 |
Устройство и принцип работы
|
|
|
|
Структурная схема дозиметра представлена на рис. 1.
В газоразрядных счетчиках СБМ-20, СИ 34Г (СИ 40Г) под воздействием гамма-квантов генерируются электрические импульсы тока, поступающие на формирователь входного потока импульсов, входной каскад которого преобразует импульсы тока в импульсы напряжения с амплитудой, необходимой для регистрации дальнейшей счетной схемой. С выхода делителя частоты формирователя импульсного потока импульсы поступают на четырехразрядный счетчик. Накопленная информация за время измерения на счетчике поступает на индикатор через деформацию счетчика в семисегментный позиционный код индикатора.
Время измерения определяется частотой регулируемого генератора и коэффициентом деления числа импульсов формирователем временного интервала. Изменением (регулировкой) времени измерения производится масштабирование (преобразование) входной информации с детекторов в абсолютную величину выходного параметра (мР/ч, Р/ч).
Рис. 1. Структурная схема
Одновибратор импульсов выполняет двойную функцию: осуществляет совместно со стробирующим устройством коррекцию нелинейности счетной характеристики, вызванной просчетами («мертвым временем») детекторов и осуществляет управление мощностью высоковольтного преобразователя напряжения для питания детекторов в зависимости от их загрузки.
Устройство команд вырабатывает импульсы управления основными узлами дозиметра в различных режимах работы.
Принцип работы дозиметра
Принципиальная электрическая схема дозиметра представлена на рис. 2.
При описании принципа действия отдельных функциональных устройств в тексте перед позиционным обозначением элемента принципиальной электрической схемы дозиметра указывается позиционное обозначение устройства, которому принадлежит данный элемент. Например, A2-VTI, что обозначает транзистор VTI устройства А2.
|
|
|
Принцип работы дозиметра заключается в следующем:
фотонное излучение, воздействуя на газоразрядные счетчики, вызывает появление в них электрических импульсов тока, которые поступают на входной каскад, выполненный на транзисторе А2-VTI, по схеме с общей базой. Входной каскад преобразует импульсы тока в импульсы напряжения, которые с коллектора А2-VTI через контакты переключателя режимов работы (ИЗМЕР-ПОИСК) поступают на С вход делителя частоты А2-ДД2.1.
С выхода делителя входная частота с детекторов, пересчитанная с коэффициентом 2, поступает в устройство индикации AI для дальнейшей обработки.
Устройство индикации AI состоит из четырех двоично-десятичных счетчиков на микросхемах AI-ДДТ,
Рис. 2. Схема электрическая принципиальная дозиметра ДРГ-01Т1
AI – ДД3, AI - ДД5, AI - ДД7, накопление информации в которых осуществляется за интервал времени измерения. Для преобразования двоично-десятичного кода счетчиков в семисегментный код жидкокристаллического индикатора HI (ИЖЦ5-4/8) применяются дешифраторы AI - ДД2, AI - ДД4, AI - ДД6, AI - ДД8, имеющие внутренние регистры, позволяющие хранить выходную информацию за предыдущий цикл измерения.
Время измерения регулируется изменением частоты генератора, выполненного на микросхеме AI -ДД1. Регулировка частоты на первом поддиапазоне (мР/ч) осуществляется резистором A2-R6, на поддиапазоне (Р/ч) - A2-R8.
С целью корректировки нелинейности счетной характеристики дозиметра, вызванной просчетами («мертвым временем») детекторов, импульсы с генератора импульсов поступают на схему формирователя временного интервала А2 - ДДЗ через стробирующее устройство - одновибратор на микросхеме А2 - ДД2-2. Устройство срабатывает по переднему фронту импульса генератора на входе С при наличии высокого уровня напряжений на входе Д. При низком уровне сигнала на входе Д, что соответствует моменту срабатывания одновибратора на микросхеме А2-ДД6.1, запускаемого импульсами с делителя входной частоты на микросхеме А2-ДД2.1, часть импульсов генератора будет просчитана, что в конечном итоге увеличивает время измерения. Число просчитанных импульсов генератора увеличивается по мере увеличения загрузки детекторов. Длительность импульса одновибратора на микросхеме А2-ДД6.1 выбрана 
равной 0,1 мс, что соответствует значению разрешающего времени детекторов.
|
|
|
Импульсы с одновибратора А2-ДД2.2 поступают на двоичный счетчик-делитель на микросхеме А2-ДДЗ с коэффициентом деления 210 для формирования интервала времени измерения порядок 2,5 с. В режиме «Измерение» вводится дополнительный делитель с коэффициентом пересчета 10 на микросхеме А2-ДД5 для создания интервала времени измерения порядка 25 с.
По заднему фронту временного интервала триггер А2-ДД6.2 разрешает запуск счетчика-делителя А2-ДД7, вырабатывающего ряд команд управления, последовательно появляющихся на каждом выходе микросхемы А2-ДД8, с периодом следования определяемым частотой импульсов на С входе микросхемы А2-ДД7 и поступающих на вход микросхемы А2-ДД8. На выводе 2 микросхемы А2-ДД7 организуется команда «Блокировка» счета четырехразрядного счетчика, на выводе - 3 -команда «Перезапись» содержимого счетчиков в регистры дешифраторов, на выводе II – «Сброс счетчиков» устройств А1 и А2, на выводе 4 - команда «Сброс управления». По окончании последней команды схема автоматически переходит на новый цикл измерения.
В режиме работы «Измерение» высокий уровень напряжения команды «Сброс счетчиков» (микросхема А2-ДД8.2) блокирует счетчики входной частоты (А2-ДД2.1) и временного интервала (А2-ДД3). Команда «Сброс управления» не вырабатывается.
Повторный запуск в режиме «Измерение» возможен только при нажатии кнопки СБРОС, при этом положительный импульс с дифференцирующей цепочки А2-С7, A2-R18 сбрасывает триггер управления (А2-ДД6.2) и с появлением низкого уровня напряжения на входах R микросхем А2-ДД2 и А2-ДД3 осуществляется запуск всех схем на новый цикл измерения.
|
|
|
Для нормального функционирования жидкокристаллического индикатора на общий электрод индикатора (выводы 1,34) поступают импульсы напряжения частотой (порядка 600 Гц) с выхода генератора импульсов. При отображении сегментов индикатора (их высвечивании) импульсы напряжения управляющей частоты подаются в противофазе относительно общего электрода, что осуществляется в дешифраторах.
Управление запятыми индикатора построено на микросхеме А2-ДД4, с помощью которой осуществляется:
индикация запятой IV-гo разряда в режиме «Измерение» - (А2-ДД4.1);
индикация запятой III-го разряда в режиме «Поиск» - (А2-ДД4.2);
индикация запятой 1-го разряда (времени измерения) - (А2-ДД4.4).
Коммутация запятых III и IV разрядов в различных режимах работы осуществляется переключателем SA2.3. Индикация времени измерения отображается миганием запятой I разряда с периодом 2,5 с.
При переполнении счетчика А1-ДД1 на выводе 10 возникает высокий уровень напряжения, что вызывает гашение информации в младших трех разрядах индикатора (вход К дешифраторов). В старшем разряде гасится только сегмент (вывод 32), благодаря чему на табло индикатора высвечивается символ «П». Сигнал гашения сегмента снимается с выхода микросхемы А2-ДД4.3.
Сигнал переполнения с выхода микросхемы А2-ДД8.4 блокирует входной счетчик А2-ДД2 и делитель А2-ДДЗ.
Запуск дозиметра возможен только после нажатия кнопки СБРОС.
В режиме работы «Контроль» на вход счетчика А2-ДД2.1 поступают импульсы с генератора опорных частот работающего в этом положении на частоте 29 Гц с цепочки A2-V Д1; A2-R5. Регулировкой амплитуды импульса посредством резистора A2-R5 добиваются прекращения срабатывания микросхемы А2-ДД2.1 при минимальном напряжении источника питания 6,5 В (разряд батареи). При нормальной работе микросхем делителей частоты А2-ДД2.1 (21) и А2-ДДЗ (210) и четырехразрядного счетчика в режиме «Контроль» на шкале индикатора отображается число 0513±1. Сбой в работе любой микросхемы, одной из причин которой может являться разряд источника питания, приводит к индикации другого значения или полному отсутствию на шкале индикатора контрольного числа.
|
|
|
Преобразователь высокого напряжения для питания газоразрядных счетчиков выполнен по схеме однотактного генератора с обратной связью на транзисторе A3-VT1. При работе на холостом ходу (фоновые уровни излучения) собственная частота колебаний (=3 Гц) определяется цепочкой A3-R8, АЗ-С13, а длительность импульса 40 мкс - трансформатором АЗ-Т1.
В первом звене схемы умножения включены высоковольтные стабилитроны АЗ-УД1, АЗ-УД2, фиксирующие амплитуды импульса с высоковольтной обмотки трансформатора на уровне 180 В.
При воздействии ионизирующего излучения входные импульсы с делителя А2-ДД2.1. поступают на вход одновибратора (А2-ДД6.1). Сформированные импульсы одновибратора длительностью 0,1 мс открывают транзистор A2-VT2 и переводят блокинг-генератор в форсированный режим работы. При этом уменьшается период повторения импульсов блокинг-генератора за счет шунтирования резистора A3-R8 цепочкой A2-R15, А2-УДЗ и возрастает мощность преобразователя. Таким образом осуществляется наиболее экономичный режим работы преобразователя напряжения при фоновых загрузках детекторов.
При нажатой кнопке СБРОС преобразователь переходит в форсированный, неуправляемый режим работы на время, определяемое нажатием, чем обеспечивается начальный запуск преобразователя, что особенно существенно в условиях работы при больших уровнях мощности дозы и предельных значениях климатических воздействий рабочих условий применения.
Конструкция дозиметра
Конструктивно дозиметр выполнен из двух частей: литого корпуса и крышки, соединенных между собой тремя винтами.
Внутри литого корпуса расположены три платы печатного монтажа с размещенными на них деталями электронной схемы:
плата индикации (А1);
плата управления (А2);
плата детекторов (A3).
Планы расположения элементов на платах печатного монтажа приведены на рис. 3, 4, 5.
Все платы механически скрепляются между собой посредством трех винтов и в сборе крепятся к корпусу дозиметра. Электрическое соединение между платами выполнено объемным монтажом, что обеспечивает удобство при проведении ремонтных работ.
Геометрический центр детекторов отмечен пересечением вертикальной и горизонтальной рисок на крышке дозиметра.
Рис. 3. План размещения элементов платы индикации А1
Рис. 4. План размещения элементов платы управления А2
Рис. 5. План размещения элементов детекторов A3
В качестве материала корректирующих фильтров газоразрядных счетчиков применена свинцовая фольга, плакированная оловом (ГОСТ 18394-73) ДПРХХ П 0,09´72´105 мм (3 слоя для счетчиков СБМ-20) и 0,09´20´105 мм (5 слоев для счетчиков СИ 34Г).
|
|
|
На лицевую панель корпуса вынесены:
1) табло жидкокристаллического индикатора;
2) ручка переключателя поддиапазонов измерения и включения дозиметра: мР/ч-Р/ч-ВЫКЛ;
3) ручка переключателя режимов работы: ИЗМЕР-П0ИСК-К0НТР;
4) кнопка сброса показаний СБРОС;
5) кнопка подсветки шкалы индикатора.
На боковой поверхности корпуса имеется паз для доступа к регулировочным винтам потенциометров, закрываемый планкой.
Батарея источника питания располагается в отдельном отсеке, закрываемом крышкой.
Порядок работы
Подготовка к работе
Изучить до начала работы с дозиметром настоящий паспорт, принцип работы и назначение органов управления.
Произвести внешний осмотр. Установить в отсеке питания батарею «Корунд», соблюдая полярность.
Включить дозиметр, для чего установить переключатель поддиапазона в одно из положений: м/Рч или Р/ч, а переключатель режимов работы в положение КОНТР.
Осуществить сброс показаний нажатием кнопки СБРОС.
На цифровом табло при правильном функционировании счетных устройств дозиметра и пригодности источника питания должно отображаться число 0513±1.
Прибор готов к работе.
Работа
Установить переключатель режимов работы в положение ПОИСК, переключатель поддиапазонов измерения в положение мР/ч.
Произвести сброс показаний нажатием кнопки СБРОС.
Определить направление излучение излучения по максимальным показаниям на цифровом табло, ориентируя дозиметр в пространстве. Отсчет показаний производится непосредственно в единицах установленного поддиапазона измерения.
В режиме работы «Поиск» смена информации на цифровом табло осуществляется автоматически в такт с миганием запятой в младшем разряде.
Для повышения точности измерения при уровнях мощности дозы в пределах до 9,999 мР/ч или до 9,999 Р/ч соответствующих поддиапазонов, определение действительного значения целесообразно производить в положении ИЗМЕР переключателя режима работы.
В режиме работы «Измерение» на цифровом табло отображаются нули во всех разрядах и мигает запятая в младшем разряде. Отсчет показаний производится в конце цикла измерения в момент прекращения мигания запятой младшего разряда. Показания на цифровом табло сохраняются до момента нажатия кнопки СБРОС и запуска дозиметра на новый цикл измерения.
При уровнях мощности дозы, превышающих предельные значения на каждом поддиапазоне измерения, на цифровом табло отображается переполнение - высвечивается символ «П» и отсутствует мигание запятой младшего разряда.
При отображении переполнения на поддиапазоне мР/ч в режиме работы «Измерение» переключатель режимов работы перевести в положение ПОИСК. Если в этом режиме работы отображается переполнение, необходимо переключатель поддиапазонов перевести в положение Р/ч и нажатием кнопки СБРОС запустить дозиметр.
При эксплуатации дозиметра в условиях повышенной влажности воздуха и минусовой температуре необходимо использовать форсированный режим работы преобразователя высокого напряжения, для чего нажать кнопку СБРОС и удерживать ее в течение всего цикла измерения в режимах работы «Поиск» или «Измерение».
Примечание. Длительное нажатие кнопки СБРОС в нормальных условиях применения приводит к неоправданному расходу энергии источника питания.
|
|
|
