SU785821A1 - Analogue computer of logging gamma-spectrometer - Google Patents

Analogue computer of logging gamma-spectrometer Download PDF

Info

Publication number
SU785821A1
SU785821A1 SU792706939A SU2706939A SU785821A1 SU 785821 A1 SU785821 A1 SU 785821A1 SU 792706939 A SU792706939 A SU 792706939A SU 2706939 A SU2706939 A SU 2706939A SU 785821 A1 SU785821 A1 SU 785821A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
spectrometer
logging
differential
pulse
normalizers
Prior art date
Application number
SU792706939A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Яковлевич Синицын
Ринат Махмутович Габитов
Original Assignee
Ленинградский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им. Г.В.Плеханова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им. Г.В.Плеханова filed Critical Ленинградский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им. Г.В.Плеханова
Priority to SU792706939A priority Critical patent/SU785821A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU785821A1 publication Critical patent/SU785821A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

(54) АНАЛОГОВОЕ СЧЕТНО-РЕШЛОТЩЕ УСТРОЙСТВО КАРОТАЖНОГО Изобретение относитс  к радиомет рической аппаратуре дл  раздельного определени  концентрации естественных радиоактивных элементов на мест залегани  и может быть использовано в геологоразведочных организаци х в составе каротажных гамма-спектрометров с трем  независимыми дифференциальными каналами. Известно ансшоговое счетно-решаю -щее устройство дл  раздельного определени  концентрации урана, тори  и кали  в геологических формаци х. Устройство входит в состав спектрометра гамма-излучени  с п тью измерительными дифференциальными ка налами со смежными энергетическими окнами и включено на выходе интегра торов дифференциальных каналов. Его действие состоит в алгебраическом сложении посто нных токов, поступаю иих от интеграторов, и выдаче сигналов  вл ющихс  аналогами концентраций U.Th.K и общего счета импульсов flj . Однако точность определени  концентрации их недостаточна. ГАММА-СПЕКТРОМЕТРА Известное аналоговое счетно-решаю |дее устройство дл  определени  кон- ; центрации урана, тори  и кали  входит в состав каротажного гамма-спектрометра , включающего скважинный прибор и три независимых измерительных дифференциальных кангша |j2 . Каждый из измерительных каналов содержит дифференциальный дискриминатор, настроенный на выделение импульсов, соответствующей амплитуды, и измеритель скорости счета, В состав счетнорешающего устройства вход т буферные усилители и выходные каскады, предназначенные дл  алгебраического суммировани  выходных напр жений измерителей скоростей счета, построенные на операционных усилител х. На вход каждого из буферных усилителей подаетс  сигнал посто нного тока напр жением (тт1, 2 или 3 - номер дифференциального канала) от соответствующего измерител  скорости счета, пропорциональный средней частоте нмпульсов N в дифференциальном канале. Выходные каскады через систему резисторов подключены к буферным усилител м таким образом, что сигнал посто нного тока на их выходе и„  в етс  аналогом концентрации п-го(54) ANALOG ACCOUNT DETERMINING CAROTTING DEVICE The invention relates to radiometric equipment for the separate determination of the concentration of natural radioactive elements in place of occurrence and can be used in geological prospecting organizations in the composition of logging gamma spectrometers with three independent differential channels. A known counter-solving device is known for separately determining the concentration of uranium, thorium and potassium in geological formations. The device is part of a gamma-ray spectrometer with five measuring differential channels with adjacent energy windows and is switched on at the output of integrators of differential channels. Its action consists in algebraic addition of direct currents, coming from integrators, and issuing signals that are analogous to the concentrations of U.Th.K and the total pulse count flj. However, the accuracy of determining their concentration is insufficient. GAMMA-SPECTROMETER A well-known analog counting / deciding device for determining cone; The concentration of uranium, thorium and potassium is included in the composition of the logging gamma spectrometer, which includes a downhole tool and three independent measuring differential kangsha | j2. Each of the measuring channels contains a differential discriminator tuned to the selection of pulses of appropriate amplitude and a counting rate meter. The calculator includes buffer amplifiers and output cascades designed to algebraically sum the output voltages of counting rate meters built on operational amplifiers. The input of each of the buffer amplifiers is supplied with a DC signal voltage (t1, 2 or 3 - the number of the differential channel) from the corresponding meter of the count rate, proportional to the average frequency of pulses N in the differential channel. The output stages through a system of resistors are connected to the buffer amplifiers in such a way that the DC signal at their output is the analog of the concentration of the nth

радиоактивного элемента за счет автоматического решени  уравненийradioactive element by automatically solving equations

-1 - i a. - . , ) -1 - i a. -. ,)

L и,,.- R; из , - (2)L and ,, .- R; of, - (2)

X | - RA  ,(3)X | - RA, (3)

где .,Яд - коэффициенты, учитывающие доли излу.чеии  сопутзтвукщих: радиоактивных элементов в дифференциальном KaHajie, настроенном на энергетическую линию гамма-спектра основного элемента.where., Poison are the coefficients taking into account the fraction of the radiation of the following: radioactive elements in the differential KaHajie tuned to the energy line of the gamma spectrum of the main element.

Однако в известном устройстве не предусмотрено.изменение диапазонов измерени  концентраций радиоактивных элементов, поэтому дл  малых концентраций погрешность получае «их данных оказываетс  недопустимо высокой э.а счет неточности аналоговых индикаторных устройств, при больших - становитс  невозможным в св зи с зашкаливанием индикаторов. However, the known device does not provide for. Changing the measurement ranges for the concentrations of radioactive elements, therefore, for small concentrations, the error in obtaining their data is unacceptably high because of the inaccuracy of the analog indicator devices, and for large ones it becomes impossible due to an overrun of indicators.

Использование индивидуальных частотно-тсковых преобразователей в каждом дифференциальном кана/1е не позвол ет производить независимое переключение диапазонов. Поэтому при повышенной концентрации одного из радиоактивных элементов точна  регистраци  других элементов становитс  невозможной . ,The use of individual frequency-transducers in each differential kan / 1e does not allow independent range switching. Therefore, with an increased concentration of one of the radioactive elements, accurate registration of other elements becomes impossible. ,

В известном устройстве не предусмотрено изменение посто  «юй времени счетно-решающей схешл-, Это обуславливает большую статистическую погрешность регистрации кларковых концентраций радиоактивных элементоа и низкую производительность каротажных работ при высоких концентраци х. The known device does not provide for a change in the constant time of the computational decisive scheme, This causes a large statistical error in the registration of clarke concentrations of radioactive elements and the low productivity of logging at high concentrations.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

Это достигаетс  тем, что в устройстве , содержащем п нормализаторов импульсов, п частотно-токовых пре образователей и суг гматоры, выполненные на интегрирующих контурах и oneрационных усилител х, -входы частотнотоковых преобразователей подключены к выходам соответствующих нормализаторов импульсов,а их выходы к входам соответствующих сумматоров, при этом входы соответствующих нормализаторов импульсов объединены между собой.This is achieved by the fact that in a device containing n pulse normalizers, n frequency-current converters and coolers made on the integrating circuits and one-action amplifiers, the inputs of the frequency-current converters are connected to the outputs of the corresponding pulse normalizers, and their outputs to the inputs of the corresponding summators , while the inputs of the corresponding pulse normalizers are interconnected.

На чертеже изображена принципиальна  схема устройства,The drawing shows a schematic diagram of the device

Устройство включает в себ  счетные триггеры 1,1+1,7 в микросхемном исполнении, которые совместно с транSHCTOpaMii 2.1-2,7 и переменными рези торами 3.1-3.7 образуют нормализаторы амплитуды импульсов дифференциаль ных дискриминаторов, дозиру1сжше конденсаторы 4,1-4.7 и набор полупровод пиковых диодов, образующие частотнотоковые преобразовател , а также ин тегриру схдие контуры, включенные межд инвертирующими входами к выxoдa a оп рационных усилителей 5,6,7 и состо  адие из конденсаторов 8-10 и резисто7The device includes counting triggers 1.1 + 1.7 in a microcircuit version, which, together with transHCTOpaMii 2.1-2.7 and variable resistors 3.1-3.7, form the normalizers of the amplitude of differential discriminator pulses, the dosimeter or 4.14.7 capacitors peak diode semiconductor, which form frequency-current transducers, as well as integrated circuit circuits, connected between inverting inputs to output a of operational amplifiers 5, 6, 7, and consisting of these capacitors 8-10 and resistor 7

ров 11.1-11.5, 12,1-12.5 и 13.1-13,5 Выбор необходимого резистора осуществл ют переключатели 14-16 диапазона.Pins 11.1-11.5, 12.1-12.5 and 13.1-13.5 The choice of the required resistor is made by the switches 14-16 of the range.

Триггер 1,1 подключен к выходу первого дифференциального дискриминатора , настроенного на энергию гаммаквантов в Области 1,46 мэВ (лини  изотопа 40 К/, триггеры 1,2,1,4 и 1,7 - к выходу второго дискриминатор настроенного на энегрию в области 1,75 мэВ/лини  семейства U), триггеры 1,3,1,5 и 1,6 - к выходу третьего дискриминатора, настроенного на энергию в области 2,62 мэВ (лини  семейства Th), Первый интегрирующий контур (конденсатор 8 и один из резисторов 11.1-11,5) через систему диодов , дозиру СЯ1у1е конденсаторы 4,14 ,3, переменные резисторы 3,1-3.3 и соответствующие нормализаторы амплитуд импульсов соединен с выходами трех дифференциальных дискриминаторов , причем диоды включены таким образом , что импульсы на конденсатор 8 подаютс  от первого и третьего дис5 риминатЬров в отрицательной пол рности , а от второго - в положительной . Второй интегрирукнций контур (конденсатор 9 и один из резисторов 12.1-12,5) аналогичным образом подключен к выходам двух дифференцигшьных дискриг/мнаторов (второго и третьего ) , Импульсы от второго дискриглинатораподаютс  на конденсатор 9 в отрицательной пол рности, а от трегьегй - в положительной. Включение третьего интегрирующего контура (конденсатор 10 и один из резисторов 13,1-13.5) такое же, как второго, с той лишь разницей, что за счет соотвзтствукхдего соединени  диодов импульсы от третьего дискриминатора поступают в контур в отрицательной пол рности t а от второго - в положительной .A trigger 1.1 is connected to the output of the first differential discriminator tuned to the energy of gamma rays in the Region of 1.46 meV (the 40 K isotope line, triggers 1,2,1,4, and 1.7 to the output of the second discriminator tuned to energy 1.75 meV / line of the family U), triggers 1,3,1,5 and 1,6 to the output of the third discriminator tuned to energy in the region of 2.62 meV (line of the family Th), First Integrating Circuit (capacitor 8 and one of the resistors 11.1-11.5) through the system of diodes, the dosage of the capacitor 4.14, 3, the variable resistors 3.1-3.3 and the corresponding holes Pulse amplitude amplifiers are connected to the outputs of three differential discriminators, the diodes being switched on in such a way that pulses are supplied to the capacitor 8 from the first and third discriminators in negative polarity, and from the second in positive polarity. The second integrated circuit (capacitor 9 and one of the resistors 12.1-12.5) is similarly connected to the outputs of two differential diskrik / Matorov (second and third). The pulses from the second discriminator are fed to the capacitor 9 in negative polarity, and from three pins in positive . The inclusion of the third integrating circuit (capacitor 10 and one of the resistors 13.1-13.5) is the same as the second, with the only difference that due to the corresponding diode connection, the pulses from the third discriminator enter the circuit in negative polarity t and from the second in positive.

Устройство работает следующим образом ,The device works as follows

В калиевом счетно-решающем канале электрические импульсы от первого второго и третьего дифференциальных дискриминаторов с частотами N , N и Njj соответственно поступают на триггеры 1.1-1.3, которые преобразуют ИХ в сигналь, типа квадратной волны. Транзисторы 2.1-2.3 на выходе триггеров работают в ключевом режиме, что позвол ет стабилизировать амплитуду сигналов.In the potassium counter channel, electrical pulses from the first second and third differential discriminators with frequencies N, N and Nj, respectively, arrive at triggers 1.1–1.3, which convert THEIR into a signal, such as a square wave. Transistors 2.1-2.3 at the output of the triggers operate in the key mode, which allows stabilizing the amplitude of the signals.

Отформированные сигналы снимаютс  с движков переменных резисторов 3.1-3.3 и через дозирующие конденсатры 4,1-4.3 и систему диодов подаютс  на интегрирук ций контур, причем импульсы от первого и третьего дискриминаторов (17 и 19) принос т на конденсатор 8 отрицательные зар ды, а импульсы от второго дискриминатора (18) - положительные. В установившемс  режиме напр жение на выходеThe formed signals are removed from the engines of variable resistors 3.1–3.3 and through the metering capacitors 4.1–4.3 and the diode system are fed to the integrated circuits, and the pulses from the first and third discriminators (17 and 19) bring negative charges to the capacitor the pulses from the second discriminator (18) are positive. At steady state, the output voltage

усилител  5 определ етс  средним значением частот импульсов 17,18, 19, количеством электричества, передаваемом каждым импульсом в интегрирукиций контур, и сопротинлеиием резистора утечки, выбранного из числа 11,1-11,5 переключателем 14.amplifier 5 is determined by the average value of the frequency of the pulses 17.18, 19, the amount of electricity transmitted by each pulse into the integration circuit, and the resistance of the leakage resistor selected from 11.1-11.5 by switch 14.

Количество электричества, передаваемое импульсами в интегриру1эдий контур, зависит от емкости дозирующих конденсаторов 4.1-4.3 и плавно регулируетс  резисторами 3.1-3.3 в процессе настройки схемы. В результате напр жение на выходе канала оказываетс  аналогом концентрации в породах и рудах, окружающих детектор излучени .The amount of electricity transmitted by the pulses into the integrated circuit depends on the capacity of the metering capacitors 4.1–4.3 and is smoothly adjusted by resistors 3.1–3.3 in the process of tuning the circuit. As a result, the voltage at the channel output is found to be analogous to the concentration in the rocks and ores surrounding the radiation detector.

Резистор утечки 11.1 имеет г шксимальное сопротивление, поэтому при включении переключател  14 в верхнее по схеме положение счетно-решающий кансит имеет максимальную чувствительность и ширина диапазона . При изменении положени  переключател  14 ширина диапазона возрастает во столько раз, во сколько сопротивление, резистора , подключенного к конденсатору 8 меньше, чем сопротивление резистора 11.1. Одновременно с изменением диапазонов автоматически из teн eтc  посто нна  времени интегрирующегчэ контура , каждый раз приобрета  оптимальное значение. . . Переключение диапазонов в калиево канале происходит независимо и не вли ет на параметры других счетнорешающих каналов. Урановый и ториевый счетно-решающие каналы работают аналогично калие вому каналу с той лишь разницей, что в интегрирующие контуры поступают тол ко импульсы от второго и третьего диф ференциальных дискриминаторов 18 и 19 со средней частотой и соответствующей пол рностью. Настройка каналов осуществл етс  резисторами 3,4-3,7 таким образом, что напр жение на выходе усилителей б и 7 оказываетс  аналогом концентрации V и Th в горных породах. Переключение диапазонов в посто нных времени производитс  переключател ми 15 и 16 также,как в калиевом канале. использование предлагаемого аналогово счетно-решающего устройства в составе каротажного гамма-спектрометра дает возможность осуществл ть непрерывную запись на диаграммной ленте как кларковых, так и рудных концентраций радиоактивных элементов в процессе гамма-спектрального каротажа скважин, повысит производительность работ и позволит довести точность получаемых результатов до уровн  требований, предъ вл емых к лабораторному анализу порошковых проб на U.Th и К .The leakage resistor 11.1 has g shimal resistance, therefore when turning on the switch 14 to the upper position according to the scheme, the calculating decanter has the maximum sensitivity and width of the range. When the position of the switch 14 changes, the width of the range increases by as many times as the resistance of the resistor connected to the capacitor 8 is less than the resistance of the resistor 11.1. Simultaneously with the change of the ranges automatically from the constant ten, the time of the integrating contour is constant, each time acquiring the optimum value. . . The switching of ranges in the potassium channel occurs independently and does not affect the parameters of other counting channels. The uranium and thorium counting channels operate similarly to the potassium channel with the only difference that the integrating circuits only receive pulses from the second and third differential discriminators 18 and 19 with a medium frequency and corresponding polarity. The channel is tuned by resistors 3.4-3.7 in such a way that the voltage at the output of amplifiers b and 7 is analogous to the concentration of V and Th in rocks. Switching ranges in constant time is done by switches 15 and 16 as well as in the potassium channel. The use of the proposed analog computing device as part of the logging gamma spectrometer makes it possible to continuously record on the chart tape both clarke and ore concentrations of radioactive elements in the gamma-spectral well logging process, will increase the productivity of work and will bring the accuracy of the results to the requirements for laboratory analysis of powder samples for U.Th and K.

ПовЕиение производительности труда определ етс  следующим. Дл  поo лучени  высококачественных результатов каротажа необходимо соблюдение условий Vf 150 с.м/ч, где V скорость каротажа, м/ч; t -посто нна  времени регистратора, с. Как показы5 вают расчеты, подтвер эденные опытом работ, дл  рудных интервалов значение С может быть уменьшено в 8-10 раз по сравнению с безрудными. Поэтому дл  интервалов с высокой ргщиоактив-, The behavior of labor productivity is determined as follows. To obtain high-quality logging results, the following conditions must be met: Vf 150 cm / h, where V is the logging speed, m / h; t is the time constant of the recorder, p. As shown by calculations, confirmed by work experience, for ore intervals, the value of C can be reduced by a factor of 8–10 compared with the mines. Therefore, for intervals with a high proactive

0 ностью скорость каротажа и соответственно производительность работ может быть пошйиена в 8-10 раз по сравнению с устройством-прототипом, настроенным на исследование пород с низкой радиоактивностью.The logging speed and, consequently, the productivity of work can be 8–10 times less than the prototype device set up to study rocks with low radioactivity.

5five

По сравнению с каротажным спектометром без счетно-ретиакйцего устройства предлагаемое изобретение позволит сократить затраты времени на обработку диaгpaм шык лент в 5 и более Compared with a logging spectrometer without a counteraction device, the proposed invention will reduce the time spent on processing diagrams of tape ribbons of 5 or more

Claims (2)

0 раз. Формула изобретени  Аналоговое счетно-решающее устройство каротажного гамма-спектролютра , содержшцее о нормализаторов импульсов, п частотно-токовых преобразователей , сумматоры выполнены ма интегрирующих контурах и операционных усилител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, входы частотно-токовых .преобразователей подключены к выходам соответствукадих , нормализаторов импульсов, а их выходы - к входам соответствующих сумматоров , при этом входы соответствующих нормализаторов импульсов объединены между собой. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Патент США 3976878, кл, 2SO-253, 1976. 0 times. Analog counting device of a logging gamma spectrometer containing pulse normalizers, n frequency-current transducers, adders are made of integrating circuits and operational amplifiers, in order to improve the accuracy of measurements, the inputs of frequency-current transducers are connected to the outputs of the corresponding conductors, pulse normalizers, and their outputs to the inputs of the corresponding adders, while the inputs of the corresponding pulse normalizers are combined between oboy Sources of information taken into account in the examination of 1, US Patent 3976878, CL, 2SO-253, 1976. 2.Патент СШЛ 3940610, кл, 250-253, 1976 (прототип).2. The patent of USL 3940610, class 250-253, 1976 (prototype).
SU792706939A 1979-01-04 1979-01-04 Analogue computer of logging gamma-spectrometer SU785821A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792706939A SU785821A1 (en) 1979-01-04 1979-01-04 Analogue computer of logging gamma-spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792706939A SU785821A1 (en) 1979-01-04 1979-01-04 Analogue computer of logging gamma-spectrometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU785821A1 true SU785821A1 (en) 1980-12-07

Family

ID=20802839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792706939A SU785821A1 (en) 1979-01-04 1979-01-04 Analogue computer of logging gamma-spectrometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU785821A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3976878A (en) Natural gamma ray spectrum analysis technique
Goldsmith et al. A compact neutron scatter camera for field deployment
Kinbara et al. A general purpose pulse shape discriminating circuit
US3267458A (en) Digital voltmeters
Stockel A study of muons deep underground. I. Angular distribution and vertical intensity
US2590057A (en) Half-life determining method
SU785821A1 (en) Analogue computer of logging gamma-spectrometer
US4527063A (en) Solid state nuclear radiation detector circuit with constant sensitivity
US3321626A (en) Measuring apparatus
US3780289A (en) Quench correction in liquid scintillation counting
Groer et al. An instant working level meter for uranium mines
Black et al. Directional Correlation of the Gamma Rays of La 140 and Ce 140
Johnson et al. Utilization of Concurrently Gathered Pulser Data for Complete Spectral Validation of Gamma-Ray Spectra from Germanium Detectors
Pakkanen et al. A self-contained system for stabilizing scintillation and semiconductor spectrometers
Berg et al. Measurement of high-energy γ-rays with Ge (Li) detectors
RU2092876C1 (en) Radioactive logging process and device
US4103148A (en) Dynamic pulse difference circuit
USRE28738E (en) Quench correction in liquid scintillation counting
Gerholm et al. Multi coincidence goniometer for angular correlation measurements
SU528012A1 (en) Device for determining nitrogen content
US2779875A (en) Galvanometer pulse analyzer system
SU119625A1 (en) The method of determining the spectral characteristics of radioactive radiation and the device for its implementation
Vo et al. Instrumentation for Gamma-Ray Spectroscopy
Chevalier et al. Natural gamma ray spectrum analysis technique
SU928289A1 (en) Device for nuclear geophysical analysis of complex ores