Дозиметр для вимірювання g-випромінювання

1. Дозиметр для вимірювання γвипромінювання, що включає іонізаційну камеру, вимірювальний блок, клавіатуру, дисплей та блок живлення, який відрізняється тим, що вимірювальний блок містить попередній підсилювач, вхід якого з'єднаний з виходом іонізаційної камери, причому попередній підсилювач розташований у термостаті, який оснащений термоелектричним охолоджуючим елементом та датчиком температури, та додатково містить блок датчиків, який включає датчики температури, вологості та тиску повітря, а також центральний процесор, входи якого з'єднані, відповідно, з виходами попередньо C2 2 (11) 1 3 ла постійної напруги підключений до входу кварцового генератору, вихід якого з'єднаний з другими входами підсилювача, регулятора рівня, та входом формувача часових міток відповідно, вихід якого підключений до другого входу лічильника імпульсів потужності дози. Недоліком цього приладу є низька чутливість, вузький діапазон вимірювань, необхідність у великій кількості елементів і відповідно складність виготовлення приладу, можливість застосування в якості детектору випромінювання датчик тільки певної конструкції із заданими характеристиками. Задачею винаходу є створення приладу вимірювання g-випромінювання з більш високими технічними характеристиками і для широкого діапазону рівнів g-випромінювання. Задача вирішується дозиметром для вимірювання g-випромінювання включає іонізаційну камеру, вимірювальний блок, клавіатуру та дисплей, вимірювальний блок містить попередній підсилювач, на вхід якого подається сигнал з іонізаційної камери, причому попередній підсилювач розташований у термостаті, який оснащено термоелектричним охолоджуючим елементом та датчиком температури, блок датчиків, який містить датчики температури, вологості та тиску повітря, центральний процесор, на входи якого подаються вихідний сигнал з попереднього підсилювача, сигнал датчику температури термостату та сигнали з блоку датчиків, блок живлення та інтерфейс RS-232. Крім того, центральний процесор містить аналого-цифровий перетворювач, на вхід якого подається вихідний сигнал попереднього підсилювача. Крім того, центральний процесор містить аналого-цифровий перетворювач, на входи якого подаються сигнали з блоку датчиків. Крім того, центральний процесор містить цифро-аналоговий перетворювач, з виходу якого подається струм на підсилювач постійного струму, з виходу якого струм подається на живлення термоелектричного охолоджуючого елементу. Крім того, блок живлення містить акумуляторну батарею, випрямляч, що перетворює мережеву напругу у напругу постійного струму з величиною напруги, на 7-10% вищої від величини вихідної напруги акумуляторної батареї, імпульсний перетворювач постійної напруги, що перетворює постійну напругу з виходів випрямляча або акумуляторної батареї у високу напругу та стандартні низькі напруги, які використовуються для живлення елементів електронних схем, стабілізатор високої напруги, з виходу якого висока напруга подається на живлення іонізаційної камери, два стабілізатори низьких напруг, з яких вихідні напруги подаються на живлення попереднього підсилювача та живлення центрального процесору. Технічний результат, який досягається винаходом: висока точність вимірювання gвипромінювання; широкий діапазон вимірювання дає можливість використовувати в якості детектора іонізаційних камер різної конструкції; наявність акумуляторної батареї у приладі дає можливість вимірювання g-випромінювання в любих умовах незалежно від наявності мережі 220В, підвищує надійність роботи приладу. 87242 4 Конкретний приклад виконання винаходу показано на Фіг.1. Дозиметр містить іонізаційну камеру (1), вихідний сигнал з якої подається на вхід попереднього підсилювача (2). Вихідний сигнал з попереднього підсилювача подається на вхід центрального процесору (3), безпосередньо на аналогово-цифровий перетворювач (4), який входить до складу центрального процесору. Після перетворення та обробки сигналу результати вимірювання gвипромінювання виводяться на дисплей (17). Попередній підсилювач розташований у термостаті (19), який оснащено датчиком температури (20) та термоелектричним охолоджуючим елементом (21). Термоелектричний охолоджуючий елемент працює при подачі струму живлення, який подається з виходу підсилювача постійного струму (23), на вхід якого надходить струм з цифроаналогового перетворювача (22), що входить до складу центрального процесору. Сигнал з датчика температури поступає на вхід до центрального процесору, і центральний процесор після обробки сигналу відповідно до заданої програми змінює величину струму живлення на виході з цифроаналогового перетворювача. Таким чином, у термостаті підтримується задана необхідна температура середовища. Одночасно з блоку датчиків (5), який містить датчик температури повітря (6), датчик вологості повітря (7) та датчик тиску повітря (8), вихідні сигнали подаються на вхід аналого-цифрового перетворювача (9), який входить до складу центрального процесору. Центральний процесор постійно обробляє сигнали, що надходять з блоку датчиків, та за певною програмою вносить коректування у сигнал, що надходить до центрального процесору з аналого-цифрового перетворювача (4). Так як на точність вимірювання приладом gвипромінювання впливають такі параметри як температура, вологість та тиск повітря, то наявність блоку датчиків та автоматичного коректування сигналу з іонізаційної камери, яке здійснюється центральним процесором, підвищує точність вимірювання. Конструктивне рішення щодо розташування попереднього підсилювача у термостаті теж підвищує точність вимірювання - на точність вимірювання впливають так звані шуми підсилювача, а також величина вхідного струму зміщення підсилювача. Струм зміщення у підсилювачі залежить від температури корпусу підсилювача - чим більша температура тим більший струм зміщення й відповідно буде зменшуватись точність вимірювання. Тому розміщення попереднього підсилювача у охолоджуваному термостаті знижує температуру корпусу попереднього підсилювача, і відповідно підвищує точність вимірювання. Наприклад, для попереднього підсилювача обраної марки струм зміщення при температурі 0°С складає 25фА. Блок живлення складається з акумуляторної батареї (10), випрямляча (11), імпульсного перетворювача постійного струму (12), стабілізатору струму високої напруги (13), двох стабілізаторів струмів низьких напруг (14) і (15). 5 87242 Акумуляторна батарея є резервним джерелом постійної напруги, необхідним для роботи приладу, і дає на вихід постійну напругу величиною 12В. Випрямляч перетворює мережеву напругу величиною 220В у постійну напругу величиною, на 7-10% більшої від величини вихідної напруги акумуляторної батареї. Вихідна напруга випрямляча подається на клеми акумуляторної батареї для зарядки акумуляторної батареї та на вхід імпульсного перетворювача постійної напруги. Імпульсний перетворювач постійної напруги перетворює постійну напругу з виходу випрямляча або акумуляторної батареї у високу напругу, а необхідна напруга для живлення іонізаційної камери (для нормальної роботи іонізаційної камери за звичай використовують напруга величиною до 400В), та стандартні низькі напруги, які необхідні для живлення елементів електронних схем, наприклад, струми з напругою 5В та 15В. Стабілізатор високої напруги, з якого вихідна напруга подається на живлення іонізаційної камери, може, під керуванням сигналом з центрального процесору, може змінювати величину у діапазоні від 0 до 400В, що дозволяє використовувати, в залежності від вимог до приладу, в якості детектору іонізаційні камери різної конструкції. Вихідні напруги з двох стабілізаторів низьких напруг подаються на живлення попереднього підсилювача та живлення центрального процесору. Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 Для з'єднання приладу з ЕОМ використовують інтерфейс RS-232 (16), який вихідні сигнали з центрального процесору перетворює на сигнали, що може сприймати ЕОМ і який виконано на базі мікросхеми марки МАХ232 (виробник MAXIM). Для відображення результатів вимірювання та поточної інформації щодо стану роботи прилад оснащено дисплеєм (17). Як дисплей може бути використано монохромний графічний рідкокристалічний модуль марки LM 234 (виробник CRS). Для керування приладом використовується клавіатура (18). В якості центрального процесору може бути використаний мікроконвертер марки AduC846, виробництва Analog Devices, в якому є два аналогово-цифрових перетворювача, та який має високі характеристики і надійність роботи. В якості попереднього підсилювача може бути використаний підсилювач марки ΕΝΑ 116, виробництва BURR-BROWN, який є прецизійним підсилювачем слабкого сигналу. У блоці датчиків може бути використано датчик температури повітря марки DS1820S, виробництва Maxim, датчики тиску повітря марки МРХ4115А або МРХ4115АР, виробництва Motorola, датчики вологості повітря марок НІН3602, НІН-3605 або НІН-3610, виробництва Honeywell. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601