Învățați să obțineți o caracteristică numerică a unui contor de descărcare de gaze și să determinați parametrii de funcționare ai contorului și capacitatea acestuia de a funcționa. Aflați să observați pe ecranul osciloscopului forma impulsurilor de tensiune ale contorului și să găsiți valoarea timpului mort.
a) Parametrii contoarelor de descărcare gaze cu halogen
contoare cu descărcare halogen fabricate industrie acasă, umplut cu neon gaz inert cu o cantitate mică de argon și brom vapori. Aceste contoare funcționează într-un mod de autodescarcare și în comparație cu contoare alcoolice au o durată de viață considerabil mai lungă și tensiunea de funcționare mai mici.
Catodul contoarelor de halogen este de obicei realizat din oțel subțire, anodul fiind realizat din sârmă cu diametrul de 0,5-1 mm.
Caracteristica principală a contoarelor, care face posibilă evaluarea operabilității și selectarea modului normal de funcționare, este caracteristica de numărare.
Caracteristica de numărare (figura 1) este dependența frecvenței medii a impulsurilor N, adică numărul mediu de impulsuri pe unitate de timp, de la tensiunea Uc între contraelectrozi la o intensitate constantă de iradiere.
Fig. 1. Caracteristică tipică de numărare a unui contor de descărcare în gaz
Determinarea caracteristicilor de numărare din sursa de radiație ionizantă se efectuează experimental cu ajutorul unui sistem de recalculare.
Începutul caracteristicii de numărare corespunde acestei tensiuni U0. la care cea mai mare amplitudine a impulsurilor care ajung la intrarea dispozitivului de scalare atinge pragul de funcționare al circuitului de înregistrare.
Cu o creștere suplimentară a tensiunii peste contor, crește amplitudinea impulsurilor. În acest caz, toate impulsurile de contor sunt înregistrate printr-un circuit de scalare, care corespunde unei secțiuni practic orizontale a caracteristicilor de numărare, numite platou.
Pentru contoarele de halogen bune, cu un circuit corect ales pentru includerea unui platou, caracteristica de numărare are o extensie de 80-100 V.
Panta platoului se caracterizează prin valoarea relativă a creșterii numărului de impulsuri în procente pe secțiunea platoului de 1,0V și este determinată de expresia:
unde kp este panta platoului,% / B;
N2 - rata de numărare a impulsurilor la capătul platoului, imp / min;
N1 - rata de numărare a impulsurilor la începutul platoului, imp / min;
U1 este tensiunea de la începutul platoului, B;
U2 - tensiunea platoului de capăt, V
O anumită pantă a platoului se explică prin creșterea numărului și a creșterii amplitudinii impulsurilor însoțitoare. Cu cât este mai mare tensiunea pe contor, cu atât este mai mare numărul de molecule ale gazului de lucru ionizat și excitat în timpul descărcării. Aceasta crește probabilitatea de impulsuri însoțitoare. În plus, cu creșterea tensiunii pe contor, amplitudinea impulsurilor false crește, iar o parte din ele cresc provocând declanșarea circuitului de înregistrare.
La tensiuni foarte mari pe contor (în afara platoului) se produce o defecțiune electrică în volumul sensibil al gazului contorului de descărcare.
Tensiunea de funcționare a contorului este selectată în tensiunea platoului. Pentru contoarele de halogen Urab = 390 ÷ 400 V.
Contoarele serviceabile au o pantă de platou de cel mult 0.15% pe 1 V.
Forma impulsurilor de tensiune la anodul contorului este prezentată în Fig. 2.
Forma impulsurilor de tensiune la anodul unui contor de descărcare de gaze poate fi observată cu un osciloscop cu o maturare de așteptare.
La intensitățile mari de iradiere ale contorului, se observă apariția impulsurilor regulate cu o amplitudine redusă; acest lucru se datorează faptului că în momentul apariției unor astfel de impulsuri, tensiunea de pe contor nu avea timp să se recupereze la valoarea inițială.
Perioada minimă de timp după începerea descărcării de gestiune pentru care contorul este insensibil la ordinea de particule ionizate, numit „timp mort“ Tm contra.
Valoarea timpului mort pentru contoarele de halogen depinde de tensiunea din tensiunea de alimentare și de parametrii circuitului de comutare al contorului. O schemă tipică pentru comutarea unui contor de halogeni este prezentată în figura 3.
Cu o creștere a rezistenței de sarcină Rn a contorului, capacitatea Sp. a cărui valoare este compusă din capacitatea contorului, capacitatea cablajului de circuit și capacitatea de intrare a circuitului de înregistrare, iar tensiunea de alimentare a timpului mort Uch crește. La tensiunea de alimentare de funcționare și la parametrii schemei de activare a contorului recomandată de producător, tm - 20 μs.
Timpul mort al contorului determină rata maximă de numărare a impulsurilor, adică Rezoluția.
Amplitudinea impulsurilor de tensiune la anodul contorului este aproximativ egală cu supratensiunea. Astfel, de exemplu, pentru Uc = 400 V și U0 = 320 V, amplitudinea impulsurilor de tensiune este ΔU = 80 V.
Pe lângă cele de mai sus, parametrii principali ai contorului includ:
- cont propriu contra, adică rata de numărare a impulsurilor de contor introduse în ecranul de plumb;
- sensibilitatea contorului la radiația gamma;
- grosimea zidurilor, 800 mg / cm2;
- intervalul de funcționare al temperaturilor aerului ambiant;
- durabilitatea sau durata de viață a contorului, exprimată în numărul de impulsuri înregistrate pentru întreaga perioadă de funcționare a contorului.
Principalele caracteristici tehnice ale contoarelor de halogen folosite în lucrare sunt prezentate în anexa 9.
3. Sprijin material al muncii
La efectuarea lucrărilor de laborator se utilizează:
a) instalația de numărare KRVP-3;
b) unitatea de reglare a tensiunii pe contor;
c) o casă de plumb de protecție cu un suport pentru contor și o unitate potrivită;
d) contra instanța investigată;
e) un osciloscop electronic cu o maturare de asteptare;
e) emițător beta sau gamma (90 Sr-90 Y, 60 Co, 137 Cs).
Instalația de numărare KRVP-3 (fig.4) are pe panoul frontal comutatorul de comutare "On. rețea "(1) și comutatorul comutator" Verificați. Lucrare »(2).
Schema de recalculare a instalației este activată prin apăsarea butonului "Start" (3) al cronometrului. Când butonul "Start" este apăsat din nou, numărul de impulsuri se oprește și data viitoare când apăsați afișajul afișajului informativ (4) și cronometrul la zero.
Informațiile cu privire la numărul de impulsuri înregistrate sunt reprezentate de cinci drojdii cu gaz. Capacitatea contului este de 5 ordine de mărime.
Rotirea potențiometrului "Discrimination Level" (5), al cărui mâner este amplasat sub slotul panoului frontal, stabilește pragul necesar pentru funcționarea circuitului de scalare.
Unitatea de comandă pentru tensiunea de alimentare a contorului (Fig. 5) are un comutator (1), comutatorul de alimentare la contoarele de descărcare și scintilație.
Reglați tensiunea rotiți butonul potențiometrului "Plato" (2). Controlul de tensiune al contorului de descărcare a gazului este efectuat pe scala inferioară a voltmetrului (3).
Atenție vă rog! Scala inferioară ar trebui crescută de 2 ori.
1. Să cunoască partea materială a lucrării de laborator și să includă și să verifice operabilitatea instalației KRVP-3.
Procedura de activare și verificare a instalării este următoarea:
- verificați controlul starea inițială, în care comutatorul „Rețea-On„trebuie să fie în“rețea«și uscător de rufe»Check-muncă«- în»Iov";
- pragul de discriminare este setat la 0,5 V rotind butonul de potențiometru spre stânga până când se oprește;
- verificați fabrica de ceas, setați cronometrul în starea "Resetare" apăsând butonul "Start";
- aplicați tensiune în dispozitiv. Porniți comutatorul de rețea în poziția "Pornit", lampa de semnalizare se aprinde, iar decathronurile se vor aprinde;
- după 3 minute de warm-up pentru a garanta buna funcționare a dispozitivului pentru deplasarea comutatorului de selectare „Work-test“ la „test“ prin apăsarea butonului „Start“ permite circuitului de scalare și după 10 secunde prin apăsarea butonului „Start“ pentru a opri cronometrul și de numărare circuite. Numărul de impulsuri înregistrate de decathroni trebuie să fie 1000;
- Schimbați "Work-check" în poziția "Work". Apăsați butonul "Start" pentru a reseta scalarea și cronometrul.
2. Scoateți caracteristica de numărare a contorului de descărcare de gaz în cauză. Pentru a face acest lucru aveți nevoie de:
- Pentru a instala o sursă de radiații ionizante împotriva unui contor într-o casă de protecție. Sursa trebuie să furnizeze o viteză de numărare în intervalul 500 ÷ 800 imp / s;
- Porniți graficul de scalare apăsând butonul "Start" al cronometrului;
- crescând treptat tensiunea de alimentare pe contor prin rotirea potențiometrului "Plateau", determinând tensiunea de numărare la începutul înregistrării pulsului cu decathroni;
- determinați tensiunea U0 de mai multe ori și selectați valoarea medie folosind formula:
- după determinarea U0, apăsând butonul "Start" al cronometrului de două ori, opriți circuitul de scalare și resetați citirile decathron;
- începe să elimine punctele caracteristice de numărare, începând cu U0 și apoi la fiecare 20 V;
- calculul ratei de numărare pentru fiecare valoare a tensiunii de alimentare se efectuează de 6 ori timp de 10 s;
- Eliminarea finisare de răspuns de numărare cu o creștere bruscă a ratei pulsului numărului fix prin indicații decatrons sau după aplicarea contorul de tensiune maximă, care poate furniza o unitate de control de tensiune;
- Selectați tensiunea de funcționare a contorului de la condiție
3. Determinați valoarea fondului intrinsec al contorului în cauză, pentru care eliminați sursa de radiație de pe contor și efectuați o măsurătoare a numărului de impulsuri în 5 minute. Valoarea fundalului proprii este determinată de expresia:
unde Nφ este numărul de impulsuri;
tf - timpul de măsurare (5 minute)
4. Folosind un osciloscop, urmăriți modificarea formei impulsurilor de tensiune la anodul contorului la diferite tensiuni de alimentare.
Atenție vă rog! Activarea osciloscopului este efectuată de un tehnician de laborator sau de un profesor;
- setați tensiunea de lucru a sursei de alimentare pe contor, trageți forma pulsului de tensiune și calculați amplitudinea acesteia prin rețea;
- Cu ajutorul calibratorului de durată, determinați durata impulsului și valoarea timpului mort.
5. Creați caracteristica de numărare în următoarea secvență:
- să construiască o caracteristică de numărare la fiecare 20 V;
- determină rata de numărare pentru fiecare valoare a tensiunii de alimentare de 3 ori pe minut și calculează valoarea medie a vitezei de numărare
Pentru a construi graficul caracteristicii de numărare, determinați varianța valorii medii a ratei de numărare
unde ni este rata de numărare a unei singure măsurători, imp / min;
n este numărul de măsurători (în cazul nostru n = 3).
Valoarea reală a vitezei de numărare măsurată va fi în intervalul de încredere
cu o probabilitate P = 0,905.
La construirea graficului caracteristicilor de numărare, amânați valoarea totală a intervalului de încredere egală cu
Rezultatele experimentului și calculele sunt rezumate în tabelul 1.