DE2622223C3

DE2622223C3 - Schaltungsanordnung zur automatischen Driftstabilisierung einer Einrichtung zur Intensitätsmessung von Kernstrahlung mit einem Strahlungsdetektor und mit einem zwei Integraldiskriminatoren aufweisenden Regelkreis

Info

Publication number: DE2622223C3
Application number: DE19762622223
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter 4100 Duisburg Mosch
Original assignee: Ludwig Krohne GmbH and Co KG
Current assignee: Ludwig Krohne GmbH and Co KG
Priority date: 1976-05-19
Filing date: 1976-05-19
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DE2622223A1; DE2622223B2

Description

hierbei auf die Compton-Flanke eingestellt, während der andere Integraldiskriminator 4 als Vergleichsschwelle dient Die beiden Schwellenspannungen sind durch Widerstände R₁ und /?2 festgelegt und stehen somit in einem festen Verhältnis zueinander.

Am Ausgang der Integraldiskriminatoren 4 und 5 stehen jeweils unterschiedliche Impulsraten /i und /izur Verfügung, die von der Intensität der Strahlung, der Impulsamplitude und den beiden Schwellenspannungen abhängig sind. Diese Impulsraten werden einem von einer Verhältnisschaltung 6 gebildeten Schaltungselement zugeführt, das aus dem Verhältnis der beiden Impulsraien eine geschaltete Spannung erzeugt, deren Tastverhältnis dem Verhältnis der beiden impulsraten entspricht.

Über einen Widerstand Ri wird diese Spannung einem weiteren, durch eine Vergleichsschaltung 7 gebildeten Schaltungselement zugeführt, das die Aufgabe hat. aus der geschalteten Eingangsspannung den arithmetischen Mittelwert zu bilden und. diesen gleichzeitig mit dem von einem Sollwertgeber 8 vorgegebenen Sollwert zu vergleichen. Die sich hieraus ergebende Stellgröße wird einem Hochspannungsteil 9 zugeführt, das seinerseits die Detektorbetriebsspannung und dadurch die Impulsamplitude in der Weise regelt, daß das Verhältnis der Impulsraten l\ und h konstant gehalten wird.

Dadurch wird auf einfache Weise verhindert, daß die Compton-Strahlung durch die eingangs erwähnten Störeinflüsse die durch den Integraldiskriminator 5 vorgegebene Schwelle überschreitet und zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen kann. Der MeBimpulsausgang ist mit 10 bezeichnet.

In dem Impulshöhendiagramm gemäß F i g. 2 ist das am Sondenausgang anstehende Impulsspektrum in der Weise dargestellt, daß die zeitlich nacheinander eintreffenden Impulse auf den gleichen Ausgangspunkt zurückgeführt worden sind. Während die von der Compton-Strahlung herrührenden Impulse mit ihren Amplituden aufgrund ihrer niedrigeren Energie unterhalb der Schwelle Sj bleiben, sind die Amplituden der Hauptenergielinie, die beispielsweise von einer Cs-137-Strahlungsquelle erzeugt werden, so eingestellt, daß ein Teil der Impulse /1 amplitudenmä&if die Vergleichsschwelle Si übersteigt Durch die Erfassung des Verhältnisses der beiden Impulsraten /, und h und der daraus abgeleiteten Stellgröße durch Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert ist es möglich, die Anzahl der Impulse, deren Amplitude die Schwelle S2 übersteigen, konstant zu halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zur automatischen Driftstabilisierung einer Einrichtung zur Intensitätsmessung von Kernstrahlung mit einem Strahlungsdetektor und einem mit zwei Integraldiskriminatoren unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeit bezüglich der vom Strahlungsdetektor abgegebenen Impulse versehenen Regelkreis zur Einregelung der Impulsamplitude des Strahlungsdetektors zwischen zwei Schwellenwerten, wobei die Ausgänge der beiden Integraldiskriminatoren an ein erstes Schaltungselement angeschlossen sind, das eine von dem Verhältnis der beiden von den Integraldiskriminatoren gelieferten Impulsraten abhängige Ausgangsgröße liefert und dessen Ausgang an ein weiteres Schaltungselement angeschlossen ist, welches aus dieser Ausgangsgröße eine Stellgröße für die Betriebsspannung des Strahlungsdetektors erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltungselement eine Verhältnisschaltung (6) ist, die das Verhältnis der von den Integraldiskriminatoren (4,5) gelieferten Impulsraten als Ausgangsgröße Hefen, und daß das weitere Schaltungselement eine Vergleichsschaltung (7) ist, die die Ausgangsgröße der Verhältnisschaltung (6) mit einem Sollwert vergleicht und bei einer Abweichung vom Sollwert die Stellgröße liefert.

Die Erfindung betrifft eine Schalt! igsanordnung zur automatischen Driftstabilisierung einer Einrichtung zur Intensitätsmessung von Kernstrahlung mit einem Strahlungsdetektor und einem mit zwei Integraldiskriminatoren unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeit bezüglich der vom Strahlungsdetektor abgegebenen Impulse versehenen Regelkreis zur Einregelung der Impulsamplitude des Strahlungsdetektors zwischen zwei Schwellenwerten, wobei die Ausgänge der beiden Integraldiskriminatoren an ein erstes Schaltungselement angeschlossen sind, das eine von dem Verhältnis der beiden von den Integraldiskriminatoren gelieferten Impulsraten abhängige Ausgangsgröße liefert und dessen Ausgang an ein weiteres Schaltungselement angeschlossen ist, welches aus dieser Ausgangsgröße eine Stellgröße für die Betriebsspannung des Strahlungsdetektors erzeugt.

Die Intensitätsmessung von Kernstrahlung mit Strahlungsdetektoren wird u. a. zur Bestimmung der Änderung physikalischer Größen wie z. B. der Dicke oder Dichte eines Mediums verwendet, wobei die Absorption der Kernstrahlung als Maß für die zu messende Größe dient. Die Absorption der Kernstrahlung läßt sich wiederum durch die Änderung der Inipulsratc, d. h. der Anzahl der in einer Zeiteinheit vom Detektor abgegebenen Impulse, bestimmen. Diese Imjnilsfiilü ist jedoch nicht nur abhängig von tier Energie der Kernstrahlung und der Absorption des Mediums, sondern wird noch beeinflußt von der energiearmen Compion-Sirahlung und der energiereichen Höhenstrahlung. Um den Einfluß der Compton-Strahlung zu unterdrücken, werden die vom Detektor erfaßten Impulse nach entsprechender Verstärkung einem Diskriminator zugeführt, der nur diejenigen Impulse berücksichtigt, die ampliUidcnmäOig eine vorgegebene Schwelle überschreiten.

Nun können aber bei fest eingestellter Detektor-Betriebsspannung Störungen durch Temperatur- und Spannungseinflüsse auftreten, welche aufgrund der hohen Verstärkung des Detektors zu Änderungen der Impulsamplilude führen können. Dadurch ändert sich dann die Zahl der Impulse, die die Schwelle überschreiten und damit die gemessene Impulsrate, ohne d, ß sich die physikalische Eigenschaft des Meßmediums geändert haben muß.

ίο Rjr eine entsprechende Driftstabilisierung ist aus »Instruments and Experimental Techniques«, Vol. 17, S. 1629—1632, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Impulse zwei Integraldiskriminatoren gleicher Ansprechspannung zugeführt werden, wobei die Signale der unteren Schwelle durch Verstärkung auf das Niveau der oberen Schwellenspannung angehoben wird. Die Ausgänge der Diskriminatoren sind an einen Zähler angeschlossen, der durch Subtraktion der beiden Ausgangs-Impulsra ten deren Differenz und damit ein von deren Verhältnis abhängiges Signal liefert Das im Falle einer Nullabweichung vom Zähler gelieferte Signal wird mittels eines Schaltungselements in eine Stellgröße für die Detektor-Betriebsspannung umgewandelt Bei dieser Schaltungs- anordnung ist jedoch, die Regelabweichung und der daraus gewonnene analoge arithmetische Mittelwert von dem Absolutwert der durch Differenzbildung gelieferten Impulsrate abhängig ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Regelabweichung von der Detektorimpulsrate unabhängig ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste Schaltungselement eine Verhältnisschal tung ist, die das Verhältnis der von den Integraldiskrimi natoren gelieferten Impulsraten als Ausgangsgröße liefert, und daß das weitere Schaltungselement eine Vergleichsschaltung ist, die die Ausgangsgröße der Verhältnisschaltung mit einem Sollwert vergleicht und bei einer Abweichung vom Sollwert die Stellgröße liefert.

Eine solche Ausbildung der Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß die Regelabweichung durch das unmittelbare Verhältnis der Impulsraten beider Inte graldiskriminatoren erfaßt wird, wobei der aus diesem Verhältnis gewonnene arithmetische Mittelwert unabhängig von der Impulsrate ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die untere Meßschwelle auf die Compton-Flanke jedes beliebigen Strahlers eingestellt werden kann.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt

Fig. I eine Schaltungsanordnung mit einer Strah-

lungsquelle und einem Meßmedium,

Fig. 2 ein Impulshöhendiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der in F i g. I gezeigten Schallungsanordnung. Bei der in Fig. I gezeigten .Sctuillungsanordnimg

w) durchdringt die von einer Strahlungsquelle I gelieferte MetJstrahlung ein vom Meßmcdiiim durchströintcs Rohr 2 und trifft auf einen hinter dem Rohr angeordneten Strahlungsdetektor .]. Von diesem wird das vom Mcßmsditim geschwächte Impulsspektrum —

^h'< nach entsprechender Impedanzwandlung — zwei Integraldiskriminatoren mit unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeit zugeführt. Der Integraldiskriminator 5 mit der niedrigeren Ansprechempfindlichkeit ist