ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛn 72-014-00

В основу работы прибора положены: явление термолюминисценции монокристалла фторида лития lif, подвергнутого облучению фотонным излучением; зависимость профиля энерговыделения в блоке вещества от вида энергетического спектра излучения, падающего на блок.

Работа прибора основана на следующих принципах:

- детектирование излучения;

- запоминание величины дозы излучения, поглощенной в детекторах, размещенных по определенному закону за разными толщинами вещества в одном поглощающем блоке;

- получение информации о величине поглощенной дозы в каждом детекторе в виде светового сигнала;

- подвод световых сигналов от каждого детектора к общему светочувствительному элементу - ФЭУ;

- преобразование световых сигналов в электрический ток;

- усиление тока с преобразованием его в напряжение;

- преобразование напряжения в цифровой код;

- определение максимального значения сигнала для каждого детектора.

Детектирование излучения производится монокристаллам lif объемом 20 мм ³ каждый, размещенными в свинцовой спектрометрической сборке. Световой эквивалент, запасенный каждым кристаллом дозы излучения транспортируется по индивидуальным гибким волоконным световодам типа О-ИК--БС-1 в световод-коллектор, а от него к фотокатоду ФЭУ.

Индивидуальные гибкие световоды изготовлены в виде жгутов из оптического стекловолокна с диаметром элементарного волокна от 20 до 70 мкм и предназначены для передачи света в видимом и ближней инфракрасной областях спектра. Световоды устойчивы к гамма-излучению и могут эксплуатироваться при температурах от -50 до +60 ^ОС. Жгуты имеют круглые сечение с гладким цилиндрическим наконечником на каждом конце и заключены в силиконовую оболочку.

Диаметр световода - 5, длина - 1400 мм, коэффициент пропускания - около 30.

Один конец каждого жгута размещается в непосредственной близости от детектора, а второй сочленен с плексигласовым световодом-коллектором согласно, образуя таким образом единый оптический тракт, исключающий влияние неравномерности чувствительности рабочей поверхности катода ФЭУ на величину оптического сигнала, снимаемого с разных оптических каналов "детектор-волоконный световод".

Преобразование световых сигналов, поступающих от световода-коллектора, осуществляется с помощью ФЭУ-110, нагруженного на входное сопротивление предварительного усилителя. Он выполнен в виде выносного блока в одном корпусе с ФЭУ и состоит из операционного усилителя, обеспечивающего усиление сигнала в 50 раз.

Все последующие операции с сигналом осуществляются в регистраторе, выполненном в стандартном приборном корпусе (в данном случае использован крейт прибора ИДМД-1). Структурная схема прибора приведена на рис. 2.

Основное усиление сигналов, а также фильтрация помех производится в модуле усилителя, состоящем из активного фильтра низких частот с полосой среза 2 Гц и непосредственно усилителя. Основной усилитель выполнен на операционных усилителях с соответствующими корректирующими цепями по традиционным схемам и обеспечивает усиление сигнала в 2, 20 и 200 раз зависимости от диапазона измерений "1000", "100" и "10" соответственно. Переключение диапазона производится посредством реле, которые переключают резисторы в цепи обратной связи. Реле, в свою очередь, управляются переключателями, вынесенными на переднюю панель регистратора. Усилитель имеет регулировку нулевого уровня, которая производится резистором, расположенным на передней панели регистратора ("уст. нуля").

С выхода основного усилителя сигнал поступает в преобразователь напряжения в цифровой код, состоящий из преобразователя аналог-время (ПАВ), генератора тактовых импульсов (ГТИ), генератора эталонной частоты (ГЭЧ), формирователя счетных импульсов (ФСИ), счетчика (СЧ) и формирователя импульсов сброса. ПАВ формирует импульс, длительность которого зависит от уровня сигнала на выходе усилителя в момент времени, определяемый ГТИ, ГТИ определяет работу всего устройства: вырабатывает импульсы длительностью порядка 500 мкс со скважностью около 200, передним фронтом которых осуществляется сброс показаний отсчетного устройства. ФСИ осуществляет заполнение импульсами эталонной частоты импульса с ПАВ, т. е. с ФСИ на СЧ подаются импульсы эталонной пачки импульсов, количество которых пропорционально амплитуде сигнала и стабилизировано кварцем ГЭЧ на частоту 1000 кГц. СЧ подсчитывает это количество в пачке и запоминает полученное число до прихода следующей. С выхода СЧ код числа импульсов поступает на вход схемы сравнения (СС), в которой осуществляется сравнение поступающего кода с предыдущим и определяется максимальное значение сигнала. Его значение через дешифратор двоично-десятичного кода в десятичный подается на индикатор и одновременно на модуль автоматики блока регистрации, который в момент поступления максимума блокирует СС, тем самым осуществляя установку показаний значения максимума на время, необходимое для считывания (при этом загорается транспарант "Аппарат выкл.").

Два блока сигнализации - БС1 и БС2 - контролируют точность установки нуля: при срабатывании БС1 на транспаранте загорается знак "<", при="" срабатывании="" бс2="" -"="">"; отсутствие подсвечивания или периодическое подсвечивание знаков на транспаранте свидетельствует об установке нуля прибора с точностью ±10 мВ.

Блок питания (БП) обеспечивает электронный тракт прибора низковольтным (+27 В, 70 мА; +12,6 В, 100 мА; -12,6 В, 160 мА; +15 В, 500 мА; +5 В, 1 А; +6,3 В, 75 мА) и высоковольтным питанием (1,7 кВ, 1 мА). Низковольтная часть БП выполнена по схеме трансформатор-выпрямитель-стабилизатор-фильтр, а высоковольтная - трансформатор-выпрямитель-преобразователь постоянного напряжения в переменное-трансформатор-выпрямитель-фильтр.

На переднюю панель регистратора выведены переключатель питания "сеть"; кнопка сброса показаний "сброс"; три кнопки переключателя диапазона измерения "10", "100", "1000"; кнопки "вкл." и "выкл." звукового сигнала; ручка "уст. нуля"; переключатели "номер канала" и "калибровка"; цифровое табло и транспаранты световой сигнализации, генератор звукового сигнала и клемма для заземления корпуса-регистратора.

Рис. 1 Общий вид спектрометра фотонного излучения;

Рис. 2 Блок-схема спектрометра (обозначения в тексте описания).