DE2729256C2

DE2729256C2 - Strahlungsmeßanordnung mit einer Strahlungsdetektoranordnung für eine ionisierende Strahlung und mit einer Überwachungsanordnung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Strahlungsdetektoranordnung

Info

Publication number: DE2729256C2
Application number: DE19772729256
Authority: DE
Inventors: Hans-Dietrich 5990 Altena Girle
Original assignee: Graetz GmbH and Co OHG
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1983-09-01
Also published as: DE2729256A1; CH636707A5; FR2396315B1; FR2396315A1

Description

a) einen rückstellbaren Impulszähler, der von der Strahlungsdetektoranordnung erzeugte Impulse zählt und bei einer bestimmten Anzahl gezählter Impulse ein Ausgangssignal erzeugt, das dem einen Eingang einer Und-Schaltung zugeführt wird und diese öffnet,

b) eine dem Ausgang der Und-Schaltung nachgeschaltete Alarmvorrichtung

c) und einen im Zweig des zweiten Eingangs der Und-Schaltung angeordneten Impulsgenerator aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

— daß der Impulszähler eine setz- und rückstellbare bistabile Kippschaltung (8) ist die im Setzzustand das die nachgeschaltete Und-Schaltung (10) öffnende Ausgangssignal erzeufi,

— daß der Rückstelleingang (R) der bistabilen Kippschaltung an den Ausgang (15) der zu überwachenden Strablungsdetektoranordnung (1) angeschlossen ist,

— daß der Impulsgenerator ein selbstschwingender Impulsgenerator (7; 27) ist, dessen an den zweiten Eingang (12) der Und-Schaltung (10) angeschlossener Ausgang außerdem über eine Zeitverzögerungsschaltung (9; 44) an den Setzeingang (S) der bistabilen Kippschaltung angeschlossen ist und dessen Impulsfrequenz (1/To) um ein Vielfaches kleiner ist als die mittlere Frequenz (MXo) der Nulleffektimpulse der Strahlungsdetektoranordnung,

— und daß die Zeitverzögerung (t_r) der Zeitverzögerungsschaltung (9; 44) wenigstens so groß ist wie die Impulsdauer (ti) der Impulse 23 am so zweiten Eingang (12) der Und-Schaltung (10).

2. Strahllingsmeßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalweg zwischen dem Ausgang des Impulsgenerators (7) und dem zweiten Eingang (12) der Und-Schaltung (10) eine Impulsformerschaltung (16) angeordnet ist, die Impulse (23) mit einer gegenüber der Periodendauer (Tc) der Impulsschwingung des Impulsgenerators kleinen Impulsdauer erzeugt.

3. Strahlungsmeßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungsschaltung (9) ein Differenzierglied (30) enthält, das aus der Abfallflanke (36) eines Impulses einen Nadelimpuls (37) erzeugt.

4. Strahlungsmeßanordnung

— mit einer Strahlungsdetektoranordnung, die unter dem Einfluß einer ionisierenden Strahlung Impulse mit einer von der Dosisleistung dieser Strahlung abhängigen Impulsrate erzeugt,

— und mit einer Überwachungsanordnung, die zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Strahlungsdetektoranordnung

a) einen Impulsgenerator,

b) einen an den Ausgang dieses Impulsgenerators angeschlossenen, bei einer vorbestimmten Anzahl gezahlter Impulse an seinem Ausgang ein Ausgangssignal erzeugenden, rückstellbaren Impulszähler und

c) eine dem Impulszähler nachgeschaltete Alarmvorrichtung enthält,

dadurch gekennzeichnet,

— daß der Impulsgenerator ein selbstschwingender Impulsgenerator (56) ist,

— daß ein Rückstelleingang (61) des Impulszählers (58) mit dem Ausgang (15) der Strahlungsdetektoranordnung (1) verbunden ist

— und daß das Produkt aus der Periodendauer (Tg) der Impulsschwingung (59) des Impulsgenerators und aus der in den Zähler eingezählten Impulszahl (Zo), bei der der Zähler ein Ausgangssignal (66) erzeugt, um ein Vielfaches größer ist als der mittlere Impulsabstand (to) zweier benachbarter Zählimpulse (22) des Nulleffekts der Strahlungsdetektoranordnung (I)-

5. Strahlungsmeßanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalweg zwi sehen dem Ausgang des Impulsgenerators (56) und dem Zähleingang (60) des elektronischen Zählers (58) eine Impulsformerschaltung (57) angeordnet ist, die Impulse (59) mit einer gegenüber der Periodendauer (Tc) der Impulsschwingung des Impulsgenerators kleinen Impulsdauer einengt.

6. Strahlungsmeßanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsformerschaltung (16,57) ein Differenzierglied ist, das aus der Anstiegsflanke eines Impulses einen Nadelimpuls erzeugt.

7. Strahlungsmeßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator eine astabile Kippschaltung (56) ist.

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsmeßanordnung einer im Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einer im Oberbegriff des Anspruches 4 angegebenen Art mit einer Strahlungsdetektoranordnung für eine ionisierende Strahlung und mit einer Überwachungsanordnung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Strah^fio lungsdetektoranordnung.

Strahlungsmeßanordnungen der eingangs angegebenen Art, die mit einer Überwachungsanordnung auf ihre regelrechte Funktionsfähigkeit überwacht werden sollen, enthalten wenigstens einen Strahlungsdetektor, der unter der Einwirkung einer ionisierenden Strahlung eine Rate elektrischer Strom- oder Spannungsimpulse erzeugt. Außerdem ist in der Strahlungsdetektoranordnung eine Spannungsversorgungseinrichtung enthalten,

die die zum Betrieb der Strahlungsdetektoren geforderte Betriebsspannung erzeugt Als Strahlungsdetektoren kommen beispielsweise Geiger-Müller-Zählrohre, Szintillationszähler oder auch Halbleiterzähler in Frage.

Derartige Strahlungsmeßanordnungen sind insbesondere Strahlungsmeß- und Warngeräte und Strahlungsüberwachungsanlagen zur Messung oder Überwachung ionisierender bzw. radioaktiver Strahlungsquellen und von deren Strahlungsfeldern und zur Messung der Strahlungsdosis, die in derartigen Strahlungsfeldern befindliche Personen aufnehmen. Da der Mensch radioaktive Strahlungen sinnlich nicht wahrnehmen kann und auf die Aussage der zu deren Messung vorgesehenen Meß- und Warngeräte angewiesen ist, ist die Überwachung der Funktionsfähigkeit dieser Meß- und Warngeräte besonders wichtig.

Es ist bekannt, Strahlungsmeß- und Warngeräte dadurch auf ihre Betriebsfähigkeit zu überprüfen, daß ihijen ein radioaktives Prüf- oder Eichpräparat vorgehalten wird, so daß sich ihr Strahlungsdetektor im radioaktiven Strahlungsfeld dieses Prüfstrahlers befindet Die Handhabung und Anwendung eines derartigen Prüfstrahlers erfordert jedoch eine erhebliche Sachkenntnis der das Gerät überprüfenden Person und ist für die Verwendung am Einsatzort dieser Geräte im allgemeinen ungeeignet

Es ist aus beispielsweise der DE-AS 1180 465 bekannt innerhalb eines Strahlungsmeß- oder Warngerätes zur Durchführung einer Funktionsüberwachung ein Prüfpräparat vorzusehen, das mittels einer mechanischen oder magnetischen Vorrichtung aus einer Abschirmung herausgeschwenkt und vor den Strahlungsdetektor gebracht wird. Damit wird zwar die gesamte Einrichtung des Gerätes einschließlich des Strahlungsdetektors auf eine regelrechte Funktionsfähigkeit geprüft Die Schwenk- oder Verschiebeeinrichtung und die Abschirmung für das Prüfpräparat stellen jedoch in einem Strahlungsmeß- oder Warngerät einen hohen technischen Aufwand dar und nehmen verhältnismäßig viel Raum in Anspruch. Außerdem enthält ein derartiges Gerät dauernd eine zusätzliche Strahlungsquelle, die die das Gerät benutzende Person zusätzlich belasten kann und die Messung kleiner Strahlungsfelder zumindest erschwert. Insbesondere für kleine tragbare Taschengeräte ist eine derartige bekannte Prüfvorrichtung ungeeignet und wird vielfach behördlich nicht zugelassen.

Aus diesen Gründen wird in einem aus der DE-OS 19 37 966 bekannten Strahlungsmeß- und -warngerät die Verwendung eines Prüfstrahlers vermieden. In der Prüfeinstellung di^es bekannten Gerätes gelangen anstelle der Zählimpulse aus der Strahlungsdetektoranordni'ng geeignete Spannungsimpulse des Spannungswandlers der Spannungsversorgungseinrichtung an den Eingang der Meßschaltung des Gerätes. Dadurch kann zwar bei diesem bekannten Gerät die Meßschaltung in allen Bereichen geprüft werden. Jedoch wird bei dieser Prüfung das Betriebsverhalten des Strahlungsdetektors und der Betriebsstromkreis, in dem der Strahlungsdetektor liegt, nicht erfaßt.

Eine aus der DE-OS 25 26 294 bekannte Strahlungsmeßanordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 sowie der im Oberbegriff des Anspruchs 4 angegebenen Art weist neben einem als Strahlenmonitor bezeichneten Strahlungsdosismeßgerät einen Kontrollmonitur zur Überwachung der regelrechten Funktion des Strahlungsdosismeßgerätes auf. Der Kontrollmoniior enthält zwei dem Strahlungsdosismeßgerät entsprechende Meßzweige, die je einen Untersetzter für die Impulsrate des Strahlungsdetektors, einen als digitalen Speicher ausgebildeten Impulszähler und eine den Speicherinhalt des Impulszählers mit einem voreingestellten Wert vergleichende Vergleicheranordnung enthalten. Der Eingang des Kontrollmonitors ist entweder an den Ausgang des Detektors des Strahlungsdosismeßgerätes zur Messung einer Röntgenstrahlung angeschlossen oder an den Ausgang eines vom

ίο Strahlungsdosismeßgerät getrennten und von diesem unabhängigen Strahlungsdetektor. Der Speicherwert des ersten Zweiges ist auf einen etwas höheren Wert der Strahlungsdosis eingestellt, bei der das Strahlungsdosismeßgerät einen Schaltimpuls erzeugen soll, der die auf den Strahlungsdetektor einwirkende Strahlung unterbricht. Erreicht das Strahlungsdosismeßgerät den an ihm eingestellten Dosiswert nicht vor dem am ersten Meßzweig des Kontrollmonitors eingestellten Dosiswert, so erzeugt dieser Meßzweig ein Schaltsignal, das unter anderem ein Warnsignal für eine diesem Meßzweig nachgeschaltete Alarmvorrichtung auslöst Der zweite Meßzweig des kontrollmonitors ist auf einen etwas kleineren Wert Jer Strahlungsdosis eingestellt bei der das Strahlungsdosismeßgerät einen Schaltimpuls erzeugen soll, der die Unterbrechung der auf dessen Strahlungsdetektor einwirkende Strahlung a'-jlöst Der Ausgang dieses Meßzweiges ist an den Eingang einer Und-Schaltung geschaltet und schaltet diese Und-Schaltung so lange durchlässig, bis die in diesem Zweig gezählte Strahlungsdosis den an diesem Zweig eingestellten Dosiswert erreicht Danach kann ein an den zweiten Eingang der Und-Schaltung gelangender Ausschaltbefehl nicht mehr an eine der Und-Schaltung nachgeschaltete Blockierschaltung ge-

J5 langen.

Diese bekannte Anordnung hat zwar gegenüber der Anordnung nach der DE-AS 11 80465 den Vorteil, daß sie ohne Zuhilfenahme eines Prüfstrahlers die Funktionsfähigkeit eines Strahlungsmeßgerätes mit rein

■to schaltungstechnischen Mitteln selbständig und dauernd überwacht Zur Einbeziehung der Überwachung des Strahlungsdetektors des Strahlungsdosismeßgerätes ist es jedoch erforderlich, für den Kontrollmonitor einen eigenen Strahlungsdetektor vorzusehen, in diesem Fall

■»5 muß allerdings sichergestellt sein, daß entweder beide Strahlungsdetektoren immer dem gleichen Ort des Strahlungsfeldes ausgesetzt sind oder daß das Verhältnis der Strahlungsdosisleistung der auf die beiden Strahlungsdetektoren einwirkenden Strahlungsfelder

"Ό immer das gleiche ist, wenn auch ungeübte Personen mit deratigen Meßgeräten arbeiten sollen oder wenn keine langwierigen Einstellarbeiten vor einer Messung mit derartigen Geräten vorgenommen werden sollen. Außerdem wird im Fehlerfall das Überwachungssignal erst nach Ablauf einer Messung erzeugt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Strahlungsmeßanordnung einer im Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einer im Oberbegriff des Anspruches 4 angegebenen Art die Überwachungsanordnung so auszubilden, daß sie ohne die Verwendung eines zusätzlichen Strahlungsdetektors für die Überwachungsanordnung und ohne die Verwendung eines radioaktiven Prüfstrahlers die regelrechte Funktionsfähigkeit der Strahlungsdetektoranordnung der Meßan-Ordnung überwacht.

Die Erfindung geh! von der Erkenntnis aus, daß Zählimpulse erzeugende Strahlungsdetektoren im Betriebszustand eine Nullstrahlung registrieren und in

einer Zählrate sehr kleiner Frequenz anzeigen. Diese an sich unerwünschte aber stets vorhandene Nullstrahlung wird zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ausgenutzt. Die zur Lösung dieser Aufgabe für eine Strahlungsmeßanordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art nach der Erfindung erforderlichen schaltungstechnischen Maßnahmen sind im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 für eine Strahlungsmeßanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 4 angegeben.

Gegenüber den bekannten Anordnungen weist eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung unter anderem die Vorteile auf, daß die Überwachungsanordnung sofort nach der Inbetriebnahme der Meßanordnung ohne Einwirkung eines ionisierenden Strahlungsfeldes die Funktionsfähigkeit der Detektoranordnung überprüft und im Fehlerfall nahezu unmittelbar nach der Inbetriebnahme ein Fehlersignal abgibt. Die Überwachung erfolgt außerdem unabhängig von d?r Betriebseinstellung der Meßanordnung. Die Betriebsfähigkeitsüberwachung in einer Meßanordnung nach der Erfindung ist somit vollkommen unabhängig von der Unzulänglichkeit der Bedienungsperson. Damit ist die die Strahlungsmeßanordnung benutzende Person im Fehlerfall schon vor dem Meßeinsatz über das Betriebsverhalten der Meßanordnung informiert und braucht zur Prüfung der Betriebsfähigkeit der Detektoranordnung vor oder während des Meßbetriebes überhaupt keine Einsteilhandlungen vorzunehmen. Schließlich kann eine solche Überwachungsanordnung — falls erforderlich — nachträglich ohne Eingriff in die bestehende Schaltung eines Strahlungsmeß- oder -warngerätes in dieses Gerät eingebaut werden, indem sie zusätzlich an die bestehende Schaltung des Gerätes angeschlossen wird.

Die weitere Lösung der Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 4 weist zusätzlich zu den bereits erwähnten vorteilhaften Eigenschaften insbesondere noch die Vorteile auf, daß ein besonders einfach ausgebildeter Impulsgenerator mit einer verhältnismäßig hohen Kippfrequenz verwendet werden kann, die mittels des elektronischen Zählers auf die verlangte niedere Impulsfrequenz untersetzt wird, und daß durch das größere Zählvolumen des Zählers eine größere Sicherheit gegen einen Fehlalarm der Anordnung bei besonders großem Abstand zweier benachbarter Impulse der Nullrate besteht

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung nach dem Anspruch 1 sind den Unteransprüchen 2 und 3 der Erfindung nach dem Anspruch 4 den Unteransprüchen 5 bis 7 zu entnehmen.

Die Impulsformer in den Signalwegen mit verhältnismäßig langzeitigen Impulsen, die Impulse mit einer gegenüber der Periodendauer der Impulsfrequenz des Impulsgenerators kleinen Impulsdauer erzeugen, gestalten das Impulsverhalten der Überwachungsanordnung zuverlässiger.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert In der zugehörigen Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Strahlungsmeßgerät mit einem Ausführungsbeispiel einer Überwachungsanordnung für dessen Strahlungsdetektoranordnung,

F i g. 2 ein Impulsdiagramm zu dem in F i g. 1 dargestellten Strahlungsmeßgerät

Fig.3 ein Strahlungsmeßgerät mit einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Überwachungsanordnung zur Überwachung der Strahlungsdetektoranordnung,

Fig.4 ein Impulsdiagramm zu dem in Fig.3 dargestellten Strahlungsmeßgerät,

Fig. 5 ein Strahlungswarngerät mit einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Überwachungsanordnung der Strahlungsdetektoranordnung des Gerätes,

Fig.6 ein Impulsdiagramm zu dem in Fig.5 dargestellten Strahlungswarngerät,

F i g. 7 ein Strahlungsmeßgerät mit einem weiteren

Ausführungsbeispiel einer Überwachungsanordnung zur Überwachung- der Strahlungsdetektoranordnung des Gerätes,

F i g. 8 ein Impulsdiagramm zu dem in F i g. 7 dargestellten Strahlungsmeßgerät.

Einander entsprechende Schaltungs- und Vorrichtungsteile der in den Fig. 1, 3, 5 und 7 in einem Blockschaltbild schematisch dargestellten Strahlungsmeß- und Warngeräte sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Das gleiche gilt für einander entsprechende Impulse und Impulsreihen in den Impulsdiagrammen der F i g. 2, 4.6 und 8.

Fig. I zeigt in einer schematischen Blockdarstellung ein Strahlungsmeßgerät mit einer Strahlungsdetektoran-

Ordnung 1, einer Meßschaltung 2 und einer Überwachungsanordnung 3 zur Funktionsüberwachung der Strahlungsdetektoranordnung. Die Strahlungsdetektoranordnung enthält einen Strahlungsdetektor 4 mit einer? Arbeitswiderstand 5 und eine Spannungsversorgungseinrichtung 6, die den Strahlungsdetektor, z. B. ein CM-Zählrohr, mit der erforderlichen Betriebsspannung versorgt. Die Überwachungsanordnung 3 umfaßt einen ' Impulsgenerator 7, eine s-.tzt- und rückstellbare bistabile Kippschaltung 8 mit einem Setzeingang S.

einem Rückstelleingang R und einem Signalausgang Q, eine Zeitverzögerungsschaltung 9 sowie eine als Torschaltung ausgebildete Und-Schaltung 10 mit zwei Signaleingängen 11 und 12. An den Ausgang 13 der Und-Schaltung 10 ist eine Alarmvorrichtung 14 angeschlossen.

Der Rückstelleingang R der bistabilen Kippschaltung 8, beispielsweise einem RS-FIip-Flop, ist an den Ausgang 15 der Strahlungsdetektoranordnung 1 angeschlossen, während der Setzeingang der bistabilen Kippschaltung 8 über die Zeitverzögerungsschaltung 9 mit dem Ausgang des Impulsgenerators 7 verbunden ist. Der Ausgang Q der bistabilen Kippschaltung 8, an dem die bistabile Kippschaltung in ihrem gesetztem Zustand ein Signa! erzeugt, und der Ausgang des Impulsgenerators sind an je einen Eingang 11 und 12 der Und-Schaltung 10 angeschlossen. Vor dem Ausgang des Impulsgenerators 7 ist im dargestellten Ausfüh: jngsbeispiel eine Impulsformerschaltung 16 angeordnet, die die relativ langen Impulse der Schwingung des Impulsgenerators in Impulse mit einer gegenüber der Periodendauer Tc dieser Schwingung kleinen Impulsdauer f/ umwandelt

Der Funktionsablauf der Überwachungsanordnung des in F i g. 1 dargestellten Strahlungsmeßgerätes wird anhand der Diagramme 17 bis 21 in F i g. 2 veranschaulicht Diagramm 17 zeigt die Zählimpulse 22, die am Ausgang 15 der Strahlungsdetektoranordnung 1 auftreten und die in dem an die Betriebsspannung angeschlossenen Strahlungsdetektor 4 durch den Nulleffekt auch außerhalb eines radioaktiven Feldes erzeugt werden. Diagramm 18 stellt die Impulse 23 am Ausgang des dem Impulsgenerators 7 nachgeschaiteten Impulsformers 16 dar. Diese geformten Impulse 23 des

Impulsgenerators gelangen an den einen Eingang 12 der Und-Schaltung 10 und an den Eingang der Zeitverzögerungsschaltung 9. Letztere hat eine Verzögerungszeit tv, die wenigstens so groß ist wie die linpulszeit // der geformten Impulse 23 des Impulsgenerators. Mithin entsteht der von einem geformten Generatorimpuls 23 in der Zeitverzögerungsschaltung ausgelöste Impuls 24 (Diagramm 19) erst nach dem Abklingen des geformten Gency.torimpulses 23. Die bistabile Kippschaltung 8 kippt somit erst nach dem Abklingen des geformten Generatorimpulses 23 an deren Setzeingang 5 in die Setzstellung, in der die bistabile Kippschalung an ihrem Ausgang Q ein Signal 26 (Diagramm 20) erzeugt, wie dies für die Zeitabschnitte ie und f_oder Diagramme 17 bis 21 dargestellt ist. Der nächstfolgende Zählimpuls 22 (im Zeitabschnitt ic) gelangt außer an die Meßschaltung 2 auch an den Rückstelleingang R der bistabilen Kippschaltung 8 und stellt diese in den rückgestellten Zustand. Die Impulsfrequenz der Schwingung des impulsgcncraiors ist se eingestellt, daß die impulspause tp zwischen zwei benachbarten Impulsen 23 der geformten Schwingung des Impulsgenerators um ein Vielfaches größer ist als der mittlere Abstand to zweier benachbarter Zählimpulse 22 des Nulleffektes.

Tritt im gesetzten Zustand der bistabilen Kippschaltung kein Zählimpuls 22 vor einem geformten Impuls 23 des Impulsgenerators 7 auf (Zeitabschnitt Ib). beispielsweise weil der Strahlungsdetektor 4 oder der Arbeitswiderstand 5 des Strahlungsdetektors defekt geworden ist oder die Betriebsspannung für den Strahlungsdetektor ausgefallen ist, dann liegt während eines Impulses 23 der geformten Schwingung des Impulsgenerator an beiden Eingängen 11 und 12 der Und-Schaltung ein Signal, so daß während der Dauer des geformten Generatorimpulses 23 am Ausgang 13 der Und-Schaltung 10 ein Warnsignal 25 entsteht (Diagramm 21), das in der Alarmvorrichtung 14 einen Alarm auslöst.

Wie aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel ohne weiteres ersichtlich ist, liegt die Überwachungsanordnung 3 dauernd parallel zum Meßzweig 2 des Strahlungsmeßgerätes und überwacht den Ausgang 15 der Strahlungsdetektoranordnung 1 andauernd, sobald die Stromversorgung des Strahlungsmeßgerätes eingeschaltet ist.

Bei dem in Fig.3 schematisch in einem Blockschaltbild dargestellten Strahlungsmeßgerät ist in der Überwachungsanordnung 3 zur Funktionsüberwachung der Strahlungsdetektoranordnung 1 des Gerätes der Impulsgenerator einschließlich des Impulsformers als Zeitgeberanordnung 27 ausgebildet, die andauernd, jeweils nach Ablauf einer eingestellten Zeit, einen Zeitimpuls 28 erzeugt. Außerdem ist die Zeitverzögerungsschaltung 9 aus einem Inverter 29 und einem Differenzierglied 30 gebildet, das an der Anstiegsflanke eines Impulses einen Nadelimpuls erzeugt. Diese Zeitverzögerungsschaltung 9 kann auch als ein Differenzierglied angesehen werden, das an der Rückflanke (abfallenden Flanke) eines Impulses einen Nadelimpuls erzeugt

Die Funktionsweise der Überwachungsanordnung des in Fig.3 dargestellten Strahlungsmeßgerätes ist anhand der Diagramme 31 bis 35 in F i g. 4 erkennbar. Sie entspricht etwa der des in F i g. 1 dargestellten Gerätes. An der Rückflanke 36 der Zeitgeberimpulse 28 (Diagramm 32) werden in der Zeitverzögeningsschaltung 9 durch das Differenzierglied 30 Nadelimpulse erzeugt, die als Setzimpulse 37 (Diagramm 33) am Setzeingang S die bistabile Kippschaltung 8 in die Setzstellung kippen, in der die bistabile Kippschaltung ein Signal 26 an ihrem Ausgang Q erzeugt (Diagramm 34). Der nächstfolgende Zählimpuls 22 der Strahlungsdetektoranordnung 1, der zum Rückstelleingang R der bistabilen Kippschaltung gelangt, kippt diese wieder in den Rückstellzustand (siehe Zeitabschnitt te)- Bleibt dieser Zählimpuls 22 infolge eines Fehlers in der Strahlungsdetektoranordnung aus, bleibt die bistabile Kippschaltung in der Setzeinstellung und der nächstfolgende Zeitgeberimpuls 28 kann die durch das Ausgangssignal 26 geöffnete Und-Schaltung 10 passieren (Zeitabschnitt Ie) und als Warnsignal 25 (Diagramm 35) in der Alarmvorrichtung 14' einen Alarm auslösen. Dieser Alarm wird dem Benutzer des Gerätes beispielsweise über einen Lautsprecher 38 akustisch und über eine Leuchtdiode 39 optisch angezeigt. Die Leuchtdiode kennzeichnet in diesem Fall den Alarm als Anzeige, daß die Strahlungsdetektoranordnung nicht funktioniert und deshalb des Gerät unbrauchbar ist.

IH I- I g. J IM III CIIICIII UIUCIVdCIICIIIiI CHI Ot! aill

warngerät mit einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Überwachungsanordnung 3 zur Funktionsüberwachung der Strahlungsdetektoranordnung 1 des Gerätes dargestellt. Das Strahlungswarngerät enthält eine

Meßschaltungsanordnung 2', die beim Überschreiten eines eingestellten maximalen Meßwertes ein Warnsignal an eine Warnanordnung 40 mit einem Lautsprecher 41 leitet. Die Überwachungsanordnung 3 enthält wie im in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel die setz- und rücksetzbare bistabile Kippschaltung 8, die Und-Schaltung 10 und eine Zeitgeberanordnung 27. An den Ausgang der Zeitgeberanordnung ist in dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Takteingang 42 einer taktgesteuerten bistabilen Kippschaltung

J5 43 angeschlossen, die einen Ausgang Q1 und einen dazu invertierenden Ausgang ^T aufweist. Letzterer ist über ein Differenzierglied 44, das bei einer eingangsseitigen ansteigenden Impulsflanke einen Nadelimpuls 45 erzeugt, an den Setzeingang 5 der setzbaren bistabilen Kippschaltung 8 angeschlossen und bildet zusammen mit dem Differenzierglied 44 die Zeitverzögerungsschaltung im Signalweg zum Setzeingang S der bistabilen Kippschaltung nach.
Die Wirkungsweise der in Fig.5 dargestellten

« Überwachungsanordnung wird anhand der Diagramme 46 bis 51 der Fi g. 6 erläutert. Mit jedem Zeitgeberimpuls aus der Zeitgeberanordnung 27 wechselt der Signalzustand der Ausgänge Qi und Qi der taktgesteuerten bistabilen Kippschaltung 43 (Zeitabschnitte Ia,

so icbis ff). In den Diagrammen 47 und 48 sind die Signale 52 und 53 an den Ausgängen Q1 (Signal 52) und Q1 (Signal 53) schematisch dargestellt Bei jeder Anstiegsflanke 54 des Signals 53 am inversen Ausgang Q1 der bistabilen Kippschaltung 43 erzeugt das Differenzierglied 44 einen Nadelimpuls 45 (Diagramm 49), der am Setzeingang 5 die bistabile Kippschaltung 8 in den Setzzustand kippt, indem die bistabile Kippschaltung 8 ein Ausgangssignal 26 (Diagramm 50 und Zeitabschnitte U und to) als Torsignal für die Und-Schaltung 10 erzeugt Ein rechtzeitiger Zählimpuls 22 (Diagramm 46) kippt am Rückstelleingang R der bistabilen Kippschaltung 8 diese in den Rückstellzustand zurück, z. B. im Zeitabschnitt ta, so daß beim nachfolgenden Signalwechsel an den Ausgängen Q1 und Q1 der taktgesteuerten bistabilen Kippschaltung 43 im Zeitabschnitt te das am Signalausgang Qi auftretende Signal 52 die Und-Schaltung 10 nicht passieren kann. Erfolgt kein Zurückkippen der setzbaren bistabilen Kippschaltung 8

in die Rückstelleinrichtung, weil beispielsweise wegen eines Fehlers in der Strahlungsdetektoranordnung 1 kein Zählimpuls 22 erzeugt wird, wird das Signal 52 des Ausgangs Q1 der taktgesteuerten bistabilen Kippschaltung 43 durch die am Eingang 11 durchlässig gesteuerte Und-Schaltung 10 hindurchgelassen und tritt am Ausgang 13 dei Und-Schaltung als Warnsignal 25 (Diagramm 51) auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel leuchtet die Leuchtdiode 39 während der Dauer des Warnsignals 25. Außerdem löst das Warnsignal 25 über eine Oder-Schaltung 67, die den Ausgang der Meßschaltung 2 gegen den Ausgang 13 der Und-Schaltung 10 entkoppelt, die Warnanordnung 40 des Strahlungswarngerätes aus.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Strahlungsmeßgerätes zur Messung einer ionisierenden Strahlung, daß in Fig.7 in einem Blockschaltbild schematisch dargestellt ist und das aus einer Strahlungsdetektoranordnung 1, einer anzeigenden Meßschaltung 2 und einer überwachungsanordnung 55 zur Funktionsüberwachung der Strahlungsdetektoranordnung besteht, umfaßt eine Überwachungsanordnung 55 eine astabile Kippschaltung 56 als Impulsgenerator, eine Impulsformerschaltung 57 und einen rückstellbaren elektronischen Zähler 58. Die Impulse der Schwingung der astabilen Kippschaltung 56, beispielsweise eines Multivibrators, werden von der Impulsformerschaltung 57 in Impulse kleiner Impulsdauer umgeformt, beispielsweise in Nadelimpulse 59, die an den Zähleingang 60 des elektronischen Zählers 58 gelangen. Der Rückstelleingang 61 dieses Zählers ist an den Ausgang 15 der Strahlungsdetektoranordnung 1 angeschlossen.

Die Funktionsweise der Überwachungsanordnung des in F i g. 7 dargestellten Strahlungsmeßgerätes ist aus den Diagrammen 62 bis 65 der F i g. 8 zu ersehen. Der elektronische Zähler 58 zählt die an seinen Eingang 60 gelangenden Nadelimpuls 59 (Diagramm 63) der vom Impulsgenerator56 erzeugten Impulsschwingung. Dementsprechend wächst der Zählerstand Zdes Zählers, wie im Diagramm 64 dargestellt ist. Zählimpulse 22 (Diagramm 62), die von der Strahlungsdetektoranordnung 1 an diü Meßschaltung 2 geliefert werden, gelangen auch an den Rückstelleingang 61 des

elektronischen Zählers und stellen diesen in den Nullzustand, wie im Zeitabschnitt te gezeigt ist, unabhängig vom Zustand des Zähleingangs 60 des Zählers. Im dargestellten Beispiel erzeugt der verwendete elektronische Zähler 58 beim höchsten Zählerstand

ίο Zo, den der Zähler erreichen kann und der z. B. im Zeitabschnitt t_c erreicht wird, ein Überlaufsignal 66 an einem Ausgang 68, das im Diagramm 65 dargestellt ist, und stellt sich beim nächsten Eingangsimpuls 59 von selbst in die Nullstellung (z=0). Für die Überwachung der Strahlungsdetektoranordnung ist das Produkt aus der Periodendauer 7g der Schwingung des Impulsgenerators 56 und aus der Zahl Z₀ des (höchste") Zählerstandes, bei dem der Zähler ein Überlaufsignal 66 erzeugt, um ein Vielfaches größer eingestellt als der mittlere Abstand .'₀ zweier benachbarter Zählimnnlse der Strahlungsdetektoranordnung unter dem Einfluß des Nullstelleffekts:

to<T_c- Z₀

Dadurch kann als Impulsgenerator ein einfach ausgebildeter astabiler Multivibrator mit einer für die einfache Ausbildung geeigneten Schwingfrequenz verwendet werden und die Schwingfrequenz mit einem ebenfalls einfach ausgebildeten rückstellbaren elektronischen Zähler auf den erforderlichen Wert heruntergeteilt werden.

Fallen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Zählimpulse 22 wegen eines Fehlers in der Strahlungsdetektoranordnung 1 aus, was beispielsweise für den Zeitabschnitt t_c der Diagramme 62 bis 65 zutrifft, erreicht der Zähler mit Sicherheit den Zählerstand Z₀, bei dem er z. B. ein Überlaufsignal an seinem Ausgang 63 erzeugt, Dieses Überlaufsignal 66 wird als Warnsignal einer Alarmvorrichtung 14 zugeleitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:
1. Strahlungsmeßanordnung

— mit einer Strahlungsdetektoranordnung, die unter dem Einfluß einer ionisierenden Strahlung Impulse mit einer von der Dosisleistung dieser Strahlung abhängigen Impulsrate erzeugt,

— und mit einer Überwachungsanordnung, die zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Strahlungsdetektoranordnung