DE2127184A1 - Strahlungsmonitor - Google Patents

Description

DR. MDLLER-BORe DIPL-PHYS. DR. MANITZ Dl PL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW

ALLIS-CHALMERS ' MANUFACTURING COMPANY Milwaukee, Wisconsin, U.S.A.

Hl/mü - A 2156

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Strahlungsmonitor

Die Erfindung "betrifft einen Strahlungsmonitor.

Einrichtungen zum Nachweisen und Messen von Strahlung sind bekannt, jedoch sind die "bekannten Strahlungsmonitoreinrichtungen oftmals instabil und verlieren schnell ihre Eichung. Bestimmte bekannte Monitoren weisen einen extrem hohen Eingangswiderstand auf und sind Drift, und Ungenauigkeiten durch Alterung, Leckage und Änderung der Verstärkung oder der Eingangscharakteristiken unterworfen. \&terhin liefern bekannte Strahlungsmonitoren, die sowohl den Strahlungspegel als auch die gesamten empfangenen Röntgen anzeigen, keine konstanten und genauen Ablesewerte bzw. Meßwerte, wenn sie in einer Entfernung von dem Strahlungssensor, angeordnet und mit diesem durch ein Kabel gekoppelt sind.

Ziel der ErfMung ist die Schaffung eines Strahlungsmonitors, bei dem Drift, selbst wenn geringe Strahlungspegel gemessen

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Dr. MOItar-Bor« Dr. Maniti ■ Dr. DeuM · Dipl.-Ing. Finsterwald Dipl.-Ing. Grflmkow Brawn«diw«ig, Am BOrgwpark 8 8 MOnchwi 22, Robwt-Koch-StraB· 1 7 Stuttgart - Bad Cannstatt

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werden, auf ein Minimum herabgesetzt ist, der außergewöhnlich stabil ist, seine Eichung über eine lange Zeitperiode beibehält, sowohl den Strahlungspegel als auch die Gesamtzahl der empfangenen Röntgen anzeigt, eine zufriedenstellendere Kopplungseinrichtung zwischen dem Strahlungssensor und der Anzeigeausrüstung abgelegen von dem Sensor aufweist und stabile und genaue Ablesewerte sowohl des Strahlungspegels als auch der gesamten empfangenen Eöntgen gewährleistet.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein Strommeßkreis mit hoher Stabilität und minimaler Drift, in dem ein periodisch entladbarer integrierender Kondensator so verbunden ist,

w daß er von einer Stromquelle sehr geringer Größe ladbar ist, vorgesehen mit einem ersten Operationsverstärker mit hoher Eingangsimpedanz, von dem ein Eingang mit einer Bezugsspannung gekoppelt ist, die den Operationsverstärker anfänglich in die Sättigung einer Polarität vorspannt, mit einem Kondensatorentladekreis, der auf den Gegen_polaritäts-Sättigungs-Ausgang des ersten Operationsverstärkers anspricht, der auftritt, wenn die Spannung über den integrierten Kondensator sich bis zu der Bezugsspannung aufbaut, um den integrierenden Kondensator zu entladen, mit einem Impulserzeugungskreis, der ebenfalls auf den ftegenpolaritäts-Sättigungsausgang des ersten Operationsverstärkers anspricht und einen elektrischen Impuls erzeugt, und mit einem Impulszähler, der mit dem Impulserzeugungskreis gekoppelt ist.

Die Erfindung betrifft also einen Strahlungsmonitor mit einem verlustarmen integrierenden Kondensator, der so angeschlossen ist, daß er durch den Ausgang eines Strahlungssensors geladen wird, mit einem in dem invertda?enden Mode arbeitenden Operationsverstärker hoher Bingangsimpedanz, der parallel zu dem integrierenden Kondensator geschaltet ist, und mit einer Bezugsspannungsquelle, die an den nicht invertierenden Eingang angelegt ist, wodurch der Operationsverstärker anfänglich

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sich in positiver Sättigung "befindet und in negative Sättigung schaltet, wenn die Ladung über den Kondensator gleich der Bezugsspannung wird. Eine auf den negativen Sättigungsausgang des Operationsverstärkers ansprechende Einrichtung ist vorgesehen, um den integrierenden Kondensator zu entladen und einen Impuls zu erzeugen, und ein Impulszähler liefert eine Anzeige der gesamten durch den Sensor empfangenen Strahlung. Ein zweiter in dem invertierenden Mode arbeitender Operationsverstärker hoher Eingangsimpedanz ist mit seinem invertierenden Eingang mit einer Elektrode des integrierenden Kondensators verbunden und hält sie auf dem NuIIpοtential und eine durch den Ausgang des zweiten Operationsverstärkers angetriebenes Strommeter liefert eine Analoganzeige des Stromes von dem Strahlungssensor, der durch den integrierenden Kondensator fließt, und ist in Röntgen pro Minute geeicht, die von dem Sensor empfangen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispeilsweise beschrieben; in dieser zeigt'

Fig. Λ ein schematisches Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungegemäßen Strahlungsmonitors und

Fig. 2A und 2B schematische TeilSchaltbilder, die ein mit Mängel behaftetes Kupplungskabel bekannter Strahlungsmonitoren bzw. eine erfindungsgemäße Anordnung, die diese Mängel überwindet, zeigen.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird als ein Monitor für ein Betatron beschrieben, das sowohl Röntgenstrahlung als auch Elektronenausgange bzw. Elektronenstrahlungen liefert. Der erfindungsgemäße Monitor umfaßt sowohl einen Röntgenstralilensensor 10 als auch einen

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Elektronensensor 11, die beide in Blockdarstellung gezeigt sind, und er gestattet eine selektive Anzeige entweder der Röntgenstrahlen oder der Elektronen. Ein solcher Strahlungssensor ist bekannt und kann einen mit einer Teilung versehenen bzw. geeichten Behälter umfassen, der mit einem Gas gefüllt ist und ein Paar von Elektroden mit einer Potentialäifferenz dazwischen umschließt. Wenn ein geladenes !Teilchen oder ein elektromagnetisches Strahlungsquant durch das Gas in dem Strahlungssensor-Behälter verläuft, verliert es genügende Energie an die Gasatome, um diese zu ionisieren, und die positiven Gasionen bewegen sich zu der negativen Elektrode und die Elektronen bewegen sich zu der positiven Elektrode, W so daß ein Ausgangsstrom proportional zur Strahlung geliefert wird.

Der erfindungsgemäße Strahlungsmonitor liefert eine Anzeige des Strahlungspegels oder der Intensität in Röntgen pro Minute an dem Messer 14 und liefert ebenfalls eine Anzeige der gesamten empfangenen Strahlung an einem Rötgenzähler 15, der in Blockdarstellung gezeigt ist, die beide einige einige hundert Meter (several hundred feet) von dem Strahlungssensor 10 oder 11 angeordnet sind. Ein Relais 16 wählt automatisch den Röntgenstrahlungs- oder Elektroneneingang zu dem Strahlungsmonitor und durch Schließen eines Schalters 17» der von den Steuerfunktionen in dem Betatronsystem betätigt wird, wird ein Erregerkreis von + 20 V und * 20 V Leitungen einer geeigneten nicht gezeigten geregelten Leistnngsquelle zu der Arbeitsspule des Relais 16 geschlossen. Wenn des Relais 16 gelöst ist, we es in Fig. 1 dargestellt ist, verläuft der Eingang zu dem Strahlungsmonitor von dem Röntgenstrahlungssensor 10 durch ein Triaxialkabel 18 und ein normalerweise geschlossenes Paar von Kontakten bzw. ein Paar von Ruhekontakten 19A eines Eingangs-Übertragungsrelais 19- Durch Betätigung des Schalters 17 durch die Steuerungen in dem Betatron wird ein Erregerkreis zu der

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Arbeitsspule des Relais 16 geschlossen, das dann seine normalerweise offenen Kontakte bzw« Arbeitskontakte 16A schließt, um einen Erregerkreis zu der Arbeitsspule des Relais 19 zu schließen. Durch eine Betätigung des Relais 19 werden dessen Kontakte 19A geöffnet und dessen normalerweise offenen Kontakte "bzw. Arbeitskontakte 19B geschlossen, um den Eingang zu den Elektronensensor 11 durch ein Triaxialkabel 20 und die Kontakte 19B zu übertragen bzw. umzulegen.

Durch Betätigung des Relais 16 und Schließen eeiner Kontakte 16A wird ebenfalls ein Erregerkreis zu der Arbeitsspule eines Verstärkungsfaktor-Einstellungs-Relais 22 geschlossen. Durch die Betätigung des Relais 22 werden dessen Paare von normalerweise geschlossenen Kontakten bzw. Ruhekontakten 22A und 22B geöffnet und dessen Paare von normalerweise geschlossenen Kontakten bzw. Ruhekontakten 22C und 22D geschlossen, um den Verstärkungsfaktor von Verstärkern A1 und A2 in dem Strahlungsmonitor auf Werte zu ändern, die für den Elektroneneingang geeignet sind, wie es nachfolgend erläutert wird.

Es wird jetzt der Strahlungspegel-Meßkreis beschrieben. Es sei angenommen, daß deafSchalter 17 geöffnet ist und die Relais 19 und 22 gelöst bzw. freigegeben sind, wie es in ]?ig. 1 dargestellt ist; dann ist der Ausgangs ärom von dem Röntgenstrahlungssensor 10 proportional zu der Röntgenstrahlung und fließt durch das Triaxialkabel 18, die Ruhekontakte 19A₇ einen Widerstand 24, einen verlustarmen Polystyrol-Integrationskondensator C 1 und einen Widerstand 28 zu dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers A1 und ebenfalls durch einen Widerstand 30, die Ruhekontakte 22A des Relais 22 und Verstärkungsfaktoren-Eichungswiderstände 32 zu der Erdleitung bzw. Nulleitung. Der Verstärker A1 ist bevorzugt von dem Feldeffekttransistortyp mit sehr hoher Eingangsimpedanz, so daß kein merklicher Eingangsstrom in den

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Versiärker A1 fließt und im wesentlichen der gesamte durch den Integrationskondensator C1 gehende Strom durch die Widerstände 30 und 32 in Reihe zu der Erdleitung fließt. Der Verstärker A1 ist in dem invertierenden Monde geschaltet und tendiert dazu, eine Null-Potentialdifferenz zwischen seinen Eingangsstiften Aufrecht zu erhalten. Infolgedessen befindet sich der invertierende Eingang des Verstärkers A1 bei UuIl Volt und hält dadurch die niedrigere Klemme des Integrationskondensators öl bei im wesentlichen Null Volt. Weiterhin erfolgt das Messen des Stromes proportional zur Strahlung, nachdem der Strom durch den Integrationskondensator 0 1 fließt und dennoch hält der Kreis eine Klemme des Integrationskondensators 0 1 auf Nullpotential. Der Verstärker A1 und der Widerstand 30 umfassen den Basisstromm*ßkreis, der ein Analogen des Eingangsatroms zu dem Monitor liefert, der eine Punktion des Strahlungspegels ist. Der Ausgang vom Verstärker A1 wird üb&fc "'.die ⁿ ·-.- Reihenanordnung eines Widerstandes 36 und des Widerstandes 32 zur Erdleitung aufgeprägt und das an der Verbindungsstelle der Widerstände 32 und 36 erscheinende Signal wird durch den Widerstand 30 zu dem invertierenden Eingang des Verstärkers A1 rückgekoppelt. Der Spannungsabfall, der über den Widerstand 30 durch den lluß des durch den Integrationskondensators 01 verlaufenden Stromes erzeugt wird, wird um das Verhältnis des Widerstandes 36 zu dem Widerstand 32 verstärkt. Der Operationsverstärker A1 sieht eine Stromverstärkung vor und sein Ausgang treibt durch einen Widerstand 38 ein Mikroammeter 14-, das in Röntgen pro Minute geeicht ist. Ein Kondensator 40, der zwischen den Ausgangsstift bzw. die Ausgangsklemme und die Klemme des invertierenden Eingangs des Verstärkers A1 geschaltet ist, unterdrückt Bauschen und dämpft das Meter 14. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, den Eingangsstrom proportional zur Strahlung durch einen Widerstand 30 fließen zu lassen, der einen Widerstandswert aufweist, der wesentlich geringer als der bekannter Strahlungs-

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ORKSINAt INSPECTED

monitoren ist, und eine größere Stabilität, minimale Drift, wesentliche Verringerung der Kosten und eine Konstante Eiohung über eine lange Periode, während eine Klemme eines Integrationskondensators auf Null Volt gehalten wird, zur Folge hat.

Es wird jetzt die Strahlungsanzeige-Einrichtung beschrieben. Der Eingangsstrom von dem Röntgenstrahlungssensor 10 wird durch den Kondensator 01 integriert. Während der Eingangsstrom effektiv von einem Stromgenerator hoher Impedanz kommt, wird eine Spannung über den Integrationskondensator C1 gemäß der Gleichung

^{e =} Ü

aufgebaut bzw. entwickelt. Die Spannung über dem Kondensator 01 kann alternativ dargestellt werden in der Form

wobei G die Kapazität des Kondensators 01 angibt. Die Spannung über dem Kondensator 01 entspricht somit dem Integral des Stroms mit sehr geringer Amperesahl (beispielsweise von 0,01 - 1,0 Mikroampere) von dem Sensor 10 und der Zeit und ist direkt proportional zu den gesamten Eöntgen der Strahlung, die durch den Röntgenstrahlungssensor 10 empfangen werden.

Die Spannung V über den Integrationskondensator O1 wird durch einen Widerstand 42 an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers A^ hoher Impedanz des Feldeffektortransistorisyps angelegt, der als eine Triggereinrichtung in einem Zählerkreis betrieben wird. Eine Spannung Vm, die an den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers A2 angelegt wird, wird über einen Teil eines Spannungsteilers entwickelt, der Widerstände 44,45,46 und ein Potentiometer 47 umfaßt, die in Reihe durch die Relaiskontakte 22B zwischen

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■ die Leitung^iH5 Volt und Erde verbunden sind. Die Bezugsspannung Vm, die an der Verbindungsstelle der Widerstände 4-5 und 4-6 entwickelt wird, ist anfänglich größer als die Spannung V^ über den Integrationskondensator 01. Während

. der Verstärker A1 die untere Klemme des Integrationskondensators 01 auf Nullpotential hält, kann die Spannung V_m mit Erde in Bezug gesetzt werden.

Die Basis eines Transistors 4-8 ist mit der Ausgangsklemme des Verstärkers A2 durch einen Widerstand 4-9 verbunden und sein Emitter-Kollektor-Kreis ist in Reihe mit einer Diode 51 und zwei Widerständen 53 und 54- zwischen die +15 Volt und -20 Volt Leitungen der nicht gezeigten Leistungsquelle fc geschaltet. Da V_m anfänglich größer als VC ist, wird der Operationsverstärker A2 in positive Sättigung getrieben und liefert einen maximalen positiven Ausgang, der die Bssls des Transistors 4-8 in Gegenrichtung bzw. Sperrichtung vorspannt und ihn ausschaltet. Wenn die Spannung über den Integratxonskondensator 01 ansteigt infolge des Eingangsstroms von dem Röntgenstrahlungssensor 10, bis V_c gleich der Bezugs spannung V^ ist, schaltet der Verstärker A2 von maximalem positivem Ausgang zu maximalem negativem Ausgang und schaltet den Transistor 4-8 vollständig ein bzw. macht diesen vollständig leitend. Durch eine positive Rückkopplung durch die Reihenanordnung eines Kondensators 56 und einer .

es
Widerstand 57» die zwischen den Ausgang des Verstärkers A2 und den nicht invertierenden Eingang geschaltet sind, wird ein schnelles Schalten vorgesehen.

Der Emitter-Kollektor-Kreis eines Transistors 60 ist in Reihe mit einer Diode 61 und der Arbeitsspule eines Relais zwischen die +20 Volt und -20 VoIt-Leitungen der Leistungsquelle verbunden.

Der Emitter-Kollek-fcrkreis des Transistors 60 ist ebenfalls in Reihe mit der Arbeitsspule eines Relais 64- zwischen die +20 Volt und die -20 Volt-Leitungen der Leistungsquelle

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geschaltet. Die Basis des Transistors 60 ist mit der Verbindungsstelle der Widerstände 53 und 54 verbunden. Wenn der Transistor 48 durch den Ausgang vom Verstärker A2 eingeschaltet ist, fließt der Strom durch den Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 48 durch den Widerstand 54 und erzeugt eine Spannung, die den Transistor 60 in Vorwärtsrichtung in Leitung vorspannt. Durch den Stromfluß durch den Emitter-Kollektor_TKreis des Transistors 60 wird die Arbeitsspule des Beiais 64 erregt, das in Funktion tritt und seine Kontakte 64Ar schließt. Durch das Schließen der Kontakte 64A wird der Integrationskondensator C1 kurzgeschlossen, dadurch V« auf Null zurückgestellt und der Verstärker A2 veranlaßt, in seinen positiven Sättigungpzustand zurückzuschalten. Das Beiais 64 löst unmittelbar, nachdem der Verstärker A2 in seinen ursprünglichen Zustand zurückschaltet.

Durch den Stromfluß durch den Emitter-Kollektor-Kreie des Transistors 60 wird ebenfalls die Arbeitsspule des Beiais 62 erregt, das seine Kontakte 62A schließt» um den Zähler 15 in Beihe mit zwei Widerständen 67 und 68 zwischen die Leitungen einer geeigneten 120 Volt-Wechselstromleistungsquelle zu schalten. Durch den resultierenden Stromfluß durch den Widerstand 68 wird eine Torsteuerspannung entwickelt, die an das Tor bzw. Gatter einer steuerbaren Halbleitereinrichtung 70 angelegt wird, die geeignet ist, Strom in beiden Bichtungen zu leiten und im Handel unter dem Handelsnamen "ΤΕΙΑΠ" erhältlich ist. Durch die an das Gatter des steuerbaren Halbleiters 70 angelegte Spannung wird dieser in Leitung getriggert und ein Impuls erzeugt, der den Zähler 15 betätigt, der vom elektromechanischen Typ sein kann, welcher die Anzahl von empfangenen Impulsen anzeigt und ebenfalls ein Paar von nicht dargestellten Kontakten betätigt, nachdem er eine voreingestellte Anzahl von elektrischen Eingangsimpulsen empfangen hat. Ein solcher Zähler 15 ist im Handel unter der Bezeichnung "HZ" Series Microflex Beset Counter von der E.N. Bliss Company erhältlich.

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Die durch den Zähler 15 angezeigte Anahl von Impulsen ist direkt proportional zu den gesamten Röntgen der durch den Röntgenstrahlungssensor 10 empfangenen Strahlung und der Zähler 15 kann gewünschtenfalls das Abschalten des Betatrons durch Betrieb seiner nicht gezeigten Kontakte steuern, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen erzeugt worden ist durch den beschriebenen Zählkreis und steuerbaren Halbleiter 70.

Ein Verzögerungsnetzwerk einschließlich einem Transistor 72, der parallel zu deiJReihenschaltung dei? Diode 61 und des Transistors 60 geschaltet ist, ist vorgesehen, um das Relais 62 betätigt und seine Kontakte 62A geschlossen zu halten für eine genügend lange Zeitdauer, um zu ge-

™ währleisten, daß der Zähler 15 betätigt wird. Durch das Einschalten des Transistors 60 werden sowohl die Relais 62 und 64 betätigt als auch ein Kondensator 65 durch den Widerstand 67 und einen Kondensator 69 entladen. Wenn der Transistor 60 abschaltet, fließt der durch das Relais 62 verlaufende Strom durch den Widerstand 69, den Kondensator 65 und die Basis des Transistors 72, um ihn einzuschalten und somit das Relais 62 betätigt zu halten. Die Diode 61 trennt das Relais 64 von dem Relais 62, so daß durch den Stromfluß durch den Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 72 das Relais 62 für eine genügende Zeit betätigt gehalten wird, um einen Betrieb des Zählers 15 zu gewähr-

| ;leisten, selbst wenn das Relais 64 sich löst unmittelbar nachdem der Verstärker A2 in seinän positiven Sättigungszustand zurückgeschaltet hat. Der Kondensator C1 kann dann den Eingangsstrom von der Strahlungsquelle 10 integrieren, selbst wenn der Zähler 15 betätigt wird, wodurch gewährleistet wird, daß die Anzeige von dem Zähler 15 eine genaue Messung der gesamten durch den Sensor 10 empfangenen Strahlung ist.

Ein Schließen des Schalters 17 hat den Betrieb der Relais 16, 19 und 22 zur Folge, wie es oben erläutert wurde.

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ORDINAL INSPECTED

Das Relais 19 öffnet die Kontakte 19A und schließt die Kontakte 19B, um den Eingang zu dem Elektronensensor zu übertragen "bzw- umzulegen. Das Relais 22 öffnet seine Kontakte 22A und schließt die Kontakte 220, um einen Widerstand 78 in Reihe mit dem Widerstand 36 zu verbinden und dadurch den Verstärkungsfaktor des Verstärkers A1 zu einem für den Elektroneneingang richtigen Wert zu ändern. Das Relais 22 öffnet ebenfalls die Kontakte 22B und schließt die Kontakte 22D, um ein Potentiometer 79 in Reihe mit dem Widerstand 4-6 zu dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers A2 zu verbinden und dadurch den Verstärkungsfaktor des Verstärkers A2 zu dem für den Elektroneneingang richtigen Wert zu ändern.

Der Eingangsstrom von dem Strahlungssensor 10 oder 11 kann in dem Bereich von 0,01 - 1,0 Mikroampere liegen und^äer Praxis befinden sich der Sensor 10 oder 11 etwa 30 Meter (100 feet) oder mehr von dem Steuerpult, in dem die Strahlungspegel- und Gesamtstrahlungsmonitoren angeordnet sind. Die geringen Stromwerte und die große Entfernung zwischen dem Sensor und den Anzeigegeräten machen ein abgeschirmtes Eingangskabel erforderlich, um eine Störung von äußeren Quellen zu eliminieren. Bekannte abgeschirmte Kabelanordnungen für Strahlungsmonitoren waren unbefriedigend, da das Strahlungspegelmeter spang und einen fehlerhaften Meßwert jedesmal dann ergab, wenn der Integrationskondensator entladen wurde. Es wurde erfindungsgemäß festgestellt, daß ein solcher fehlerhafter Meßwert des Strahlungspegelmeters durch die Kapazität des abgescürmten Kabels verursacht wird, die dem Integrationskondensator und dem StrahlungspegeL-Anzeigekreis gemeinsam zu sein scheint. Bei bekann_:ten Strahlungsmonitoren koppelt ein einziges Koaxialkabel wie 80 in Fig. 2A einen Strahlungssensor wie den Röntgenstrahlungssensor 10 sowohl mit einem Strahlungspegelanzeigegerät als auch mit einem Gesamtstrahlungsmonitor an einem von

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dem Sensor 10 abgelegenen Ort. Wenn angenommen wird, daß der £b?ahlnngsmonitor mit Verstärkern A1 und A2, wie er oben erläutert wurde, durch ein solches bekanntes koaxiales abgeschirmtes Kabel 80 mit dem Strahlungssensor 10 gekoppelt ist, wie es in Fig. 2A dargestellt ist, dann erscheint, wenn die Ladung des integrierenden Kondensators C1 sich als eine Folge des über das Koaxialkabel 80 geführten Eingangsstroms von dem Sensor 10 aufbaut, die über 01 in Reihe mit dem Verstärker A1 entwickelte Spannung ebenfalls über der Kabelkapazität 02, die in gestrichelten Linien dargestellt ist. Wenn 01 kurzgeschlossen und entladen wird, erscheint die gesamte Spannung der Kabelkapazität 02 an dem Eingang des Verstärkers A1 (wie es t durch die Pfeile in Fig. 2A gezeigt ist, die die Richtung des Entladungsströmes veranschaulichen) und verursacht einen plötzlichen Anstieg des Stromes durch den Verstärker A1 und einen resultierenden Sprung in dem Meßwert bzw. Anzeigewert des Strahlungspegelmeters 14.

In Fig. 2B ist scheaatisch:: eine bevorzugte Ausführuigsform der Erfindung gezeigt, bei der ein doppelt axial abgeschirmtes (Triaxial-) Kabel 18 den Strahlungssensor wie den Röntgenstrahlungssensor 10 mit den Verstärkern A1 und A2 koppelt. Eine äußere Abschirmung 83 des Kabels 18 ist mit der Erdschiene bzw. Erdleitung verbunden und eine innere Abschirmung 84 ist mit der unteren Klemme des ψ Intsgrationskondensators 01 und dem invertierenden Eingang des Verstärkers A1 verbunden. Fig. 2B veranschaulicht, daß lie Kabelkapazität zwischen dem Zentralleiter und der inneren Abschirmung 84, die in gestrichelten Linien als 0 3 dargestellt ist, parallel zu dem Integrationskondensator Oi liegt und daß die Kabelkapazität zwischen der inneren Abschirmung 84· und der äußeren Abschirmung 83, die in gestrichelten Linien als 04 dargestellt ist, in Shunt-Kopplung zu den Eingangsklemmen des Verstärkers A1 liegt. Infolgedessen erscheint der Ladungsaufbau über den

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Integrationskondensator 01 durch den Eingangsstrom während des Zählens nur über 0 $, während die Ladung über 04 nahe Hull durch die unendliche Verstärkung des Verstärkers A1 gehalten wird.

Wenn der Integrationskoö-densator 01 kurzgeschlossen und entladen wird, wird die Ladung über die Kabelkapazität OJ ebenfalls abgeführt (durch Stromfluß in der in der !ig. 2B gezeigten Pfeilrichtung) ohne daß sie durch den Strommeßkreis des Verstärkers A1 fließt, wo^durch ein Springen des Strahlungspegelmeters 10 während des Zählens verhindert ist.

Patentansprüche - 13 -

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Claims (9)

Patentansprüche

1. JStrommeßkreis mit hoher Stabilität und minimaler Drift, — in dem ein periodisch entladbarer integrierender Kondensator (C1) so geschaltet ist, daß er von einer Stromquelle (10 oder 11) sehr geringer Größe geladen wird, gekennzeichnet durch einen ersten Operationsverstärker (Al) mit hoher Eingangsimpedanz, von dem ein Eingang mit einer Bezugs spannung (V_T) gekoppelt ist, die den Operationsverstärker (A2) anfänglich in Sättigung einer Polarität vorspannt, durch einen Kondensatorentladekreis (4-8,60,64-,64-A), der auf den Gegenpolaritäts-Sättigungsausgang des ersten Operationsverstärkers (A2) anspricht, der auftritt, wenn die Spannung über den Integrationskondensator (C1) sich bis zu der Bezugsspannung (Vm) aufbaut, für ein Entladen des Integrationskondensators (Cl), durch einen Impulserzeugungskreis (4-8,60,62,62A und 70), der ebenfalls auf den Gregenpolaritäts-Sättigungsausgang des ersten Operationsverstärkers (A2) anspricht zum Erzeugen eines elektrischen Impulsesjund durch einen Impulszähler (15)» der mit dem Impulserzeugungskreis gekoppelt ist.

2. Meßkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, in dem invertierenden Mode geschalteter Operationsverstärker (Ai) hoher Eingangsimpedanz mit seinem invertierenden Eingang mit einer Elektrode des Integrationskondensators(01) gekoppelt ist und daß eine elektrisch ansprechende Anzeigeeinrichtung(i4) mit dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (Al) gekoppelt ist und eine Analoganzeige des durch, den Integrationskondensators fließenden Stromes von der Quelle liefert.

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3. Meßkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennz eichn e t , daß der zweite Operationsverstärker φπ) einen Kückkopplungswiderstand (36,30) zwischen seinem Ausgang und seinem invertierenden Eingang aufweist und daß ein Widerstand (32) vorgesehen ist, der zwischen einem Punkt zwischen den Enden des Rückkopplungswiderstandes und Erde geschaltet ist, wodurch der durch den Integrationskondensator (C1) verlaufende Strom durch einen Teil (30) des Rückkopplungswiderstandes und den Widerstand (32) zur Erdleitung fließt.

4. Meßkreis nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß eine triaxiales abgeschirmtes Kabel (18 oder 20) mit einem zentralen Leiter die Stromquelle (10 oder 11') mit dem Integrationskondensator (Cl) koppelt und daß eine konzentrische, radialinnere und eine konzentrische, radialäußere Abschirmung (84,83) den Leiter umgehen, wobei die innere Abschirmung (84) mit dem invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers (Al) verbunden ist.

5- Mefkreis nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Stromquelle ein Strahlungssensor (10 oder 11) ist und daß der Impulszähler die gesamte von dem StrüLungssensor empfangene Strahlung anzeigt.

6. Meßkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch ansprechende Anzeigeeinrichtung (14) ein anzeigendes Strommeter umfaßt, das durch den Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (Al) angetrieben wird und eine Anzeige des augenblicklichen durch den Sensor empfangenen Strahlungspegels liefert.

7. Meßkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Operationsverstärker (A2) vom Feldeffekttransistortyp ist, dessen

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invertierender Eingang mit dem Integrationskondensator (G1) gekoppelt ist, und daß die Bezugsspannung an den nicht invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers angelegt wird.

8. Meßkreis nach. Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Operationsverstärker (Al) vom Feldeffekttransistortyp ist, dessen nicht invertierender Eingang mit Erde verbunden ist, so daß diese eine Elektrode des integrierenden Kondensators im wesentlichen auf Nullpotential gehalteil wird.

9. Heßkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet , daß der Kondensatorentladekreia und der Impulserzeugungskreis gemeinsam einen mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers (A2) gekoppelten Transistor (48) aufweisen, der aus- und eingeschaltet wird durch den einen Pölaritäts-Sättigungsausgang bzw. den Gegenpolaritäts-Sättigungsausgang des ersten Operationsverstärkers (A2) und daß beide Kreise in Abhängigkeit von dem Einschalten des Transistors betrieben werden.

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