Устройство для поиска и измерения двух угловых координат фотонных источников

Реферат

 

Использование при радиационном мониторинге. Сущность: устройство содержит детектирующий блок, включающий защитный экран, кольцевой многоэлементный детектор, расположенный на боковой поверхности экрана, и электронный преобразователь, соединенный с элементами детектора, и блок электроники, соединенный с выходами преобразователя. Устройство также содержит по крайней еще один многоэлементный детектор. Защитный экран выполнен в виде сферы с ортогональными друг другу кольцевыми пазами, в которых размещены детекторы. Вторые выходы элементов общих для первого и второго детекторов и элементы второго детектора соединены с другими входами электронного преобразователя. Другие выходы преобразователя соединены с другими входами блока электроники. Технический результат: увеличение функциональных возможностей за счет измерения другой угловой координаты и повышение обнаружительной способности устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при радиационном мониторинге для поиска источников и определения их угловых координат.

Известно устройство [1], содержащее два детектора, разделенных ослабляющим излучение экраном, и схему обработки. Когда источники расположены несимметрично относительно детекторов, разностный сигнал, снимаемый с дифференциального усилителя, не равен нулю. Добиваясь равенства нулю разностного сигнала, путем поворота детекторов определяют направление на источник.

Недостатком устройства является относительно узкий (меньше 180o) диапазон угловой чувствительности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство [2], содержащее детектирующий блок, включающий защитный экран в форме цилиндра, многоэлементный детектор, расположенный на боковой поверхности экрана, и электронный преобразователь, соединенный с элементами детектора, и блок электроники, соединенный с выходами преобразователя.

Сигналы с выходов элементов детектора, сформированные по амплитуде и длительности в электронном преобразователе, считываются в блок электроники, накапливаются и полученное распределение сигналов, зависящее от углового положения источника и чувствительного элемента, сравнивается со значениями нормированных угловых характеристик каждого элемента, содержащимися в памяти блока электроники. По их разбалансу определяется направление повышенного излучения.

Недостатками устройства являются: - определение направления на источнике только по одной угловой координате, - относительно низкая обнаружительная способность.

Целью изобретения является увеличение функциональных возможностей за счет измерения другой угловой координаты и повышение обнаружительной способности.

Техническая реализация обеспечивается введением в устройство по крайней мере еще одного многоэлементного детектора и выполнении защитного экрана в виде сферы с ортогональными кольцевыми пазами, в которых размещены многоэлементные детекторы.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для поиска фотонных источников, содержащее детектирующий блок, включающий защитный экран в форме цилиндра, многоэлементный детектор, расположенный на боковой поверхности экрана, и электронный преобразователь, соединенный с элементами детектора, и блок электроники, соединенный с выходами преобразователя, дополнительно снабжено по крайней мере еще одним многоэлементным детектором, защитный экран выполнен в виде сферы с ортогональными друг к другу кольцевыми пазами, в которых размещены детекторы, вторые выходы элементов общих для первого и второго детекторов и элементы второго детектора соединены с другими входами электронного преобразователя, другие выходы преобразователя соединены с другими входами блока электроники.

Отличием от имеющихся устройств является введение по крайней мере еще одного многоэлементного детектора, выполнении экрана в виде сферы с кольцевыми ортогональными пазами и размещении детекторов в этих пазах.

Введение второго многоэлементного детектора, расположенного ортогонально имеющемуся, и выполнение защитного экрана в виде сферы позволяет измерять другую угловую координату источника. Размещение детекторов в пазах приводит к уменьшению апертуры каждого детектора по неизмеряемому углу и снижает фоновую составляющую сигнала Nф. Так как минимальный обнаруживаемый сигнал (здесь К - константа), обнаружительная способность устройства возрастает.

На чертеже показана схема устройства для двух ортогональных детекторов.

Устройство содержит детектирующий блок 1, включающий два многоэлементных детектора 2 с чувствительными элементами 3, защитный экран 4 с кольцевыми пазами 5, электронный преобразователь 6 и блок электроники 7. Первый детектор расположен в плоскости XOY, его угол коллимации - 2. Второй детектор расположен в плоскости XOZ с углом коллимации 2. Линия визирования устройства совпадает с осью X.

В процессе поиска сигналы с выходов элементов 3 первого детектора 2, расположенного в горизонтальной плоскости, в виде последовательности электрических импульсов, сформированных по амплитуде, и длительности в преобразователе 6 поступают в блок электроники 7. По этим данным и запрограммированному алгоритму определяется направление повышенного излучения. По мере продвижения в этом направлении интенсивность счетчиков N в точке детектирования возрастает. Соответственно уменьшается статистическая погрешность определения направления При значении 2<2-u, где u - ошибка в юстировке прибора, источник будет находиться в поле зрения второго детектора. Определение координаты источника по углу места вторым детектором осуществляется так же, как и в случае измерения азимутальной координаты первым детектором. Отличие состоит в том, что. при определении угла места вторым детектором используются данные чувствительных элементов общих для первого и второго детекторов.

Устройство, содержащее три ортогональных детектора (с соответствующей схемой обработки), углы коллимации в котором 2 = 22 = 290 будет иметь поле зрения 4 рад. Его можно использовать для стационарного радиационного контроля с целью определения угловых координат места повышенного излучения. Два устройства, расположенные на расстоянии R друг от друга, дают возможность определить координаты места повышенного излучения (независимо от степени экранирования источника) в соответствии с соотношением: где: 1, 2 - угловые координаты источника, измеренные первым и вторым устройствами; r1, r2 - расстояние до источника от соответствующих детектирующих блоков; = 180-1-2. При конкретном выполнении многоэлементных детекторов можно использовать сборки сцинтиллятор-фотодиод или счетчики Гейгера, ориентируя их в радиальных направлениях. Остальные блоки устройства аналогичны использованным в прототипе.

Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства относительно прототипа является возможность оценки расстояния до источника в соответствии с выражением: X = h/tg, где h - высота расположения детектора; - угол места, отсчитываемый от горизонтальной оси.

Литература: 1. И.К.Зыков, С.Б.Варющенко. Ионизирующие излучения в авиационной и космической технике. - М: Атомиздат, 1975г.

2. Патент 2012016.

Формула изобретения

Устройство для поиска и измерения двух угловых координат фотонных источников, содержащее детектирующий блок, включающий защитный экран, многоэлементный детектор, расположенный на боковой поверхности экрана, и электронный преобразователь, соединенный с элементами детектора, и блок электроники, соединенный с выходами преобразователя, отличающееся тем, что оно снабжено по крайней мере еще одним многоэлементным детектором, защитный экран выполнен в виде сферы с ортогональными друг к другу кольцевыми пазами, в которых размещены детекторы, вторые выходы элементов общих для первого и второго детекторов и элементы второго детектора соединены с другими входами электронного преобразователя, другие выходы преобразователя соединены с другими входами блока электроники.

РИСУНКИ

Рисунок 1