DD155021A1 - Schaltungsanordnung zur gleichzeitigen messung der dosis und dosisleistung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur gleichenzeitigen Messung der Dosis und Dosisleistung undfaellt in das Gebiet der Dosimetrie, insbesondere der Nuklearmedizin. Das Ziel der Erfindung ist es, Dosimeter fuer die gleichzeitige Messung von Dosis und Dosisleistung auszulegen, ohne dass dadurch ein wesentlich hoeherer Aufwand und groessere Messfehler entstehen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Ausgangsspannung eines Elektrometerverstaerkers mit Hilfe eines Spannungs-Frequenz-Wandlers in elektrische Impulse umgesetzt und diese Impulse ueber jeweils eine Torschaltung auf zwei Impulszaehler gefuehrt werden. Die Steuereingaenge der Torschaltungen sind an einem Taktgeber bzw. an eine Steuerstufe angeschlossen. Der Zaehlinhalt des einen Impulszaehlers entspricht dabei der Dosisleistung und der des zweiten Impulszaehlers der Dosis, die in der Zeit anliegt, waehrend der sich die Steuerstufe im Zustand "Start" befindet. Die Anzeige der Dosis und Dosisleistung erfolgt durch eine mit einem Speicher arbeitende digitale Anzeige, die wahlweise einem der beiden Impulszaehler zugeschaltet wird. Die Erfindung kann in der Dosimetrie, insbesondere in der Nuklearmedizin angewendet werden.

Description

Titel der Erfindung

Schaltungsanordnung zur gleichzeitigen Messung der Dosis und Dosisleistung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung die es ermöglicht, mit einem Dosimeter die Dosis und Dosisleistung gleichzeitig zu messen, anzuzeigen und zu verarbeiten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Dosimeter verwenden als Strahlungsdetektor größtenteils Ionisationskammern.

Der in diesen Kammern entstehende Ionisationsstrom ist proportional der vorhandenen Dosisleistung. Die Dosis ist das Integral der Dosisleistung über die Zeit. Es sind Dosimeter bekannt (Gerätebeschreibung "Klinisches Dosimeter 27 012" des YEB Robotron Meßelektronik "Otto Schön" Dresden), mit denen sich die Dosis und Dosisleistung messen laßt. Je nach Betriebsart befindet sich im Eingang des Elektrometerverstärkers entweder ein Widerstand oder ein Kondensator. Fließt der Ionisationsstrom der Kammer durch den Widerstand, so ist der entstehende Spannungsabfall proportional der Dosisleistung. Fließt er in den Kondensator, so ist die entstehende Ladespannung proportional der Dosis.

Diese Geräte besitzen den Nachteil, daß eine gleichzeitige Messung von Dosis und Dosisleistung nicht möglich iut. Außerdem ist die Dauer der Dosismessung auf Grund der im Eingang des Elektrometerverstärkers wirksamen endlichen Zeitkonstante begrenzt.

Weiterhin sind Geräte bekannt (Gerätebeschreibung "DOSBIENTOR" der Firma Physikalisch-Technische Werkstätten Freiburg), die

-eine gleichzeitige Messung von Dosis und Dosisleistung dadurch ermöglichen, daß zwei Geräte, ein Dosisintegrator und Dosisleistungsmesser parallel betrieben werden· Beide Geräte arbeiten mit einem Analog-Digital-Wandler. Der Dosisintegrator mißt die am Analogausgang des Dosisleistungsmessers anliegende Gleichspannung.

Diese Lösung besitzt die Nachteile, daß zwei Geräte benötigt werden und in jedem Gerät eine Analog-Digital-Wandlung erfolgt. Dadurch entsteht neben wesentlich höherem Aufwand auch ein größerer Meßfehler.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Dosimeter für die gleichzeitige Messung von Dosis und Dosisleistung auszulegen, ohne daß dadurch ein wesentlich höherer Aufwand und größere Meßfehler entstehen.

Die zulässige Zeitdauer der Dosismessung soll beliebig lang sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung löst die Aufgabe, die bei den bekannten technischen Lösungen aufgeführten Nachteile uneingeschränkt dadurch zu beseitigen, daß die Ausgangsspannung eines eingangsseitig mit einem Widerstand arbeitenden Elektrometerverstärkers durch einen Spannungs-Frequenz-Wandler in Impulse umgesetzt wird, so daß deren Frequenz der Dosisleistung entspricht und daß die Impulse durch zwei Impulszähler ausgewertet werden. Der Steuereingang der Torschaltung und der Nullstelleingang des ersten Impulszählers werden von einem Taktgeber zyklisch so gesteuert, daß der Zählinhalt der Dosisleistung entspricht. Der Steuereingang der Torschaltung und der Nullstelleingang des zweiten Impulszählers werden von einer Steuerstufe gesteuert, so daß der zweite Impulszähler während des Betriebszuetandes "Start" zählt und der Zählinhalt der in аіезег Zeit aufgetretenen Dosi3 entspricht·

Die Informationseingänge einer mit einem Speicher arbeitenden digitalen Anzeige sind wahlweise an die Informationsausgänge eines der beiden Impulszähler angeschlossen. Die Informationseingabe in den Speicher erfolgt jeweils· durch den Taktgeber,

wenn dieser die Torschaltung des für die Messung der Dosisleistung bestimmten Impulszählers sperrt.

Die Merlanale der Erfindung bestehen darin, daß erfindungsgemäß der Ausgang des Elektrometerverstärkers mit dem Eingang eines Spannungs-Frequenz-Wandlers und der Ausgang desselben über je eine Torschaltung mit den Zähleingängen von zwei Impuls zählern verbunden sind.

Der Steuereingang der Torschaltung des ersten Impulszählers sowie dessen Nullstelleingang sind an den Ausgang eines Taktgebers, der Steuereingang der Torschaltung des zweiten Impulszählers sowie dessen Nullstelleingang an den Ausgang einer Steuerstufe angeschlossen. Die Steuerstufe läßt sich in die Betriebszustände "Start" und "Stop" schalten. Eine Schaltvorrichtung verbindet wahlweise die Informationseingänge des zu einer digitalen Anzeige gehörenden Speichers mit den Informationsausgängen eines der beiden Impulszähler. Der Steuereingang des Speichers ist mit dem Ausgang des Taktgebers verbunden.

Ausführungsbeispie1

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispie1 sowie an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden. Der Elektrometerverstärker 1 arbeitet im Eingang mit einem Höchstohmwiderstand über dem der lonisationsstrom der als Strahlungsdetektor verwendeten Kammer einen der Dosisleistung proportionalen Spannungsabfall erzeugt. Die Ausgangsspannung des Elektrometerverstärkers 1 ist auf den Eingang des Spannungs-Frequenz-Wandlers 2 geführt.

Verstärkung und Umsetzungsfaktor sind so gewählt, daß eine Dosisleistung von DL = 1 mA/kg = 1000 μΑ/kg eine Impulsfolgefrequenz f = 1000 Imp./s erzeugt.

Der Ausgang des Spannungs-Prequenz-Wandlers 2 ist über die Torschaltung 3 bzw. 4 mit dem Zähleingang des Impulszählers bzw. 6 verbunden.

Der Taktgeber 7 liefert positive Impulse von 10 μβ Breite und 1 s Impulsabstand. Diese Impulse sind auf den Steuereingang der Torschaltung 3 und den Nullstelleingang des Impulszählers 5 geführt. Die Torschaltung 3 ist nur dann gesperrt, solange der positive Taktimpuls anliegt. Die negative Flanke dieses

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Impulses bewirkt für die Dauer von etwa 1 μ8 die Nullstellung des Impulszählera 5· Nach der Nullstellung erhält somit der Impulszähler 5 über eine Zeit von 1 s abzüglich 10 \лз und 1 μ die Ausgangsimpulse des Spannungs-Frequenz-Wandlers 2. Dieser Vorgang verläuft zyklisch, wobei der Zählinhalt bei einer Dosisleistung von z. B· 1000 μΑ/kg = 1000 Imp./s χ (1 s - 11 μβ) - 1000 Impulse beträgt und somit der Dosisleistung entspricht.

Die Steuerstufe 8 besitzt die beiden Zustände "Start" und "Stop".

Ihr Ausgang ist mit dem Steuereingang der Torschaltung 4 und dem Nullstelleingang des Impulszählers 6 verbunden. Im Zustand "Stop" liefert sie ein positives Signal, daß eine Sperrung der Torschaltung 4 bewirkt. Im Zustand "Start" wird daraus ein O-Signal, das die Torschaltung 4 öffnet. Der beim Übergang von "Stop" auf "Start" entstehende negative Spannungssprung bewirkt für die Dauer von etwa 1 μο die Nullstellung des Impulszählers 6.

Bleibt der Zustand "Start" a. B. 5 s lang bestehen, beträgt der Zahlinhalt des Impulszählers 6 bei einer Dosisleistung von 1000 μΑ/kg = 1000 Impulse/s χ 5 s = 5000 Impulse. Das entspricht der während dieser Zeit vorhandenen Dosis von DL χ t = 1000 μΑ/kg χ 5 s = 5000 μΑΒ/kg. Somit ist also die gleichzeitige Ermittlung der Dosis und Dosisleistung möglich.

Die Informationseingänge der digitalen Anzeige 9 sind mit den Informationsausgängen des Speichers 10 verbunden. Über den Schalter 11 lassen sich wahlweise die Informationsausgänge des Impulszählers 5 oder 6 mit den Informationseingängen des Speichers 10 verbinden· Der Steuereingang des Speichers 10 ist an den Ausgang des Taktgebers 7 angeschlossen.

Die Informationseingabe in den Speicher 10 erfolgt innerhalb von 1 μ8, wenn der Taktgeber 7 den positiven Impuls abgibt, der gleichzeitig die Torschaltung 3 sperrt.

Bei der Anzeige der Dosis erfolgt somit die fJeßwerteingabe auch zyklisch im Abstand von jeweils 1s.

Eine gleichzeitige Anzeige von Dosis und Dosisleistung ist prinzipiell auch möglich. Hierzu werden jedoch die Informa-

tionsausgänge der beiden Impulszähler 5> 6 jeweils an einen separaten Speicher mit digitaler Anzeige angeschlossen. Der Schalter 11 entfällt in diesem Fall.

Claims (2)

Erfindungsanspruch

1· Schaltungsanordnung zur gleichzeitigen Messung von Dosis und Dosisleistung, die als Strahlungsdetektor eine Ionisationskammer verwendet und im Eingang des Elektrometerverstärkers einen Widerstand besitzt, gekennzeichnet dadurch, daß der Ausgang des Elektrometerverstärkers (1) mit dem Eingang eines Spannungs-Frequenz-Wandlers (2) und der Ausgang des Spannungs-Frequenz-Wandlers (2) über je eine Torschaltung (3> 4) mit den Zähleingängen von zwei Impulszählern (5> 6) verbunden sind, wobei der Steuereingang der einen Torschaltung (3) und der Nullstelleingang des dazugehörenden Impulszählers (5) an den Ausgang eines Taktgebers

(7) angeschlossen sind, so daß der Zählinhalt dieses Impulszählers (5) proportional der Dosisleistung ist und daß der Steuereingang der zweiten Torschaltung (4) und der Nullstelleingang des dazugehörenden ImpulsZählers (6) mit dem Ausgang einer Steuerstufe (8) verbunden sind, so daß der Zählinhalt dieses Impulszählers (6) der Dosis entspricht, die in der Zeit vorhanden ist, während der sich die Steuerstufe

(8) im Zustand "Start" befindet.

2· Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Informationsausgänge der beiden Impulszähler (5, 6) über einen Schalter (11) wahlweise mit den Informationseingängen eines Speichers (10), die Informationsausgänge des Speichers (10) mit den Informationseingängen einer digitalen Anzeige (9) und der Steuereingang des Speichers (10) mit dem Ausgang des Taktgebers (7) verbunden sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen