Мессбауэровский спектрометр

Мессбауэровский спектрометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики и может быть использовано для исследования свойств веществ и химических соединений, на которых наблюдается ядерный гамма-резонанс. Цель - увеличение разрешакядей способности по скорости . В спектрометр введены аналогоцифровой преобразователь, компенсирующая катушка, дифференциальный усилитель , триггер, дополнительные регистры числа и времени и шесть схем совпадения , кроме того, формирователь импульса записи содержит входной регистр,арифметико-логическое устройство , дешифратор, логический элемент и регистр ширины канала. В результате при работе спектрометра происходит непосредственная адресация заполняемого канала в соответствии с изменением скорости движения источника излучения, при этом разрешающая способность по скорости определяется величиной шага квантования аналогоцифрового преобразователя. Дополнительное улучшение разрешения по скорости достигнуто благодаря подавлению электромагнитных шумов и наводок в канале из менения скорости. Кроме того, исключена потеря информации во время записи данных в блок памяти. 1 3 .п. ф-лы, 1 ил. (Л

СОЮЗ COBETCHHX

СООИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 С "1 N 24/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ДBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4120236/31-25 (22) 17. 09.86 (46) 15.06.88. Бюл. И - 22 (7 1) Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова рости. В спектрометр введены аналогоцифровой преобразователь, компенсирующая катушка, дифференциальный усилитель, триггер, дополнительные регистры числа и времени и шесть схем соВ падения, кроме того, формирователь импульса записи содержит входной регистр,арифметико-логическое устройство, дешифратор, логический элемент и регистр ширины канала. В результате при работе спектрометра происходит непосредственная адресация заполняемого канала в соответствии с изменением скорости движения источника излучения, при этом разрешающая спо-. собность по скорости определяется величиной шага квантования аналогоцифрового преобразователя. Дополнительное улучшение разрешения по скорости достигнуто благодаря подавлению электромагнитных шумов и наводок в канале иэменения скорости. Кроме того, исключена потеря информации во время записи данных в блок памяти.

1 з.п. ф-лы, 1 ил. (72) Н.П.Федоров и И.В.Целиков (53) 621. 039 (088. 8) (56) Ядерный гамма-резонансный спектрометр ЯГРС-4: Техническое описание и инструкция по эксплуатации ж.ш.

287. 368, Г. О.

Авторское свидетельство СССР

У 314163, кл. G 01 N 24/00, 1971. (54) ИЕССБАУЭРОВСКИЙ СПЕКТРОИЕТР (57) Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики и может быть использовано для исследования свойств веществ и химических соединений, на которых наблюдается ядерный гамма-резонанс. Цель — увеличение разрешающей способности по ско1 @,„„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1402878

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и может быть использовано для исследования свойств веществ, на которых наблюдается ядернын гамма-резонанс, 5

Целью изобретения является повышение разрешения по скорости.

На чертеже показана структурная схема спектрометра.

Спектрометр содержит вибратор 1, имеющий измерительную 2, задающую 3 и компенсирующую 4 катушки, шток 5 вибратора 1, источник 6, поглотитель 7, блок 8 регистрации, числовые ре- 15 гистры 9 и 10, блок 11 памяти, регистры 12 и 13 времени, кварцевый генератор 14, дифференциальный усилитель 15, задающий генератор 16, суммирующий усилитель 17, амплитудно- 20 цифровой преобразователь (АЦП) 18; программное устройство 19, формирователь 20 импульса записи, входной регистр 21, арифметико-логическое, устройство (АЛУ) 22 > ре гистр 23 ши- 25 рины канала, дешифратор 24, формирователь 25 импульса сброса, логический элемент 26, триггер 27, адресный реверсивный счетчик 28, логические элементы 29-34 совпадения. На штоке 30

5 вибратора 1 закреплен источник 6 излучения; выход блока 8 регистрации через первые входы логических элементов 29 и 30 схем совпадения, соединен с числовыми регистрами 9 и 10, кварцевый генератор 14 подключен через первые входы логических элементов 33, 34 к входам регистров 12, 23 времени. Выходы регистров числа и времени соединены с соответствующими 40 входами блока 11 памяти. Вход дифференциального усилителя 15 соединен с измерительной 2 и компенсирующей

4 катушками. Выход дифференциального усилителя подключен к первому входу 45 суммирующего усилителя 17 и входу

АЦП 18, выход задающего генератора

16 соединен с вторым входом суммирукщего усилителя 17, выход которого подключен к задакицей катушке 3, Выход50

АЦП 18 соединен с первым входом АЛУ

22 непосредственно, а с вторым — через входной регистр 21, входящий в состав формирователя 20 импульса записи программного устройства 19, Выход АЛУ 22 подключен к первому входу дешифратора 24, второй вход которого соединен с регистром 23 ширины канала, выход дешифратсра 24 подключен к входу управления записью блока11 памяти, к пе рвому входу ло гиче ско го элемента 26, выход которого соединен с входом управления записью входного регистра 21, к входам триггера 27, адресного реверсивного счетчика 28 и формирователя 25 импульса сброса, выход которого через первые входы логических элементов 31,32 совпадения соединен с входами сброса регистров числа 9,10 и времени 12,13.

Выход изменения знака разности дешифратора 24 подключен к второму входу логического элемента 26 и входу изменения направления счета адресного реверсивного счетчика 28, выход которого соединен с адресным входом блока 11 памяти. Неинвертирующий и инвертирующий выходы триггера 27 подключены к вторым входам логических элементов 29,32,34 и 30,31,33 совпаде ния соответственно.

Спектрометр работает следующим образом.

В исходном состоянии во входном регистре 21 записан нулевой код, а в регистре 23 ширины канала — цифровой код, соответствующий ширине канала, необходимой при данном измерении спектра, Логические элементы

30,31,33 совпадения открыты уровнем логической единицы с инвертирующего выхода триггера 2?.

Поглощенные резонансные гаммакванты преобразуются в импульсы напряжения блоком 8 регистрации, поступают через логический элемент 30 совпадения в числовой регистр 10. Одновременно импульсы тактовой частоты с кварцевого генератора 14 через логический элемент 23 совпадения накапливаются в регистре 12 времени.

Задающий генератор 16 вырабатывает опорный сигнал скорости, поступающий на первый вход суммирующего усилителя 17. Напряжение, соответствующее скорости движения штока 5 вибратора

1, снимается с измерительной катушки

2 и, вычитаясь из сигнала компенсирукщей катушки 4 в дифференциальном усилители 15, подается на второй вход суммирующего усилителя 17 и на вход АЦП 18.

Суммирующий усилитель 17 усиливает разность между опорным сигналом скорости и сигналом обратной связи с з 14028 выхода дифференциального усилителя

15.

Усиленная разность поступает в качестве управляющего. токового сигнала на задающую катушку 3, заставляя шток 5 вибратора отрабатывать закон изменения скорости, вырабатываемый задающим генератором 16. АЦП 18 преобразует напряжение, соответствую- 1О щее изменению скорости в цифровой код, который поступает на первый вход АЛУ

22, АЛУ 22 осуществляет операцию вычитания между кодом, записанным во входной регистр 21, и кодом АПП

18. Дешифратор 24 сравнивает цифровой код, идущий с выхода АЛУ 22, с кодом, записанным в регистре 23 ширины канала.

При равенстве этих кодов дешифратор 24 вырабатывает импульс записи, который поступает на вход управления записью блока 11 памяти и через логический элемент 26 — на вход управления записью входного регистра, а 26 также на входы триггера 27, реверсивного счетчика 28 адреса и формирователя 25 импульса сброса. В блоке 11 памяти этот импульс па фронту записывает цифровой код числового регист- З0 ра 10, соответствующий значению ка1нала, и код регистра 12 времени, соответствующий времени нахождения в канале, по адресу, номер которого берется с выхода адресного реверсивного счетчика 28. Одновременно код с выхода АЦП 18 записывается во входной регистр 21 и переключается триггер 27, работающий в режиме Т-триггера {с приходом очередного импульса 40 изменяет свое состояние на противоположное).

В результате логические элементы

30 31 33 совпадения закрываются, а элементы 29,32,34 открываются и 45 импульсы с выхода блока 8 регистрации и кварцевого генератора 14 начинают заполнять регистры числа 9 и времени 13. Благодаря этому в момент записи данных в блок 11 памяти устраняется потеря информации. Длительность импульса записи выбирается равной времени, необходимому для занесения информации в блок 11 памяти.

По срезу импульса записи адресный реверсивный счетчик 28 устанавливает адрес очередного +1 канала, и формирователь импульса сброса вырабатывает импульс, который, посту78

4 пая через логический элемент 32 совпадения на входы сброса регистров числа 10 и времени 12, осуществляет сброс их содержимого. При дальнейшем . увеличении скорости спектрометр работает аналогичным образом лишь с тай разницей, чта заполняются вновь регистры числа 10 и времени 12, а сброс содержимого регистров 9, 13 происходит через логический элемент 31 совпадения.

Если в соответствии с опорной скоростью или под воздействием какихлибо дестабилизирующих факторов скорость штока 5 вибратора начала уменьшаться, то в момент изменения знака разности кодов на выходе АЛУ

22, т.е, когда скорость из i-го канала переходит в i-1 канал, дешифратор 24 вместе с очередным.импульсом записи формирует на выходе изменения знака разности импульс, который переключает счет в адресном реврсивнам счетчике 28 с прямого на инверсный и блокирует прохождение импульса записи очередного кода во входной регистр 21 по второму входу логического элемента 26.

В результате информация из работавших регистров числа и времени заносится в i-й канал, а номер адре са на выходе адресного реверсивного счетчика в соответствии с изменением скорости уменьшается на единицу и становится равным i-1. Теперь дальнейшее уменьшение скорости при водит к тому, что адресный реверсивГ ный счетчик работает. в режиме реверсивного счета.

При новом увеличении скоростИ движения штока вибратора дешифратор переключает адресный реверсивный счетчик импульсов с выхода изменения знака разности в режим прямого счета.

Таким образом, в соответствии с изменением скорости осуществляется автоматическое изменение адреса заполняемого какала, информация с выхо-, да блока регистрации резонансных гамма-квантов в каждый момент времени поступает в каналы, соответствующие действительной скорости, отраба.— тываемой вибратором. Регистры времени введены для того, чтобы при последующей математической обработке спектра учесть время нахожденйя ис3. Мессбауэровский спектрометр, содержащий вибратор с задающей и изме рительной катушками, источник радиоактивного излучения, укрепленный на штоке вибратора, поглотитель, блок регистрации, генератор задающего сигнала, выход которого соединен с входом суммирующего усилителя, блок памяти, подключенный к выходам регистров числа, времени и адреса программное устройство, состоящее из соединенных последовательно формирователей импульса сброса и записи, кварцевый генератор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения разрешения по скорости, в него введены аналого-цифровой преобразователь, триггер, дополнительные регистры числа и времени и шесть логических элементов совпадения, при этом формирователь импульса записи состоит из входного регистра, арифметико †логическо устройства, регистра ширины канала, дешифратора и логического элемента, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу арифметикологического устройства непосредственно, а к второму — через входной регистр, выход арифметико-логического устроиства соединен с первым входом дешифратора, к второму входу которого подключен регистр ширины канала, выход дешифратора соединен с входами управления записью блока памяти и через первый вход логическоточника излучения в каждом канале скорости.

Формула изобретения

402878 6 го элемента — с входом управления записью входного регистра, входом триггера и входом адресного реверсивного счетчика, выходы блока регистрации и формирователя импульса сброса кварцевого генератора соединены с первымч входами первого и второго, третьего и четвертого, пятого и шестого логических элементов соответственно, к вторым входам первого, четвертого и шестого логических элементов подключен неинвертирующий выход триггера, инвертирующий выход которого соединен с вторыми входами второго, третьего и четвертого логических элементов, выходы второго и первого логических элементов соединены с входами второго и первого регистров числа, выходы третьего и четвертого логических элементов подключены к входам сброса первых и вторых регистров числа и времени, выходы четвертого и шестого логических элементов соединены с входами первого и второго регистров времени, выходы первых и вторых регистров числа и времени соединены между собой, выход суммирующего усилителя подключен к задающей катушке.

2. Спектрометр по п.1, о т л и— ч а ю m и и с я тем, что, с целью уменьшения уровня шумов, введены дифференциальный усилитель и компенсирующая катушка, выход которой подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с измерительной катушкой, выход дифференциального усили4О теля подключен к первому входу суммирующего усилителя и входу аналогоцифрового преобразователя.

Составитель В. Филиппов

ТехредЛ. Сердюкова Корректор В. Гирняк

Редактор И.Слободяник

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2848/31

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4