurrence of such plug-in-socket connections allows the device to be connected to the electrical network in almost any house, room or space equipped with an electrical network with sockets. At the same time, it must be borne in mind that there are several standards for such plug connections. As shown in FIG. In the 7th variant, the plug approximately corresponds to the European standard, although plugs of other standards (for example, the USA or other countries) can be used depending on which countries the device is intended for or in which plugs.

Кроме того, на фиг. 7 вилка имеет два штыря, но соединительный элемент может иметь большее количество соединительных электродов в зависимости от стандарта. В частности, вилка евростандарта может иметь электроды с боков корпуса (электроды заземления) в дополнение к двум штырям в основании корпуса, а вилки некоторых стандартов могут содержать три или более штырей в основании корпуса. Все эти возможные модификации входят в объем изобретения при условии, что соединительный элемент содержит не менее двух соединительных электродов и выполнен с возможностью электрического соединения с электрической сетью с использованием указанных не менее двух соединительных электродов.In addition, in FIG. 7, the plug has two pins, but the connecting element may have a larger number of connecting electrodes, depending on the standard. In particular, the European standard plug may have electrodes on the sides of the housing (ground electrodes) in addition to two pins in the base of the housing, and forks of some standards may contain three or more pins in the base of the housing. All of these possible modifications are included in the scope of the invention, provided that the connecting element contains at least two connecting electrodes and is made with the possibility of electrical connection with the electric network using the specified at least two connecting electrodes.

В других возможных вариантах осуществления изобретения соединительный элемент может содержать или представлять собой два или более соединительных электрода, которые могут быть как штырями, так и другими электропроводящими объектами. Например, соединительные электроды могут представлять собой клеммы, зажимы, разъемы, контактные площадки для соединения (механическими, термическими (в т.ч. в некоторых вариантах пайкой), химическими или другими подходящими способами) с проводами или другими электропроводящими объектами, входящими в состав электрической сети или соединяющими/соединяемыми с ней.In other possible embodiments of the invention, the connecting element may comprise or comprise two or more connecting electrodes, which may be either pins or other electrically conductive objects. For example, connecting electrodes can be terminals, clamps, connectors, pads for connecting (mechanical, thermal (including in some embodiments soldering), chemical or other suitable methods) with wires or other electrically conductive objects that are part of the electrical networks or connecting / connecting to it.

Например, в одном из вариантов устройство может представлять собой розетку электрической сети или входить в состав такой розетки. В этом случае соединительный элемент будет представлять собой основание розетки, на/в котором размещены соединительные электроды, например, в виде разъемов, примером которых могут служить винтовые (резьбовые) зажимы для подводящих проводов электрической сети, а корпусом может считаться изолирующий элемент, накрывающий функциональную часть розетки в случае накладной розетки или закрывающий ее в случае вставляемой (встраиваемой) розетки.For example, in one embodiment, the device may be a power outlet or a part of such an outlet. In this case, the connecting element will be the base of the socket, on / in which the connecting electrodes are placed, for example, in the form of connectors, an example of which are screw (threaded) clamps for the supply wires of the electric network, and an insulating element covering the functional part can be considered a case outlets in the case of an overhead outlet or closing it in the case of a plug-in (built-in) outlet.

Такое исполнение устройства обеспечивает то, что оно не выделяется в помещении или любом другом месте, где могут быть установлены розетки электрической сети, в результате чего нет необходимости подключать в розетку еще одно устройство в соответствии с настоящим изобретением и, соответственно, розетка остается свободной для использования, а внешний вид остается таким, каким он задумывался до установки устройства в соответствии с настоящим изобретением.This embodiment of the device ensures that it does not stand out in a room or any other place where electrical outlets can be installed, as a result of which there is no need to connect another device in accordance with the present invention and, accordingly, the outlet remains free to use , and the appearance remains as it was thought before installing the device in accordance with the present invention.

В другом возможном варианте устройство может соединяться с электрической сетью с помощью кабеля (проводов, шнура), выполненного с возможностью соединения одном из концов с электрической сетью тем или иным образом (например, путем установки на нем вилки для включения в розетку) и соединенного или соединяемого другим концом с соединительными электродами устройства, представляющими собой, например, зажимы, разъемы или любые другие подходящие элементы.In another possible embodiment, the device can be connected to the electric network using a cable (wires, cord), configured to connect one of the ends to the electric network in one way or another (for example, by installing a plug on it for plugging into an outlet) and connected or connected the other end with the connecting electrodes of the device, which are, for example, clamps, connectors or any other suitable elements.

В таком случае обеспечивается возможность перемещения устройства в соответствии с настоящим изобретением в пределах, допускаемых длиной соединительного кабеля (проводов, шнура). Для реализации описываемого частного варианта настоящего изобретения указанные кабель или шнур должны содержать не менее двух электропроводящих элементов (например, проводников или проводов).In this case, it is possible to move the device in accordance with the present invention to the extent permitted by the length of the connecting cable (wires, cord). To implement the described private variant of the present invention, the specified cable or cord must contain at least two electrically conductive elements (for example, conductors or wires).

Во всех описанных частных вариантах осуществления, использующим электростатический принцип действия, изобретение должно считаться осуществленным при наличии в устройстве двух или более соединительных электродов, входящих в состав или образующих соединительный элемент, поскольку наличие таких соединительных электродов позволяет обеспечить соединение устройства в соответствии с настоящим изобретением с электрической сетью.In all the described particular embodiments using the electrostatic principle of operation, the invention should be deemed to be practiced when two or more connecting electrodes are included in the device or forming a connecting element, since the presence of such connecting electrodes makes it possible to connect the device in accordance with the present invention with an electric the network.

В корпусе устройства в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения также предусмотрен один (или более) дополнительный соединительный элемент, представляющий собой, например, розетку штепсельного соединения. Такая розетка может соответствовать евростандарту, или стандартам других стран (например, США) в зависимости от стандарта вилки, для включения которой в дополнительный соединительный элемент предназначено устройство.In the housing of the device in accordance with one of the possible embodiments of the present invention also provides one (or more) additional connecting element, which is, for example, a socket of a plug connection. Such a socket may correspond to the European standard, or to the standards of other countries (for example, the USA) depending on the standard of the plug, for which the device is intended for inclusion in an additional connecting element.

Кроме того, вместо розетки или в дополнение к ней дополнительный соединительный элемент может представлять собой или содержать любой другой разъем или электроды, которые могут быть штырями, клеммами, зажимами, контактными площадками для соединения с проводами, соединительными элементами или другими электропроводящими объектами других приборов и устройств.In addition, instead of the socket or in addition to it, the additional connecting element can be or contain any other connector or electrodes, which can be pins, terminals, clamps, pads for connecting with wires, connecting elements or other electrically conductive objects of other devices and devices .

Наличие такого дополнительного соединительного элемента обеспечивает возможность подключения к устройству в соответствии с настоящим изобретением других устройств и приборов, в результате чего к электрической сети может подключаться не только устройство в соответствии с частным вариантом настоящего изобретения, но и другие устройства. Таким образом, при наличии дополнительного соединительного элемента электрическая сеть (ее подводящие провода, разъем) не занимается только устройством в соответствии с настоящим изобретением, она может применяться для подачи электрического напряжения через него и для других устройств в том же месте без обеспечения дополнительного разъема в электрической сети.The presence of such an additional connecting element makes it possible to connect other devices and devices to the device in accordance with the present invention, as a result of which not only the device in accordance with a particular embodiment of the present invention, but also other devices can be connected to the electrical network. Thus, if there is an additional connecting element, the electric network (its supply wires, connector) does not deal only with the device in accordance with the present invention, it can be used to supply electric voltage through it and for other devices in the same place without providing an additional connector in the electric network.

Кроме того, при наличии дополнительного соединительного элемента устройство в соответствии с настоящим изобретением в одном из возможных вариантов может управлять подключением электродов дополнительного соединительного элемента к электродам соединительного элемента. Таким образом, устройство может управлять подачей электрического напряжения из электрической сети при подключении к ней с помощью соединительных электродов в дополнительный соединительный элемент и тем самым во внешний прибор или устройство которое может быть соединено с дополнительным соединительным элементом устройства в соответствии с настоящим изобретением. Для этого устройство в соответствии с изобретением может содержать коммутирующие элементы/компоненты (реле, тиристоры и др.), включенные между соединительными электродами и дополнительным соединительным элементом и управляемые либо пользователем, либо цепями управления.In addition, if there is an additional connecting element, the device in accordance with the present invention in one of the possible options can control the connection of the electrodes of the additional connecting element to the electrodes of the connecting element. Thus, the device can control the supply of electrical voltage from the electrical network when connected to it using connecting electrodes in an additional connecting element and thereby to an external device or device that can be connected to an additional connecting element of the device in accordance with the present invention. For this, the device in accordance with the invention may contain switching elements / components (relays, thyristors, etc.) connected between the connecting electrodes and the additional connecting element and controlled either by the user or by the control circuits.

Соединительный элемент и дополнительный соединительный элемент могут соответствовать одному и тому же стандарту штепсельного соединения, хотя и представляют собой разные типы соединительных элементов: в преимущественном варианте соединительный элемент является вилкой, а дополнительный соединительный элемент является розеткой. В такой конфигурации устройство в соответствии с настоящим изобретением является «повторителем розетки»: оно включается в розетку и само содержит такую же розетку или розетку, в которую может включаться вилка того же стандарта.The connecting element and the additional connecting element can correspond to the same standard of the plug connection, although they are different types of connecting elements: in the preferred embodiment, the connecting element is a plug, and the additional connecting element is a socket. In this configuration, the device in accordance with the present invention is a “socket repeater”: it is plugged into a socket and itself contains the same socket or socket into which a plug of the same standard can be plugged.

В других вариантах осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением стандарты вилки и розетки могут различаться, что позволит включать внешние устройства, обладающие вилками одного стандарта, через устройство в соответствии с изобретением в розетки другого стандарта. Кроме того, могут различаться виды соединительного элемента и дополнительного соединительного элемента, т.е. одно из них может представлять собой одну из частей штепсельного разъема, а другое нет, или наоборот, либо ни одно из них может не быть частью штепсельного разъема. Такие конфигурации позволяют менять виды соединений, то есть устройство в соответствии с настоящим изобретением может служить переходником или адаптером.In other embodiments of the device in accordance with the present invention, the plug and socket standards may vary, allowing external devices having plugs of one standard to be connected through the device in accordance with the invention into sockets of another standard. In addition, the types of the connecting element and the additional connecting element, i.e. one of them may be one of the parts of the plug, and the other is not, or vice versa, or none of them may be part of the plug. Such configurations allow you to change the types of connections, that is, the device in accordance with the present invention can serve as an adapter or adapter.

Помимо передачи электрического питания без преобразования, устройство в соответствии с настоящим изобретением может преобразовывать ряд параметров электропитания, например, величину напряжения, из переменного напряжения в постоянное или наоборот, частоту напряжения и т.п. В частности, настоящее устройство в некоторых вариантах осуществления может выполнять функции блока питания, для чего оно помимо вилки для включения в электрическую сеть может содержать разъем (например, розетку или принимающий (female) разъем) с пониженным напряжением, величина которого может иметь стандартные величины (например, 3,3 В, 5 В, 6 В, 9 В, 12 В и т.д.) или быть регулируемой. Например, это может быть USB-разъем с напряжением 5 В, в который могут включаться соединительные кабеля для зарядки телефонов, смартфонов и т.п.In addition to transmitting electrical power without conversion, the device in accordance with the present invention can convert a number of power supply parameters, for example, a voltage value, from an alternating voltage to a constant voltage or vice versa, a voltage frequency, and the like. In particular, the present device in some embodiments can perform the functions of a power supply, for which purpose, in addition to a plug for connection to an electric network, it can include a socket (for example, a socket or a female connector) with a reduced voltage, the value of which can have standard values ( e.g. 3.3 V, 5 V, 6 V, 9 V, 12 V, etc.) or be adjustable. For example, it can be a 5V USB connector, which can include connecting cables for charging phones, smartphones, etc.

Также возможен вариант, когда виды соединительного элемента и дополнительного соединительного элемента одинаковы, но не являются штепсельными. Например, это могут быть соединения цокольного типа, использующего резьбовой способ закрепления (например, при ввинчивании электрической лампы в патрон). В других вариантах это могут соединения байонетного типа, штыкового и других известных в уровне техники типов. В соответствии с вышеприведенным описанием эти типы разъемов могут быть не только одинаковыми для соединительного элемента и дополнительного соединительного элемента, но и различаться или комбинироваться.It is also possible that the types of the connecting element and the additional connecting element are the same, but are not plug-in. For example, it can be a base type connection using a threaded fastening method (for example, by screwing an electric lamp into a cartridge). In other embodiments, these may include bayonet type, bayonet type, and other types known in the art. In accordance with the above description, these types of connectors can be not only the same for the connecting element and the additional connecting element, but also differ or be combined.

В варианте осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением, показанном на фиг. 7, корпус 801 содержит окно 802, представляющее собой вырез или несколько вырезов в стенке корпуса. Окно необходимо для того, чтобы частицы с ДПР радона, а также сам радон из воздуха, окружающего устройство в корпусе, могли попадать внутрь корпуса и осаждаться на электростатическом электроде. Благодаря окну электростатический электрод, размещенный в корпусе, является открытым для окружающего воздуха, то есть ДПР радона могут осаждаться на электростатическом электроде при подаче на него постоянного электрического потенциала или потенциала с постоянной составляющей.In an embodiment of the device in accordance with the present invention shown in FIG. 7, the housing 801 comprises a window 802, which is a cutout or several cutouts in the wall of the housing. The window is necessary so that particles with radar DPR, as well as radon itself from the air surrounding the device in the housing, can fall into the housing and deposited on the electrostatic electrode. Thanks to the window, the electrostatic electrode located in the housing is open to ambient air, that is, radar DPRs can be deposited on the electrostatic electrode when a constant electric potential or potential with a constant component is applied to it.

В целом корпус не является обязательным элементом для устройства в соответствии с настоящим изобретением. Другие его элементы, обязательные для осуществления изобретения и указанные в независимом пункте формулы изобретения, могут размещаться в корпусах других устройств или в полостях, образуемых другими объектами или устройствами. Кроме того, элементы устройства, обязательные для осуществления частного варианта настоящего изобретения, могут размещаться на открытом воздухе, т.е. без корпуса. В таких случаях первый (электростатический) электрод будет открытым, то есть доступным для окружающего воздуха и радионуклидов, в максимальной степени - окружающий воздух будет окружать первый электрод со всех сторон (за исключением, возможно, монтажной платы, на которой размещен первый электрод, если она предусмотрена).In general, the housing is not an essential element for the device in accordance with the present invention. Other elements required for the implementation of the invention and indicated in the independent claim may be placed in the enclosures of other devices or in cavities formed by other objects or devices. In addition, the elements of the device required to implement a private variant of the present invention can be placed outdoors, i.e. without case. In such cases, the first (electrostatic) electrode will be open, i.e. accessible to ambient air and radionuclides, to the maximum extent, ambient air will surround the first electrode on all sides (with the possible exception of the mounting plate on which the first electrode is placed, if it provided).

Однако такое совершенно открытое расположение первого электрода, а также, возможно, и других элементов/компонентов устройства в соответствии с частным вариантом настоящего изобретения является небезопасным, поскольку высокие электрические напряжения, созданные/наведенные на первом электроде и других элементах/компонентах устройства, таких как соединительные электроды, блок питания, соединительные проводники и другие, при включении устройства в электрическую сеть, могут быть опасными для жизни и здоровья людей и препятствовать нормальной эксплуатации или выводить из строя различные устройства и приборы в случае их касания таких элементов/компонентов описываемого устройства, находящихся под высоким напряжением.However, such a completely open arrangement of the first electrode, as well as possibly other elements / components of the device in accordance with a particular embodiment of the present invention, is unsafe, since high electrical voltages created / induced on the first electrode and other elements / components of the device, such as connecting electrodes, power supply, connecting conductors and others, when the device is connected to the electric network, can be dangerous to human life and health and interfere with the norm operation or disable various devices and devices in case of contact of such elements / components of the described device that are under high voltage.

В связи с опасностью полностью открытого расположения электростатического электрода необходимы меры по обеспечению электрической безопасности, заключающиеся в предотвращении возможности касания электростатического электрода и других элементов/компонентов устройства. В варианте, показанном на фиг. 7, это обеспечивается помещением устройства в корпус 801. Другие варианты обеспечения электрической безопасности, которые могут использованы как при наличии корпуса, так и без него, описаны выше.In connection with the danger of the completely open location of the electrostatic electrode, measures are necessary to ensure electrical safety, which consists in preventing the possibility of touching the electrostatic electrode and other elements / components of the device. In the embodiment shown in FIG. 7, this is ensured by placing the device in the housing 801. Other options for ensuring electrical safety, which can be used both with and without the housing, are described above.

Таким образом, первый электрод должен, с одной стороны, быть открытым для окружающего воздуха, а с другой стороны, он должен быть защищен от физического контакта с ним для людей и различных устройств. Помещение устройства в корпус предотвращает контакт с первым электродом и другими элементами устройства, а открытость первого (электростатического) электрода обеспечивается в варианте на фиг. 7 с помощью окна 802.Thus, the first electrode must, on the one hand, be open to ambient air, and on the other hand, it must be protected from physical contact with it for people and various devices. The placement of the device in the housing prevents contact with the first electrode and other elements of the device, and the openness of the first (electrostatic) electrode is provided in the embodiment of FIG. 7 using the 802 window.

Поскольку окно 802 имеет размеры, достаточные для прохода через него и последующего контакта с электростатическим электродом частей тела или электропроводящих предметов, в окне 802 выполнены защитные полоски 822, щели 821 между которыми, а также между полосками 822 и краем окна 802 в корпусе 801 обеспечивают открытость первого электрода, расположенного в корпусе за окном 802. Вместо полосок 822 могут применяться различные сетки, ткани, пленки и другие материалы, не препятствующие проходу радионуклидов (таких как ДПР радона и других) и/или взвешенных в воздухе частиц (например, пыли) с радионуклидами на них в корпус к электростатическому электроду. В других вариантах осуществления открытость электростатического электрода, расположенного в корпусе, окружающему воздуху может обеспечиваться отверстиями различных размеров и форм, в том числе щелей, вырезов и т.п. Например, это может быть множество отверстий, которые могут быть расположены в том или ином порядке (например, рядами, матрично, концентрично и др.) или без него (т.е. хаотично) и иметь одинаковые или различающиеся размеры и формы (например, круглые, квадратные, овальные, звездообразные и т.п.)Since window 802 is large enough to allow body parts or electrically conductive objects to pass through it and subsequently come into contact with the electrostatic electrode, protective strips 822 are made in window 802, slots 821 between them, and also between strips 822 and the edge of window 802 in housing 801 provide openness the first electrode located in the housing outside the window 802. Instead of strips 822, various nets, fabrics, films and other materials can be used that do not impede the passage of radionuclides (such as radar and other DPR) and / or suspended in air of particles (for example, dust) with radionuclides on them into the body to the electrostatic electrode. In other embodiments, the openness of the electrostatic electrode located in the housing to the surrounding air may be provided by openings of various sizes and shapes, including slots, cutouts, and the like. For example, it can be many holes that can be arranged in one or another order (for example, in rows, matrix, concentric, etc.) or without it (i.e. randomly) and have the same or different sizes and shapes (for example, round, square, oval, star-shaped, etc.)

Вышеописанные варианты осуществления изобретения даны лишь в целях пояснения изобретения и не предназначены для ограничения его сущности и объема, которые определяются последующей формулой изобретения. Настоящее изобретение не ограничено конкретными раскрытыми вариантами осуществления, и для специалиста в данной области техники очевидно, что при реализации изобретения могут осуществляться вариации и модификации без отступления от объема настоящего изобретения. Различия между вариантами осуществления для настоящего изобретения не имеют принципиального значения и варианты осуществления могут использоваться индивидуально или в комбинации. Несмотря на то, что для описания устройств в вышеуказанных вариантах осуществлений использовались функциональные блок-схемы, некоторые части устройства или его функций могут быть осуществлены аппаратно, программным модулем, выполняемым процессором (или контроллером), или комбинацией этих средств.The above-described embodiments of the invention are given only for the purpose of explaining the invention and are not intended to limit its essence and scope, which are determined by the following claims. The present invention is not limited to the particular embodiments disclosed, and it will be apparent to one skilled in the art that variations and modifications may be made to the practice of the invention without departing from the scope of the present invention. Differences between the embodiments for the present invention are not critical and the embodiments may be used individually or in combination. Although functional block diagrams were used to describe the devices in the above embodiments, some parts of the device or its functions can be implemented in hardware, in a software module executed by a processor (or controller), or in a combination of these means.

Программный модуль может быть размещен на любом типе носителя данных, таком как RAM (Random Access Memory, оперативное запоминающее устройство), флеш-память, ROM (Read Only Memory, постоянное запоминающее устройство), EPROM (Erasable Programmable ROM, стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), EEPROM (Electronically Erasable and Programmable ROM, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), регистр, жесткий диск, сменный диск или CD (Compact Disk, компакт-диск).The program module can be placed on any type of storage medium, such as RAM (Random Access Memory, Random Access Memory), flash memory, ROM (Read Only Memory, EPROM (Erasable Programmable ROM, erasable programmable read-only memory device) ), EEPROM (Electronically Erasable and Programmable ROM, Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), Register, Hard Disk, Removable Disk, or CD (Compact Disk, CD).

Носитель данных соединяется с процессором таким образом, чтобы процессор мог считывать и записывать информацию из и на носитель данных. Носитель данных также может быть встроен в процессор. Носитель данных и процессор также могут быть выполнены на ASIC (специализированная микросхема), размещенной в устройстве, или в виде дискретных компонентов.The storage medium is connected to the processor so that the processor can read and write information from and to the storage medium. The storage medium may also be integrated into the processor. The storage medium and processor can also be performed on the ASIC (specialized chip) located in the device, or in the form of discrete components.

Электрическое соединение элементов, компонентов, блоков, модулей, проводов и других упомянутых в заявке объектов может осуществляться как непосредственно, прямо, гальванически, так и посредством других элементов или компонентов, изменяющих передаваемый сигнал, напряжение или ток в той части, которая не оказывает влияние на реализацию сущности изобретения в конкретном соединении, но не изменяющих или изменяющих в допустимых пределах передаваемый сигнал, напряжение или ток в той части, которая оказывает влияние на реализацию сущности изобретения в конкретном соединении. Например, соединение через сопротивление может изменять уровень сигнала, но его форма остается прежней, а соединение через емкость может не передавать постоянную составляющую сигнала, напряжения или тока, но передает их переменную составляющую. Все такие соединения входят в объем изобретения в том случае, если не изменяют его сущность. Выделение блоков и модулей сделано лишь функционально и в целях описания изобретения, при реализации изобретения они могут физически не выделяться и представлять собой единое или разделенное на несколько частей устройство или датчик. Название части модулем или блоком не несет ограничений на реализацию этой части, если не указано другое, и часть, названная модулем, может быть названа блоком или другим термином, и наоборот.Electrical connection of elements, components, blocks, modules, wires and other objects mentioned in the application can be carried out either directly, directly, galvanically, or by other elements or components that change the transmitted signal, voltage or current in that part that does not affect the implementation of the essence of the invention in a particular connection, but not changing or changing within the permissible limits the transmitted signal, voltage or current in that part that affects the implementation of the essence of Bretenoux a particular compound. For example, a connection through resistance can change the signal level, but its shape remains the same, and connection through a capacitance may not transmit a constant component of a signal, voltage or current, but it transmits a variable component. All such compounds are included in the scope of the invention if they do not alter its essence. The allocation of blocks and modules is done only functionally and in order to describe the invention, when implementing the invention, they may not physically stand out and represent a single device or a sensor divided into several parts. The name of a part by a module or block does not impose restrictions on the implementation of this part, unless otherwise specified, and the part called by the module may be called a block or other term, and vice versa.

Настоящее описание предназначено для раскрытия изобретения с полнотой, достаточной для понимания специалистом в данной области техники, и не предназначено для ограничения объема охраны. Объем охраны и сущность настоящего изобретения определяются формулой изобретения, которая следует далее и при необходимости может включать в себя признаки из вышеизложенного описания.The present description is intended to disclose the invention with the completeness sufficient for understanding by a person skilled in the art, and is not intended to limit the scope of protection. The scope and nature of the present invention are determined by the claims, which follows and, if necessary, may include the features of the above description.

Claims (27)

1. Датчик ионизирующего излучения и/или ионизирующих частиц, включающий в себя:1. The sensor of ionizing radiation and / or ionizing particles, including: один или более первых электродов;one or more first electrodes; два или более вторых электрода, размещенные около одного или более первых электродов; иtwo or more second electrodes located near one or more first electrodes; and вычитающий модуль, выполненный с возможностью получения сигнала, соответствующего разности электрических потенциалов и/или токов вторых электродов;a subtracting module, configured to receive a signal corresponding to the difference of electric potentials and / or currents of the second electrodes; причем один или более первых электродов и вторые электроды выполнены с возможностью принятия разности электрических потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами, обеспечивающей сбор одним или более вторыми электродами ионов, образовавшихся в результате ионизации воздуха в области между первыми электродами и вторыми электродами ионизирующим излучением и/или ионизирующими частицами.moreover, one or more of the first electrodes and the second electrodes are configured to accept the difference of electric potentials between the first electrodes and the second electrodes, providing collection of one or more second electrodes of ions formed as a result of ionization of the air in the region between the first electrodes and the second electrodes by ionizing radiation and / or ionizing particles. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что вычитающий модуль выполнен с возможностью получения сигнала, соответствующего разности электрических потенциалов и/или токов вторых электродов, умноженных на весовые коэффициенты.2. The sensor according to claim 1, characterized in that the subtracting module is configured to receive a signal corresponding to the difference of electric potentials and / or currents of the second electrodes multiplied by weight coefficients. 3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что вторые электроды выполнены с возможностью принятия разности потенциалов между ними.3. The sensor according to claim 1, characterized in that the second electrodes are configured to accept a potential difference between them. 4. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что содержит перегородку, размещенную между вторыми электродами и выполненную с возможностью получения электрического потенциала первого электрода.4. The sensor according to claim 1, characterized in that it comprises a partition placed between the second electrodes and configured to receive the electric potential of the first electrode. 5. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что первые электроды размещены также между вторыми электродами.5. The sensor according to claim 1, characterized in that the first electrodes are also placed between the second electrodes. 6. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что один или более первый электрод охватывает каждый, или часть, или все вторые электроды в телесном угле от 2π до 3,5π стерадиан.6. The sensor according to claim 1, characterized in that one or more of the first electrode covers each, or part, or all of the second electrodes in a solid angle from 2π to 3.5π steradian. 7. Датчик по п. 6, отличающийся тем, что два или более первых электрода охватывают по одному второму электроду.7. The sensor according to claim 6, characterized in that two or more of the first electrodes encompass one second electrode. 8. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что первый электрод выполнен с использованием сетки.8. The sensor according to claim 1, characterized in that the first electrode is made using a grid. 9. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что второй электрод выполнен с использованием проволоки.9. The sensor according to claim 1, characterized in that the second electrode is made using wire. 10. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что модуль вычитания выполнен с использованием дифференциального и/или инструментального усилителя.10. The sensor according to claim 1, characterized in that the subtraction module is made using a differential and / or instrumental amplifier. 11. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что содержит усилители заряда, выполненные с возможностью преобразования изменения заряда на вторых электродах в изменение электрического напряжения, причем вычитающий модуль выполнен с возможностью получения сигнала, соответствующего разности электрических напряжений, получаемых двумя или более усилителями заряда.11. The sensor according to claim 1, characterized in that it contains charge amplifiers configured to convert a change in charge on the second electrodes into a change in electrical voltage, the subtracting module being configured to receive a signal corresponding to the difference in voltage obtained by two or more charge amplifiers . 12. Устройство для определения содержания радионуклидов в воздухе, включающее в себя:12. A device for determining the content of radionuclides in the air, including: датчик по любому из пп. 1-11;the sensor according to any one of paragraphs. 1-11; блок обработки, выполненный с возможностью получения и обработки сигнала датчика; иa processing unit configured to receive and process the sensor signal; and блок питания, выполненный с возможностью обеспечения разности электрических потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами датчика, обеспечивающей ионизацию воздуха между первыми электродами и вторыми электродами ионизирующим излучением и/или ионизирующими частицами, испускаемыми радионуклидами.a power unit configured to provide a difference in electrical potentials between the first electrodes and the second electrodes of the sensor, providing ionization of the air between the first electrodes and the second electrodes by ionizing radiation and / or ionizing particles emitted by radionuclides. 13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что вторые электроды выполнены с возможностью принятия разности потенциалов между ними, причем блок питания выполнен с возможностью обеспечения разности потенциалов между вторыми электродами менее половины, или менее трети, или менее четверти, или менее одной десятой разности потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами.13. The device according to p. 12, characterized in that the second electrodes are configured to accept a potential difference between them, and the power supply unit is configured to provide a potential difference between the second electrodes of less than half, or less than a third, or less than a quarter, or less than one tenth potential differences between the first electrodes and the second electrodes. 14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что блок питания выполнен с возможностью обеспечения разности потенциалов между вторыми электродами величиной от 30 В до 600 В, или от 50 В до 500 В, или от 75 В до 300 В, или от 100 В до 200 В, или от 30 В до 100 В, или от 30 В до 200 В, или от 30 В до 300 В.14. The device according to p. 13, characterized in that the power supply unit is configured to provide a potential difference between the second electrodes of magnitude from 30 V to 600 V, or from 50 V to 500 V, or from 75 V to 300 V, or from 100 B to 200 V, or from 30 V to 100 V, or from 30 V to 200 V, or from 30 V to 300 V. 15. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что блок питания выполнен с возможностью обеспечения разности потенциалов между первыми электродами и вторыми электродами от 300 В до 3000 В, или от 500 В до 2000 В, или от 1000 В до 1500 В.15. The device according to p. 12, characterized in that the power supply unit is configured to provide a potential difference between the first electrodes and the second electrodes from 300 V to 3000 V, or from 500 V to 2000 V, or from 1000 V to 1500 V. 16. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что имеет по меньшей мере два соединительных электрода, выполненные с возможностью электрического соединения с электрической сетью, причем блок питания выполнен с возможностью получения электрического напряжения с соединительных электродов и подачи по меньшей мере на один из первых электродов электрического напряжения с постоянной составляющей относительно одного или нескольких соединительных электродов, абсолютное значение которой больше абсолютного значения постоянной составляющей и/или среднеквадратического значения переменной составляющей напряжения между соединительными электродами.16. The device according to p. 12, characterized in that it has at least two connecting electrodes made with the possibility of electrical connection with the electric network, and the power supply unit is configured to receive electrical voltage from the connecting electrodes and supply at least one of the first electrodes of electrical voltage with a constant component relative to one or more connecting electrodes, the absolute value of which is greater than the absolute value of the constant component and / or ednekvadraticheskogo value of the variable component of the voltage between the connecting electrodes. 17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что постоянная составляющая электрического напряжения на первом электроде относительно одного или нескольких соединительных электродов по абсолютной величине имеет значение не менее 300 В и не более 3000 В, или не менее 500 В и не более 2000 В, или не менее 1000 В и не более 1500 В.17. The device according to p. 16, characterized in that the constant component of the electrical voltage on the first electrode relative to one or more connecting electrodes in absolute value has a value of not less than 300 V and not more than 3000 V, or not less than 500 V and not more than 2000 V , or not less than 1000 V and not more than 1500 V. 18. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что датчик выполнен в виде по меньшей мере одной открытой воздушной ионизационной камеры.18. The device according to p. 12, characterized in that the sensor is made in the form of at least one open air ionization chamber. 19. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что по меньшей мере один первый электрод является одним из электродов по меньшей мере одной ионизационной камеры.19. The device according to p. 12, characterized in that at least one first electrode is one of the electrodes of at least one ionization chamber. 20. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что включает в себя модуль связи, содержащий излучающий инфракрасный диод и выполненный с возможностью передачи сигналов управления посредством излучающего инфракрасного диода.20. The device according to p. 12, characterized in that it includes a communication module containing a radiating infrared diode and configured to transmit control signals by means of a radiating infrared diode.
RU2017105231A 2017-02-16 2017-02-16 Ionizing radiations and/or ionizing particles detecting sensor and device equipped with such sensor for determination of radionuclide content in air RU2655023C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2018/000083 WO2018151626A2 (en) 2017-02-16 2018-02-14 Sensor for recording ionizing radiation and/or ionizing particles and a device for determining a content of radionuclides in the air with such a sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2655023C1 true RU2655023C1 (en) 2018-05-23

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU485396A1 (en) * 1973-04-20 1975-09-25 Предприятие П/Я В-2502 Dosimeter
US4859855A (en) * 1985-11-15 1989-08-22 B.V. Optisch Industrie `De Oude Delft` Dosimeter for ionizing radiation
SU828902A1 (en) * 1979-11-30 1991-03-30 Предприятие П/Я А-1614 Ionization radiation detector
US5684300A (en) * 1991-12-03 1997-11-04 Taylor; Stephen John Corona discharge ionization source

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU485396A1 (en) * 1973-04-20 1975-09-25 Предприятие П/Я В-2502 Dosimeter
SU828902A1 (en) * 1979-11-30 1991-03-30 Предприятие П/Я А-1614 Ionization radiation detector
US4859855A (en) * 1985-11-15 1989-08-22 B.V. Optisch Industrie `De Oude Delft` Dosimeter for ionizing radiation
US5684300A (en) * 1991-12-03 1997-11-04 Taylor; Stephen John Corona discharge ionization source

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105425082B (en) Detect equipment, the method and apparatus of arc fault
CN103250312A (en) Ionization balance device with shielded capacitor circuit for ion balance measurements and adjustments
CN104903744A (en) Apparatus for sensing ionic current
EP3872534A1 (en) Apparatus for measuring radon and thoron by using ionization chamber
WO2018151626A2 (en) Sensor for recording ionizing radiation and/or ionizing particles and a device for determining a content of radionuclides in the air with such a sensor
RU2655023C1 (en) Ionizing radiations and/or ionizing particles detecting sensor and device equipped with such sensor for determination of radionuclide content in air
Schrage et al. A low-power directional gamma-ray sensor system for long-term radiation monitoring
WO2017216639A1 (en) Device for determining radionuclide content in air
KR20200105485A (en) Sensor switch with spread spectrum detection signal and synchronous rectifier
GB2512121A (en) Preamplifier for charged particle detection
US20090095915A1 (en) Portable radiation detection system and method
Albrecht et al. The Outer Tracker detector of the HERA-B experiment. Part II: Front-end electronics
KR102040501B1 (en) Radon sensor apparatus using a polyhedron type ionization chamber
TWI788334B (en) A portable radiation detector system
CN110865284A (en) Magnetic attraction type capacitance probe based on polyvinylidene fluoride film
CN105929436B (en) Pulse processing
Juswardy et al. Radiated EMI emission study on photovoltaic module for radio astronomy receiver front-end
US7649163B2 (en) Photomultiplier tube module having high-voltage generating circuit and digital circuit
US20230029541A1 (en) Radiation detection probe and manufacturing method therefor, and radiation detection chip
CN108459339B (en) Portable radiation dosimeter and dose monitoring equipment
Baltzer et al. A pulse-counting ionization chamber for measuring the radon concentration in air
CA2858256C (en) Signal extraction circuits and methods for ion mobility tube, and ion mobility detectors
Bellini et al. An Improved Silicon Target for Lifetime Measurements of Short Living Particles in the 10-13s Region
JP2018205032A (en) Electrified plate monitor device
RU180601U1 (en) RADON DETECTOR WITH NET CYLINDRICAL IONIZATION CAMERA