индивидуальный цифровой дозиметр

Формула изобретения

Индивидуальный цифровой дозиметр, содержащий источник питания, блок детекторов, связанный входом с импульсным преобразователем, а выходом с усилителем, регистратор, первый информационный вход которого связан с информационным выходом формирователя сигналов мощности экспозиционной дозы, таймер, вход которого связан с выходом кварцевого генератора, а выход с тактовым входом формирователя сигналов мощности экспозиционной дозы, отличающийся тем, что в него введены блок исключения фона, формирователь сигналов экспозиционной дозы, блок установки фиксированных значений порогов экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы, блок установка и контроля пороговых значений мощности экспозиционной дозы, блок установки и контроля пороговых значений экспозиционной дозы и сигнальное устройство, причем входы синхронизации формирователей сигналов экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы связаны с выходом кварцевого генератора, выходы управления порогом соответственно с первым и вторым выходами блока установки фиксированных значений порогов экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы, счетные входы связаны с выходом блока исключения фона, тактовый вход которого связан с выходом таймера, а информационный вход с выходом усилителя, входы блоков установки и контроля пороговых значений экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы связаны с выходами контроля формирователя сигналов экспозиционной дозы и формирователя сигналов мощности экспозиционной дозы соответственно, первые выходы соответственно с первым и вторым входами контроля регистратора, а вторые выходы с первым и вторым входами сигнального устройства соответственно, при этом второй информационный вход регистратора соединен с информационным выходом формирователя сигналов экспозиционной дозы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ядерной радиоэлектронике, а именно, к приборам для индивидуального дозиметрического контроля вредного воздействия на организм человека и предназначено для регистрации и измерения поглощенных доз в радиационном поле проникающего излучения.

Известно радиометрическое устройство, содержащее блок детектирования, усилитель, узел отбора, регистратор, источник постоянного напряжения, схему выделения фронтов, ключи и связи между блоками и элементами схемы [1]

Известен также дозиметр ДРГ-01Т1, предназначенный для измерения мощности экспозиционной дозы фотонного излучения, содержащий кварцевый генератор опорных частот, обеспечивающий ряд частот для управления индикатором и контроля работоспособности дозиметра, два детекторных счетчика, в которых под воздействием гамма-квантов генерируются электрические импульсы тока, поступающие на входной каскад, который преобразует импульсы тока в импульсы напряжения, при этом импульсы через делитель частоты поступают на четырехразрядный счетчик, а информация, накопленная на счетчике за цикл измерения, поступает на индикатор через дешифратор, преобразующий двоично-десятичную информацию счетчика в семи-сегментный позиционный код индикатора. Дозиметр работает от автономного источника питания [2]

К недостаткам известных устройств следует отнести низкий диапазон измерения и небольшой объем информации.

Задача изобретения повышение достоверности и точности измерения за счет исключения уровня фона и обеспечение возможности контроля правильности срабатывания сигнализирующего устройства по желанию оператора.

Для этого в предлагаемый дозиметр введены блок исключения фона, блок установки фиксированных значений порогов экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы, блок установки и контроля пороговых значений экспозиционной дозы и блок установки и контроля пороговых значений мощности экспозиционной дозы, причем входы синхронизации формирователей сигналов экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы связаны с выходом кварцевого генератора, входы управления порогом соответственно с первым и вторым выходами блока установки фиксированных значений порогов экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы, счетные входы связаны с выходом блока исключения фона, тактовый вход которого связан с выходом таймера, а информационный вход с выходом усилителя, входы блоков установки и контроля пороговых значений экспозиционной дозы и мощности экспозиционной дозы связаны с выходами контроля формирователя сигналов экспозиционной дозы и формирователя сигналов мощности экспозиционной дозы, соответственно, первые выходы с первым и вторым входами контроля регистратора, а вторые выходы с первым и вторым входами сигнального устройства, при этом второй информационный вход регистратора соединен с информационным выходом формирователя сигналов экспозиционной дозы.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого дозиметра, на фиг.2 5 - примеры реализации отдельных его блоков.

Предлагаемый индивидуальный цифровой дозиметр (фиг.1) состоит из источника 1 питания, импульсного преобразователя 2, блока 3 детекторов, кварцевого генератора 4, таймера 5, формирователя 6 сигналов экспозиционной дозы (ФЭД), формирователя 7 сигналов мощности экспозиционной дозы (ФМЭД), блока 8 исключения фона, усилителя 9, блока 10 установки фиксированных значений порогов экспозиционной дозы (ЭД) и мощности экспозиционной дозы (МЭД), сигнального устройства 11, блока 12 установки и контроля пороговых значений мощности экспозиционной дозы (МЭД), блока 13 установки и контроля пороговых значений экспозиционной дозы (ЭД) и регистратора 14.

Источник питания 1 является автономным и представляет собой обычную батарею питания либо аккумулятор и служит для питания элементов схемы. Импульсный преобразователь 2 соединен своим выходом с цепью питания блока 3 детекторов, выход которого связан с информационным входом блока 8 исключения фона. Вход таймера 5 и входы синхронизации формирователя 6 сигналов экспозиционной дозы и формирователя 7 сигналов мощности экспозиционной дозы связаны с выходом кварцевого генератора 4, выход таймера 5 связан с тактовыми входами ФМЭД 7 и блока 8 исключения фона. Счетные входы ФЭД 6 и ФМЭД 7 связаны с выходом блока 8, входы управления порогом с соответствующими выходами блока 10 установки фиксированных значений порогов ЭД и МЭД, а выходы контроля с входами блоков 13 и 12 соответственно. Таким образом блоки 12 и 13 через блоки 7 и 6 оказываются связанными с блоком 10.

Первый и второй информационные входы регистратора 14 и его первый и второй входы контроля связаны соответственно с информационными выходами ФЭД 6 и ФМЭД 7 и первыми выходами блоков 12 и 13, вторые выходы которых связаны с сигнальным устройством 11.

В случае необходимости между выходом блока 3 детекторов и информационным входом блока 8 исключения фона может быть включен усилитель или усилитель-преобразователь 9, усиливающий и формирующий сигналы по амплитуде и/или длительности.

Дозиметр работает следующим образом.

При включении напряжения питания происходит подготовка дозиметра к работе. При этом кварцевый генератор 4 формирует высокостабильные колебания тактовой частоты, которые подаются на входы синхронизации таймера 5, ФЭД 6 и ФМЭД 7, при этом таймер 5 вырабатывает в зависимости от состава блока детекторов 3 высокостабильные сигналы временных меток, которые подаются на тактовые входы ФМЭД 7 и блока 8 исключения фона. Блок 10 установки фиксированных значений порогов вырабатывает сигналы фиксированных значений порогов ЭД и МЭД (Constn I), которые поступают на входы управления порогом ФЭД 6 и ФМЭД 7 и через них на входы блоков 13 и 12 установки и контроля пороговых значений МЭД и ЭД соответственно. Соответствующее значение порога устанавливается и в блоке 8 исключения фона. Одновременно импульсный преобразователь 2 преобразует напряжение источника 1 питания в напряжение питания блока 3 детекторов. В случае, когда в качестве блока 3 детекторов используется счетчик Гейгера-Мюллера или ионизационная камера, импульсный преобразователь 2 вырабатывает высоковольтное напряжение.

На этом подготовка дозиметра к работе заканчивается.

Поступающие на блок 3 детекторов фотоны вызывают срабатывание детекторов, что приводит к появлению на выходе этого блока импульсов напряжения, которые поступают на информационный вход блока 8, сигналы на выходе которого появятся только в случае превышения входным сигналом порогового уровня, т.е. на выходе блока 8 исключения фона появятся сигналы, соответствующие радиационной обстановке без учета фоновых значений. С выхода блока 8 сигналы поступают на счетные входы ФЭД 6 и ФМЭД 7 соответственно. ФЭД 6 формирует сигналы, кратные единице измерения ЭД в зависимости от суммарного значения ЭД, которые поступают на первый информационный вход регистратора 14, в результате чего на соответствующем цифровом индикаторе регистратора 14 отобразится информация о непосредственной дозе излучения. ФМЭД 7 формирует сигналы, кратные единице измерения МЭД в зависимости от частоты сигналов на выходе блока 8 исключения фона, которые поступают на второй информационный вход регистратора 14, в результате чего на соответствующем цифровом индикаторе регистратора 14 отобразится информация о мощности дозы излучения.

С выходов контроля ФЭД 6 и ФМЭД 7 сигналы поступают на блоки 13 и 12 установки и контроля пороговых значений ЭД и МЭД соответственно. При этом, если значения этих сигналов равны или превышают установленные фиксированные значения порогов ЭД и МЭД, то на выходах блоков 13 и 12 появятся сигналы, которые поступят на сигнальное устройство 11 и на входы контроля регистратора 14, что дает возможность контроля на регистраторе 14 пороговых значений ЭД и МЭД.

Формирователь 6 экспозиционной дозы может быть выполнен, например, в виде счетчика (фиг.2), первый, второй и третий входы которого являются соответственно входом синхронизации, счетным входом и входом управления порогом (Constn I) ФЭД 6, а первый и второй выходы его информационным выходом и выходом контроля.

Формирователь 7 сигналов мощности экспозиционной дозы может быть выполнен, например, на основе счетчика, работающего в циклическом режиме (фиг.3). При этом первый, второй, третий и четвертый входы являются соответственно входом синхронизации, счетным входом, входом управления порогом (Constn I) и тактовым входом (Constn 2) ФМЭД 7, а первый и второй выходы его информационным выходом и выходом контроля.

Схема блока 8 исключения фона приведена на фиг.4.

Схемы блоков 12 и 13 установки и контроля пороговых значений МЭД и ЭД приведены на фиг.5.

Таким образом, введение в предлагаемый дозиметр такого устройства, как блок 8 исключения фона, позволяет устранить влияние окружающего фона на показания дозиметра, что значительно повышает достоверность его показаний. Введение блока 10 установки фиксированных значений порогов ЭД и МЭД позволяет автоматически устанавливать фиксированные пороговые значения ЭД и МЭД по включении дозиметра, чем обеспечивается удобство пользования дозиметром. На удобство пользования дозиметром в значительной мере оказывают влияние блоки 12 и 13 установки и контроля пороговых значений МЭД и ЭД, т.к. желаемое значение порогов мощности экспозиционной дозы и экспозиционной дозы устанавливается потребителем в любой момент и по своему желанию, а правильность установки может быть им проконтролирована, например, с помощью кнопок управления на лицевой панели дозиметра до начала пользования прибором в установленном режиме.