Розробка нових засобів опрацювання сигналів дозиметричних детекторів іонізуючих випромінювань із покращеними метрологічними характеристиками на базі число-імпульсних функціональних перетворювачів, оцінка похибок та компенсації енергетичної залежності.
Події 11 вересня 2001 року у Нью-Йорку та активізація різного роду екстремістських та терористичних організацій у цілому світі ставить на порядок денний посилення контролю за переміщенням радіоактивних матеріалів як всередині держав, так і через кордони країн, у тому числі посилення контролю за їх переміщенням через морські порти та аеропорти. При використанні апаратних засобів обробки інформації, отриманої від блоків детектування іонізуючих випромінювань (ІВ) із частотним та імпульсним виходом, зручно використовувати число-імпульсний код (ЧІК). Крім того, використання ЧІК і апаратних засобів його попередньої обробки та перетворення в позиційний код дозволяє використовувати один мікропроцесор при одночасній роботі з кількома блоками детектування іонізуючих випромінювань. При побудові дозиметрів усе ще існує ряд проблем, зокрема необхідність покращення метрологічних характеристик при компенсації мертвого часу (часу нечутливості детектора після реєстрації кванту ІВ) детекторів іонізуючих випромінювань, при врахуванні їх енергетичної залежності та ін. Основний зміст дисертаційної роботи складають результати теоретичних і практичних розробок, проведених автором при виконанні робіт згідно з галузевим тематичним планом впровадження дослідно-конструкторських робіт із створення апаратури радіаційного контролю, розділ “Системи радіаційного контролю” за 2001 р.Перший розділ присвячено опису основних параметрів ІВ та детекторів ІВ, класифікації засобів опрацювання сигналів дозиметричних детекторів, розгляду основних фізичних величин, що використовуються в дозиметрії - дози опромінення та потужності (інтенсивності) дози. У другому розділі запропоновано засоби апаратної компенсації мертвого часу дозиметричних детекторів ІВ та способи врахування їх енергетичної залежності, а також розширення динамічного діапазону вимірювань потужності еквівалентної дози (ПЕД) та еквівалентної дози (ЕД) іонізуючих випромінювань за допомогою двоканальних вимірювачів. Наявність у детектора ІВ мертвого часу призводить до короткочасної втрати чутливості детектором після реєстрації кожного кванта ІВ. Комбінаційний суматор КС1, регістр Рг1, логічний елемент “І” І1, елемент затримки ЕЗ1 та схема додавання імпульсів СД1 складають нагромаджуючий суматор з імпульсним додатним зворотнім звязком, який, використовуючи двійковий код , здійснює масштабування вхідного імпульсного потоку. Схема додавання імпульсів СД2, регістр Рг3, комбінаційний суматор КС2, логічний елемент “І” І3 та елемент затримки ЕЗ2 складають нагромаджуючий суматор з імпульсним додатним зворотним звязком, який, використовуючи отриманий раніше код , компенсує зникнення імпульсів, зумовлену мертвим часом детектора ІВ.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Список литературы
Використання в дозиметрії ІВ різних типів детекторів ІВ спричиняє необхідність розроблення універсальних засобів опрацювання вихідних сигналів цих детекторів, які мали б можливість налаштування на конкретну вихідну характеристику детектора ІВ.
Для покращення метрологічних характеристик засобів опрацювання вихідних сигналів детекторів ІВ доцільно використовувати ЧІФП, оскільки вони забезпечують роботу в реальному масштабі часу.
Показано, що компенсація мертвого часу детекторів ІВ може бути реалізована на базі ЧІФП з додатними зворотними звязками, що здійснюють опрацювання сигналу в “тілі” вихідного імпульсу детектора в реальному масштабі часу та є універсальними, оскільки дозволяють, за допомогою зміни своїх внутрішніх параметрів, налаштовуватись на роботу з різними детекторами ІВ, залежно від величин їх мертвого часу і чутливості.
Доведено, що компенсація енергетичної залежності чутливості детекторів ІВ може бути здійснена апаратними засобами на базі двійково-десяткових ЧІФП. Такий принцип компенсації може бути використаний для роботи з детекторами ІВ, що мають різну енергетичну залежність. Розроблена схема має можливість отримання результату в реальному масштабі часу в заданих одиницях без додаткового масштабування.
У випадках, коли динамічний діапазон одного детектора, з врахуванням його розширення за рахунок компенсації мертвого часу, є недостатнім, доцільно використовувати багатоканальні, зокрема двоканальні, дозиметричні пристрої. З цією метою розроблені схеми двоканальних вимірювачів, призначених для роботи з дозиметричними пристроями, реалізованими за допомогою як апаратних так і мікропроцесорних засобів.
Показано, що основним недоліком вимірювання малих значень ПЕД ІВ, із забезпеченням заданої точності, є великий час вимірювання, що зумовило необхідність розробки алгоритмів роботи пристроїв з малим часом реєстрації і з врахуванням попередніх результатів вимірювання. Розроблено алгоритм функціонування дозиметричних приладів, що дозволило забезпечити задані точність, час вимірювання та час реєстрації як для статичного, так і для динамічного режимів роботи приладів.
В результаті виконаних теоретичних досліджень розроблені цифрові базові блоки дозиметричних пристроїв, зокрема багатофункціонального дозиметра та базові блоки та алгоритми для індивідуального і пошукового дозиметрів. На цій основі можуть бути створені прилади для вимірювання різних типів іонізаційного випромінювання, що використовують різні типи детекторів.
Розроблені схеми є адаптованими до реалізації на програмованих логічних інтегральних схемах (ПЛІС) або мікропроцесорних засобах.
СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Клименко В.В., Лопачак О.М., Максимович В.М. Оцінка швидкодії число-імпульсних функціональних перетворювачів // Автоматика, вимірювання та керування. Вісник НУ “Львівська політехніка”. - Львів, 2001. - №420. - с. 57-66.
Лопачак О.М., Максимович В.М. Корекція енергетичної характеристики напівпровідникових детекторів у дозиметричних пристроях // Автоматика, вимірювання та керування. Вісник НУ “Львівська політехніка”. - Львів, 2002. - №445. - с. 83-86.
Лопачак О., Максимович В., Сторонський Ю. Пристрої для компенсації мертвого часу детекторів іонізуючого випромінювання // Компютерна інженерія та інформаційні технології. Вісник НУ “Львівська політехніка”. - Львів, 2001. - №433. - с. 41-47.
Лопачак О., Максимович В. Алгоритм роботи дозиметричних пристроїв з блоками детектування низької чутливості // Компютерна інженерія та інформаційні технології. Вісник НУ “Львівська політехніка”. - Львів, 2002. - №450. - с. 161-165.
Лопачак О.М., Максимович В.М., Сторонський Ю.Б. Багатофункціональний дозиметричний пристрій // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах: Збірник наукових праць. - Хмельницький: ТУП. - 2002. - Том 1, №9. - с. 179-183.
Dudykevych V., Lopachak O., Maksymovych V., Storonsky Y. The use of dependent count method in dosimeters design // Elektrotechnika. Metody i technika przetwarzania sygnalow w pomiarach fizycznych. Materialy IX miedzynarodowego seminarium metrologow. - Rzeszow (Poland). - 2002. - NR 192, z.22. - p. 51-55.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
