IT8422146A1

IT8422146A1 - Procedimento e disposizione per stabilizzare automaticamente un rivelatore a scintillazione

Info

Publication number: IT8422146A1
Application number: ITMI1984A022146A
Authority: IT
Original assignee: Endress Hauser Gmbh Co
Priority date: 1983-08-04
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1986-01-31
Also published as: SE457669B; SE8403846L; SE8403846D0; CH665291A5; DE3328256A1; IT8422146A0; NL8402292A; GB2147696A; FR2550339A1; US4611117A; IT1176515B; FR2550339B1; JPH0374957B2; DE3328256C2; GB2147696B; GB8419672D0; JPS60185187A

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

j

L

[STEMMA]

A T T E S T A T O

La Endress u? Hauser GmbH u. C?> ,

Il Sig.

a 7867 Maulburg ?

ha depositato una domanda di brevetto d'invenzione industriale avente per titolo:

"Procedimento e disposizione per stabilizzare

automaticamente un rivelatore a scintillazione1'

^ 4 Agosto 1983

presso l'Ufficio Brevetti Germanico.

I documenti allegati sono una copia fedele ed esatta d _e / i documenti originali di questa domanda di brevetto* .11 riassunto allegato, che ? da aggiungere alla domanda di brevetto, senza tuttavia costituire parte sostan-, ziale della stessa, concorda con l' originale depositato ? il 4 Agosto 1983.

Alla domanda ? stato assegnato provvisoriamente dall'Ufficio Brevetti il Simbolo G 01 T 1/208, B 65 D 90/48 e G 01 F 23/28

della Classificazione Intemazionale dei Brevetti .

(SIGILLO.) Monaco, 17 Agosto 1984

Il Presidente dell 'Ufficio Brevetti Germani Numero degli Atti: In Rappresentanza:

P 33 28 256.0 . ? F. to S trache _

:

PRINZ, BUNKE" & PARTNER

2 Agosto 1983 Endress u. Hauser GmbH u. Co

Hauptstrape 1

7867 Maulburg

Unser Zeichen: E 1090

"Procedimento.' e disposizione per stabilizzare automaticamente un rivelatore a scintillazione"

L 1invenzione si riferisce ad un procedimento per stabilizzare automaticamente un rivelatore a scintillazione, specialmente un rivelatore a scintillazione in plastica, con l?usilio di una sergente luminosa fatto funzionare a impulsi, i cui impulsi luminosi vengono ricevuti dal convertitore fotoelettrico del rivelatore a scintillazione, e inoltre con l'ausilio di un circuito di controllo, che interviene in seguito ai segnali di uscita, prodotti da- 3 - Ing.Barzan? & Zanardo * ?* .?>.

gli impulsi luminosi, del convertitore fotoelettrico (impulsi di riferimento), nonch? si riferisce ad una disposizione per attuare il procedimento.

In un procedimento noto dal brevetto

EP-OS 0066 763 La sorgente luminosa, funzionante a impulsi e formata da un diodo luminoso, viene comandata in modo che essa emette impulsi luminosi di intensit? costante. Questi .impulsi luminosi dopo riflessione e dispersione su una lastra di vetro coprente il cristallo di scintillazione, arrivano sul moltiplicatore fotoelettronicc che forma il convertitore fotoelettrico del rivelatore a scintillazione. Il circuito di controllo contiene un rivelatore di valore massimo determinante il valore massimo di ogni impulso di riferimento. Il valore massimo rilevato viene raffrontato, in un circuito di regolazione a guadagno, con un valore prescritto, e il circuito di regolazione a .guadagno regola il guadagno del moltiplicatore fotoelettronico mediante azione su una o piu delle sue resistenze di partitore di tensione, in modo tale che i valori massimi degli impulsi di riferimento vengono mantenuti al valore pre scritto. In tal modo il guadagno del moltiplicatore fotoelettronico viene continuamente mantenuto ad un valore costante. La sorveglianza e la regolazione del - 4 - Ing.Barzan? & Zanardo guadagno avvengono in particolare interamente secondo tecnica analogica.

L'invenzione si pone il.compito di realizzare un procedimento, con cui la valutazione degli impulsi di riferimento necessari per la stabilizzazione avviene digitalmente ed inoltre si adatta pertanto assai bene per l'impiego nei contatori a scintillazione operanti digitalmente.

Secondo l'invenzione questo problema viene risolto per il fatto che l?intensit? degli impulsi luminosi viene modulata in base ad una funzione periodica preassegnata, inoltre per il fatto che in ogni periodo di modulazione il numero degli impulsi di riferimento, la cui ampiezza supera un valore di soglia di riferimento preassegnato e rientrante nell'intervallo di modulazione, viene determinato o viene impiegato per la stabilizzazione.

Per il procedimento secondo l'invenzione la valutazione degli impulsi di riferimento avviene allo scopo di stabilizzare mediante semplice conteggio gli impulsi che superano il valore di soglia di riferimento. Il circuito di controllo pertanto ha sostanzialmente la stessa struttura del circuito valutatore digitale, che ? impiegato solitamente in contatori a scintillazione e nel quale vengono conta- 5 - Ing.Barzan? & Zanardo * J i

ti impulsi di scintillazione superanti un determinato valore di soglia. Questi circuiti pertanto possono essere formati impiegando convenzionali circuiti digitali integrati.

Il numero di impulsi ottenuto mediante conteggio degli impulsi di riferimento in ogni periodo di modulazione, pu? essere impiegato.per la regolazione del guadagno. Un particolare vantaggio del procedimento secondo l?invenzione consiste in particolare nel fatto che il numero di impulsi ottenuto pu? essere-impiegato direttamente per correggere il risultato di misurazione digitale fornite dal circuito valutatore, senza che si renda necessaria ima compensazione delle influenze che hanno portato ad una variazione della percentuale degli impulsi.

Questa possibilit? ? opportuna specialmente quando la valutazione del risultato di misurazione digitale avviene mediante un microcalcolatore.

Esecuzioni vantaggiose ed ulteriori sviluppi del procedimento secondo l?invenzione nonch? una disposizione preferita per attuare il procedimento sono caratterizzate nelle sottorivendicazioni. '

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della invenzione risultano dalla seguente descrizione di e- 6 ? Ing.Barzan? & Zanardo 4 I

sempi di realizzazione in base al disegno.

In particolare:

La figura ? mostra una rappresentazione schematica di una disposizione per misurare il livello di riempimento in un recipiente con l'ausilio di un rivelatore a scintillazione in plastica,

La figura 2 mostra il diagramma temporale di impulsi'impiegati nella disposizione della figura 1.

La figura 3 mostra lo schema a blocchi di un esempio di realizzazione del circuito di valutazione e del circuito di controllo della figura 1, con maggiori dettagli,

La figura 4 mostra lo schema a blocchi di un altro esempio di realizzazione del circuito valutatore e del circuito di controllo della figura 1,

La figura 5 mostra lo schema di un esempio di realizzazione del circuito di comando delle figure 1, 3 e 4,

La figura 6 mostra una rappresentazione schematica di una forma di realizzazione modificata della disposizione di misurazione di livello di riempimento ,

La figura 7 mostra un esempio del colle- '? ~ Ing.Barzan? & Zanardo gamento delle fotoguide con gli scintillatori in plastica nella disposizione di misurazione del livello di riempimento della figura 6, e

?La figura 8 mostra altri esempi del collegamento delle fotoguide con gli scintillatori in plastica nella disposizione di misurazione del livello di riempimento della figura 6.

Come esempio di applicazione per un rivet

latore a scintillazione ?0 in plastica la figura 1 mostra la misurazione del livello di riempimento in un recipiente 12. Sul lato del recipiente 12 ? disposto uno scintillatone 14 in plastica, che si e-.s.tende sull'intera altezza del livello di riempimento da rilevare. Sul lato opposto del recipiente 12 ? sistemata una sorgente 16 di raggi gamma, la cui radiazione ? diretta attraverso il recipiente 12 ed il materiale 18 di riempimento, ivi contenuto, sullo scintillatone i4 in plastica. La radiazione gamma sorbita dal materiale di riempimento 18 pi? fortemente che dall'aria che si trova al di sopra del materiale di riempimento, cos? che l'intensit? della radiazione gamma che incontra lo scintillatone 14 in plastica dipende dal livello di riempimento nel recipiente. Conseguentemente anche il numero e l'intensit? dei lampi di luce prodotti nello scintil - 3 - Ing.Barzan? & Zanardo ? -1 r

latore 14 in plastica per effetto della radiazione gamma dipendono dal livello di riempimento nel recipiente 12.

Per rilevare e'valutare i lampi di luce prodotti nello scintillatore 14 in?plastica nella maniera usuale ad un'estremit? dello scintillatore in plastica ? applicato un convertitore fotoelettrico 20, solitamente un moltiplicatore fotoelettronico, che converte ogni lampo di luce in arrivo in un impulso elettrico. L'uscira del moltiplicatore fotoelettronico 20 ? collegata con un circuito valutatore e? lettronicc 22, in cui vengono contati gli impulsi .elettrici, la cui ampiezza supera una preassegnata soglia di discriminatori. Il risultato del-conteggio viene impiegato per indicare il livello di riempi-, mento nel recipiente 12.

Esiste la necessit? di stabilizzare ed inoltre di sorvegliare automaticamente il rivelatore a scintillazione in plastica per riconoscere e compensare influenze che pregiudicano la misurazione. Per effetto di variazioni nello scintillatore in plastica (intorbidimento, riduzione della resa lu--minosa) e per effetto della caduta del guadagno del moltiplicatore fotoelettronico, con il passare del tempo sempre pi? impulsi scendono al di sotto della - 9 - Ing.Earzan? & Zanardo soglia del discriminatore, cos? che nel contatore del circuito valutatore essi non vengono pi? contati. Per il rivelatore a scintillazione in plastica della figura 1 sono stati presi accorgimenti per compensare questi fenomeni e stabilizzare in tal modo il funzionamento dello scintillatone in plastica.

A tale scopo all'estremit? dello scintillatore -]4 in plastica, contrapposta al moltiplicatore fotoelettror?ico 20, ? disposta una sorgente luminosa di riferimento 24, la .quale vi.ene comandata mediante un circuito di comando 26, in modo che essa emette corti impilisi luminosi di riferimento, che attraversando lo scintillatone in plastica incontrano il moltiplicatore fotoelettronico 20. Con l'uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20 oltre al circuito valutatore 22 ? collegato un circuito di controllo 28 eseguito in modo che esso interviene in seguito agli impulsi di uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20, che provengono dagli impulsi luminosi della sorgente luminosa 24, ma non interviene in seguito agli impulsi di uscita che provengono dai lampi luminosi di scintillazione prodotti dalla radiazione gamma.

La particolarit? della disposiziona di sta-, bilizzazione rappresentata nella figura 1 consiste - 10 - Ing.Barzan? SeZanardo

nel fatto che l'intensit? degli impulsi luminosi emessi dalla sorgente luminosa 24 non ? costante ma

viene modulata periodicamente dal .circuito di comando

26 in dipendenza del tempo. La figura 2 mostra la intensit? I degli impulsi luminosi in funzione del

tempo t'per il caso preferito in cui la modulazione avviene conuna funzione a denti di sega con il periodo di modulazione ?7?. Il periodo di modulazione T

? grande rispetto al periodo di ripetizione T degli impulsi luminosi, cos? che in ogni periodo di modulazione T ? contenuto un gran numero di impulsi luminosi. Nell'esempio di realizzazione descritto successivamente del circuito di comando 26 il periodo

di modulazione T = 16 sn e gli impilisi luminosi vengono emessi con una frequenza di ripetizione di 32 Hz, cos? che essi hanno un periodo di ripetizione T = 31,25 ms. In ogni periodo di modulazione T rientrano pertanto

512 impulsi luminosi. La durata di ogni impulso luminoso ? di nuovo assai piccola rispetto al periodo

di ripetizione T ; essa ? ad esempio di 200 ns.

In ogni periodo di modulazione l'intensit? degli impulsi luminosi a partire da un valore massimo I diminuisce linearmente verso un valore

max

minimo I . , e all'inizio del successivo periodo di

min

modulazione essa scatta di nuovo riportandosi sul valo. , ? 1 1 ? Ing.Barzan? & Zanardo ? .

re massimo I . Fra i due valori limite I

max max e Imi.n si trova l?intervallo di modulazione. La sorgente luminosa di riferimento 24 ? preferibilmente un diodo luminoso, poich? esso risulta particolarmente adatto per l'emissione di corti impulsi luminosi a modulazione di ampiezza. Ci? viene supposto nella seguente descrizione.

Impulsi di uscita elettrici, derivanti dagli impulsi luminosi di riferimento, del moltiplicatore fotoelettronico 20 sono proporzionali agli impulsi luminosi, cos? che il diagramma della figura 2 rappresenta anche 1'andamento temporale di questi impulsi di uscita che vengono chiamati impulsi di riferimento.

La figura 3 mostra un esempio di realizzazione del circuito di controllo 28 che permette la valutazione degli impulsi luminosi, rappresentati nella figura 2, allo scopo di stabilizzare il rivelatore a scintillazione in plastica.

Nella figura 3 sono di nu?vo rappresentati il rivelatore a scintillazione 10 in plastica con lo scintillatone 14 in plastica e il moltiplicatore fotoelettronico 20 nonch? il diodo luminoso 24, funzionante a impulsi, e il suo circuito di comando 26 della figura 1. La struttura del circuito di valu- 12 - Ing.Barzan? & Zanardo <i ? .

tazione 22 ? mostrata con maggiori dettagli. Essa contiene un discriminatore di ampiezza 30 ed un contatore misuratore 32. L'entrata del discriminatore di ampiezza 30-tramite un condensatore di separazione 34, che mantiene lontane componenti indesiderate di tensione continua, ? collegata con la uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20. Il discriminatore di'ampiezza fa.passare degli impulsi di uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20 soltanto quelli che superano una soglia preassegnata, che ? ad esempio di 0,2 V. L'uscita del discriminatore di ampiezza 30 tramite un circuito porta 31 ? collegata con 1*entrata di conteggio del contatore di misurazione 32, cos? che il contatore misuiratore conta tutti gli impulsi di uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20, la cui ampiezza ? superiore a 0,2 V. Poich? gli impulsi provenienti dai lampi luminosi di scintillazione hanno una durata brevissima, dello ordine di grandezza di circa 10 ns, per il contatore di misurazione 32 si dovr? impiegare un contatore veloce, che interviene in seguito ad impulsi cos? corti. A tale scopo ? adatto ad esempio un contatore TTL,

Il rivelatore a scintillazione 10 in plastica collegato con il circuito valutatore 22 forma un contatore a scintillazione di modalit? costruttiva - 13 - Ing.Barzan? & Zanardo

? I

convenzionale, il cui risultato di misurazione, rappresentato dal volume di conteggio del contatore 32, ottenuto in una unit? di tempo preassegnata, pu? essere valutato in maniera usuale.

Il circuito di controllo-28 in maniera analoga contiene un discriminatore di ampiezza 36 ed un contatore di riferimento 38. L'entrata del discriminatore di ampiezza 36 tramite un condensatore di separazione 40, che mantiene lontane componenti indesiderate di tensione continua, ? collegata con la uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20. La uscita del discriminatore di ampiezza 36 ? collegata da un lato tramite un circuito a porta 37 con la entrata di conteggio del contatore di riferimento 38 e dall'altro lato con l'entrata di comando del circuito a porta 31. La entrata di comando del circuito a porta 37 ? connessa ad una uscita 26a del circuito di comando 26. In tal modo il contatore di riferimento 38 conta quegli impulsi di uscita del moltiplicatore fotoalettronico 20, la cui ampiezza supera la soglia del discriminatore di ampiezza 36 e vengono lasciati passare dal circuito a porta 37. La soglia del discriminatore di ampiezza 36 ? impostabile con l'ausilio di un generatore 44 di valori di soglia. Questa soglia del discriminatore viene in- 14 - Ing.Barzan? & Zanardo ? * ?

dicata come valori di soglia di riferimento S^.

Il circuito a porta 37 ? normalmente chiuso e.viene aperto per breve tempo mediante impulsi for- -niti dall'uscita 26a del circuito di comando -26. Il circuito a porta 31 ? normalmente aperto e viene chiuso per breve tempo mediante ogni impulso di uscita del discriminatore di ampiezza 36.

Le uscite a stadi del contatore di riferimento 33 sono collegate con le entrate di un registro 48. Una ulteriore uscita 26b del circuito di comando 26 ? colleg?ta con un'entrata di ripristino del contatore di rifermento 38 e con un'entrata di attivazione del registro 48. Quando dalla uscita 26a del circuito di comando 26 viene fornito un impulso, il volume di conteggio del contatore di riferimento 38 viene trasferito nel registro 48 e contemporaneamente il contatore di riferimento 38 viene riportato a zero. Lo stesso impulso pu? essere applicato anche all'entrata di ripristino del contatore misuratore 32, quando questo dovr? avere lo st.esso periodo di conteggio del contatore di riferimento 38.

Se si suppone che gli impulsi rappresentati in figura 2 sono gli impulsi di riferimento forniti dal moltiplicatore fotoelettronico 20, il valore di soglia di riferimento SR mediante il generatore 44 ? 15 ? ing.Barzano oc zanarcio < ? *.

di valori di soglia viene impostato in modo che esso ? compreso nell'intervallo di modulazione fra la massima ampiezza degli impulsi I r e la minima ampiezza degli impulsi 1^ dagli impulsi modulati a dente di sega. Questo valore di soglia di riferimento SR ? situato molto pi? in alto della soglia del discriminatore di ampiezza 30; esso pu? essere ad esempio di 4 V. Nella figura 2 ? riconoscibile il fatto che in tal caso in ogni periodo di modulazione T un determinato' numero di impulsi supera la soglia di riferimento ? , quando gli impulsi rimanenti rimangono al di sotto della soglia di riferimento. Il contatore di riferimento 38 conta soltanto quegli impulsi di riferimento la cui ampiezza supera il valore di soglia di riferimento SR. Il circuito di comando 26 alla fine di ogni periodo di modulazione T sulla uscita 26b fornisce un impulso che attiva la trasmissione del volume di conteggio del contatore di riferimento 3.8 nel registro 48 e riporta su zero il contatore di riferimento 38, in modo che esso nel successivo periodo di modulazione ricomincia a contare, dall'inizio. Pertanto alla fine di ogni periodo di modulazione nel registro 48 si trova un numero indicante il numero degli impulsi di riferimento che in questo periodo di modulazione superano la soglia - 16 - Ing.Barzan? & Zanardo di riferimento S . Questo numero rappresenta un cri? "terio per stabilire se il rivelatore a scintillazione 10 di plastica opera in maniera invariata. Se infatti i lampi luminosi prodotti dalla radiazione gamma in conseguenza di un intorbidamento o di altra variazione dello scintillatone 14 di plastica vengono indeboliti, oppure quando diminuisce il guadagno del moltiplicatore fotoelettronico 20, questi fenomeni agiscono nella stessa maniera anche sugli impulsi luminosi prodotti dal diodo luminoso 24. Conseguentemente diminuisce il numero degli impulsi di riferimento che superano la soglia di riferimento S_., e conseguentemente alla fine di ogni periodo di modulazione T un numero pi?-piccolo lo si trova nel registro 48. Questo effetto pu? essere utilizzato per stabilizzare il rivelatore a scintillazione 10 di plastica.

Nell'esempio di realizzazione rappresentato in figura .3 la stabilizzazione del rivelatore a scintillazione 10 di plastica avviene per il fatto che 11 guadagno del moltiplicatore fotoelettronico 20 viene regolato con l'ausilio del circuito di regolazione, in cui viene inserito il circuito di controllo 28, in modo che il numero inserito nel registro 48 alla fine di ogni periodo di modulazione - 17 - Ing.Earzan? & Zanardo

* ? "(I

Tw viene mantenuto ad un valore costante. A tale j M

scopo l'uscita del registro 4.8 ? collegata con il regolatore di tensione 50, che agisce sul generatore 52 di alta tensione del moltiplicatore fotoelettronico. Quando il numero inserito nel registro 48 scen de al di sotto del valore preassegnato prescritto, il regolatore di tensione 50 fa aumentare l'alta tensione del moltiplicatore fotoelettronico 20, fino a quando il numero degli impulsi di riferimento contati in ogni periodo di modulazione raggiunge nuovamente il valore prescritto. In tal caso gli impulsi di riferimento hanno di nuovo l'ampiezza prescritta rispetto al valore di soglia di riferimento S ? I fenomeni di invecchiamento dello scintillatone 14 di plastica e/oppure del moltiplicatore fotoelettronico 20 risultano quindi compensati da un elevato guadagno del moltiplicatore fotoelettro? nico 20. Questa compensazione agisce nella stessa maniera sugli impulsi di scintillazione, cos? che viene corretto anche il risultato d?lia misurazione fornito dal circuito valutatore 22.

Quando il regolatore di tensione 50 ? un regolatore di tensione digitale, esso pu? valutare direttamente il segnale di uscita digitale del registro 48. Impiegando un regolatore di tensione ana? ? 18 ? Ing.Barzan? & Zanardo

i t

logico si inserisce un adatto convertitore digitaleanalogico fra il registro 48 e il regolatore di tensione 50.

Invece di operare sull'alta tensione del moltiplicatore fotoelettronico 20, il processo di regolazione del guadagno pu? avvenire anche in altra maniera, ad esempio variando il fattore di guadagno di un amplificato-re, inserito a valle del moltiplicatore fotoelettronico 20, oppure variando una o pi? delle resistenze di partitori di tensione del moltiplicatore f?toelettronico.

Affinch? la stabilizzazione precedentemente descritta del rivelatore a scintillazione in plastica funzioni esattamente con lo ausilio del circuito di controllo 28, ? importante che il contatore di riferimento 38 intervenga solo in seguito agli impulsi di riferimento provenienti dagli impulsi luminosi del diodo luminoso 24, ma non in seguito agli impulsi di scintillazione, prodotti dalla radiazione gamma, oppure inseguito ad impulsi perturbatori, come quelli prodotti specialmente dalla radiazione cosmica.

Per distinguere gli impulsi di riferimento dagli impulsi di scintillazione e da impulsi pertur- ? batori si possono utilizzare diversi criteri. Un primo criterio ? l'ampiezza degli impulsi. Quando 1'intensi? 19 - Ing. Bar zane & Zanardo * * ?

t? degli impulsi luminosi emessi dal.diodo luminoso 24 viene scelta di grandezza tale che essa ? sempre superiore all'intensit? dei lampi lumin-osi prodotti nello scintillatone 14 in plastica, il valore di soglia di riferimento SR del discriminatore di ampiezza 36 pu? essere posto cos? alto che vengono soppressi tutti gli impulsi di scintillazione dal discriminatore di ampiezza 36. Questa possibilit? di distinzione ? tuttavia soggetta a limitazioni considerevoli, in quanto le ampiezze degli impulsi di scintilla-? zione variano in un ampio intervallo. Inoltre esiste sempre la possibilit? di comparsa di impulsi perturbatori, la cui ampiezza supera il valore di soglia di riferimento.

Un ulteriore criterio per distinguere gli impulsi di riferimento dagli impulsi di scintillazione e dagli impulsi perturbatori ? la differente durata degli impulsi. Come gi? menzionato in precedenza la durata degli impulsi di scintillazione ? dell?ordine di grandezza di 10 ns, ed anche gli impulsi perturbatori che si presentano, specialmente quelli di grande ampiezza, hanno una durata similmente breve. Quando la durata degli impulsi luminosi emessi dal diodo luminoso 24 viene aumentata in ragione di ordine di grandezza, ad esempio 200 ns, ? possibile - 20 - Ing.Barzan? & Zanardo * ? *-distinguere gli impulsi di riferimento dagli impulsi . di scintillazione e da impulsi perturbatori mediante la differente durata di impulsi. A tale scopo a monte del contatore di riferimento 38 si potrebbe inserire un discriminatore della durata degli impulsi. Tuttavia una soluzione pi? semplice consiste nel fatto di impiegare per il contatore di riferimento 3-8 un contatore il cui tempo di intervento ? cos? grande che esso interviene invero in seguito agli impulsi di riferimento ma non in seguito ai corti impulsi di scintillazione e impulsi perturbatori. Questa condizione ? soddisfatta specialmente da contatori CMOS.

Infine ? anche possibile selezionare gli impulsi di riferimento in conseguenza del fatto che sono esattamente noti gli istanti della loro comparsa? Questo fatto viene sfruttato per la disposizione della figura 3 con l'ausilio del circuito a porta 37. Il circuito di comando 26 fornisce all'uscita 26a ogni volta un impulso, quando il diodo luminoso 24 viene eccitato par l'emissione di un impiilso luminoso. Mediante ognuno di questi impulsi il circuito a porta 37 viene aperto per la durata di tempo in cui pu? essere ricevuto un impulso di riferimento.

Nelle pause fra gli impulsi 'di riferimento il circuito a porta 37 rimane sbarrato, cos? che gli impulsi di - 21 - Ing.Barzan? & Zanardo i * i

scintillazione e gli impulsi perturbatori, anche quando vengono trasmessi dal discriminatore di ampiezza 36, non possono portarsi,al contatore di riferimento 38.

Quando non si prendono particolari misure oltre agli impulsi di scintillazione vengono contati anche tutti gli impulsi di riferimento e impulsi perturbatori dal contatore misuratore 32 nel circuito valutatore 22. Il conteggio degli impulsi di riferimento risulterebbe innocuo, in quanto il loro numero ? esattamente noto e se ne pu? tener conto nella fase di calcolo del livello di riempimento dal ?volume del conteggio del contatore 32. Tuttavia ci? non vale per gli impulsi perturbatori che compaiono irregolarmente. Per impedire il conteggio di tali impulsi perturbatori nel contatore misuratore 32, nell'esempio di realizzazione della figura 3 fra il discriminatore di ampiezza 30 e il contatore misuratore 32 ? inserito il circuito a porta 31 che viene sbarrato mediante ogni impulso di uscita del discriminatore di ampiezza 36, cos? che si impedisce la trasmissione del corrispondente impulso dall'uscita del discriminatore, di ampiezza 30 al contatore misuratore 32. Conseguentemente si impedisce il conteggio di tutti gli impulsi, la cui ampiezza stiper? il valore ? 22 ? Ing.Barzan? & Zanardo di soglia di riferimento S^, nel contatore misuratore 32. Al riguardo si tratta sostanzialmente di tutti gli impulsi prodotti per radiazione cosmica, nonch? di una parte degli impulsi di riferimento. Invece nel contatore misuratore 32 vengono,contati quegli impulsi di riferimento la cui ampiezza .non ' raggiunge il valore di soglia di riferimento SR.

In conseguenza della regolazione effettuata nello esempio di realizzazione della figura 3 il numero di questi impulsi di riferimento contati viene invece mantenuto sempre allo stesso valore costante, cos? che ? possibile correggere corrispondentemente il valore numerico fornito dal contatore misuratore 32 in ogni periodo di Conteggio.

Al posto di impiegare il risultato di misurazione, ottenuto con il conteggio degli impulsi di riferimento nel circuito di controllo 28, per regolare il guadagno del moltiplicatore fotoelettronico, come nell'esempio di realizzazione della figura 3, ? anche possibile impiegare questo risultato direttamente per correggere il risultato di misurazione fornito dal circuito valutatore 22. Questa possibilit? ? opportuna specialmente quando il risultato di misurazioni, ossia il livello di riempimento nel recipiente 12, viene calcolato dal volume di conteg- '23 - Ing.Barzan? & Zanardo. gio del contatore misuratore 32 mediante un rriicrocalcolatore. La figura 4 mostra una variante della . disposizione della figura 3, in cui si fa uso di questa possibilit?.

I componenti della disposizione della figura 4 coincidono con quelli della disposizione della figura 3 fino alle entrate del contatore misuratore 32 e del contatore di riferimento 38. Queste parti circuitali coincidenti hanno le stesse funzioni del caso della figura 3 e pertanto non vengono descritte . ancora una volta. Tuttavia manca il circuito di regolazione con il regolatore di tensione 52. A valle del contatore misuratore 32 e del contatore di riferimento 38 ? inserito rispettivamente un registro a scorrimento 56 rispettivamente 5S, nel quale il volume di conteggio del contatore associato, alla fine di ogni periodo di modulazione in conseguenza dell'impulso, fornito dall'uscita 26 del circuito di comando 26, viene trasmesso parallelamente, mentre contemporaneamente il contatore viene riportato a zero. Successivamente i contenuti dei due registri a scorrimento 56 e 58 vengono inseriti in serie in un microcalcolatore 60, che da ci? calcola il livello di riempimento del recipiente 12 ed effettua anche la correzione dei valori misurati mediante il - 24 - mg.Garzano & zanarao

t * ,?

risultato del contatore di riferimento.

In questa forma di realizzazione non ha luogo alcuna compensazione dei.fenomeni di invecchiamento dello scintillatone ?4 in plastica e/oppure del moltiplicatore fotoelettronico .20, che portano ad una riduzione della percentuale di impulsi di scintillazione contati. In conseguenza della modulazione di ampiezza degli impulsi di riferimento si riduce tuttavia il numero degli impulsi di riferimento, contati in ogni periodo di motivazione, in uguale proporzione, e questo fatto pu? essere utilizzato nel microcalcolatore 60 per correggere il risultato della misurazione. In questo caso la modulazione secondo una funzione lineare a denti di sega ? particolarmente vantaggiosa in quanto in tal modo la variazione del numero di impulsi ? direttamente proporzionale alla riduzione dell'ampiezza degli impulsi.

Tuttavia non -? affatto assolutamente indispensabile effettuare una modulazione lineare a denti di sega. La modulazione di ampiezza degli impulsi di riferimento pu? avvenire anche in base ad una funzione non lineare. Ci? pu? essere vantaggioso ad esempio quando nella regolazione di guadagno rappresentata in figura 3 si intende ottenere una sensibilit? particolarmente grande nell'intorno del valore - 25 - ing.Barzan? & Zanardo

. *Hi ..

prescritto definito dal valore di soglia di riferimento SR.

La figura 5 mostra un esempio di realizzazione.del circuito di comando 26 per il caso di'una ondulazione lineare a denti di sega, laddove la tensione a denti di sega viene prodotta digitalmente.

Inoltre il circuito di comando della figura 5 provoca una compensazione della dipendenza dalla temperatura del diodo luminoso 24.

Per produrre la tensione a denti di sega serve un contatore binario 70 in combinazione con un convertitore digitale-analogico 71. Il contatore 10 binario 70 ha una capacit? di conteggio di 2 = 1024, per la qual cosa sono necessari dieci stadi di contatore binari. Come esempio si supponga che si impiega un contatore binario con un numero di stadi maggiore, ad esempio un contatore CMOS a 12 stadi del tipo

CD 4040, in cui l'uscita.Q11 dell'undicesimo stadio ? collegata?con l'entrata di ripristino R, cos? che il contatore binario di volta in volta dopo il raggiungimento del volume di conteggio 1024 viene riportato a zero e comincia a contare dall'inizio.

L'uscita Q11 pu? formare contemporaneamente l?uscita 26b del circuito di comando. Le uscite a stadi Q1...Q1G dei dieci primi stadi del contatore sono collegate - 26 ? Ing.Barzan? & Zanardo con le corrispondenti entrate del convertitore digitale-analogico 71, che fornisce sulla sua uscita 71a una tensione proporzionale in ogni istante al volume di conteggio del contatore binario 70.

L'entrata di ritmazione del contatore binario 70 e collegata con l'uscita di un generatore 74 di impulsi ritmici, che fornisce impulsi ritraici con una freqpenza di ripetizione di 64 Hz. Il periodo di conteggio del contatore binario 70 ? quindi di 1024/64 = 16 s.

All'uscita 71a del convertitore digitaleanalogico 71 appare quindi una tensione crescente a gradini, che di volta in volta dopo 16 S si riporta a zero ed in ogni periodo di i6 s presenta 1024 stadi a gradini di uguale grandezza. Questa tensione pertanto approssimativamente pu? essere equiparata ad una tensione a denti di sega che cresce linearmente con grande precisione.

L'uscita 7ia del convertitore digitaleanalogico 71 ? collegata con l'entrata di inversione di un amplificatore operazionale 75 connesso alla massa tramite una resistenza 78. L'entrata di non inversione dell'amplificatore operazionale 75 riceve la caduta di tensione su un diodo Zener 76, che ? in serie connesso con una resistenza 77 fra - 27 - Ing .Barzan? & Zanardo ?i 1 -'

il morsetto di tensione di alimentazione positivo U^ e la massa. Nel circuito di reazione dell'amplificatore operazionale 75 ? inserita una resistenza 79. La tensione di uscita dell'amplificatore operazionale 75 ? applicata all'entrata di non inversione di un ulteriore amplificatore operazionale 80, la cui uscita ? collegata con la base di un transistore npn 83. L'emettitore del transistore 83 e l'entrata . di inversione dell'amplificatore operazionale 80 sono collegati fra di loro e connessi alla massa tramite una resistenza 82 definente la corrente.

L'amplificatore operazionale 80 insieme al transistore 83 e alla resistenza 82 forma una sorgente di corrente, comandata da tensione, di tipo noto.

'Il diodo luminoso 24 ? inserito in parallelo al ramo emettitore-collettore di un transistore interruttore pnp 84 nel circuito di carico della sorgente di corrente a tensione comandata, fra il morsetto di tensione U, ed il collettore del tranb

sistore 83. La base del transistore 84 tramite una resistenza 85, in parallelo alla quale ? inserito un condensatore 86, ? connessa all'uscita di un monoflotto 87. Un -partitore di frequenza 88 connesso all'uscita del generatore 74 di impulsi ritmici, con il rapporto di partizione 1:2 fornisce ira- 28 - Ing.Barzan? & Zanardo . *

pulsi con una frequenza di ripetizione di 32 Hz verso l'entrata di attivazione del monoflops 87.

Il transistore interruttore 84 ? normalmente aperto. Quando il monoflops 87 viene attivato da un impulso del partitore di frequenza 88, esso fornisce sulla ?uscita un impulso della durata di 200 ns, che blocca il transistore S4 per questo periodo. L'"uscita del partitore di frequenza 33.pu? formare contemporaneamente l'uscita 26a del circuito di comando.

Il circuito finale descritto comporta il seguente funzionamento:

L'amplificatore operazionale 75 opera come amplificatore differenziale, che fornisce alla uscita una tensione, la quale corrisponde alla differenza fra la tensione ai morsetti del diodo Zener 76 e la tensione di uscita a denti di sega del convertitore digitale-analogico 71 con un fattore di guadagno definito dalla resistenza interna del convertitore digitale-analogico 71 e dalla resistenza di reazione 79. Questa tensione di uscita, applicata all'entrata di non inversione dell'amplificatore operazionale 80, si compone pertanto di una tensione continua con caratteristica sovrapposta a denti di sega e presenta' l'andamento temporale della curva di inviluppo degli impulsi della figura 2 . In questa tensione la ten29 ? Ing.Barzan? & Zanardo sione ai morsetti del diodo Zener 76 (ad esempio

5 V) definisce il punto di avviamento di ogni dente di sega.

La sorgente di corrente, a tensione comandata, costituita dell?amplificatore operazionale 80, del transistore 83 e della resistenza 82, produce forzatamente nel circuito elettrico, che si-estende dal morsetto di tensione 11b tramite il transistore a interruttore 84, normalmente conduttivo, il transistore 83 e la resistenza 82 verso la massa, una corrente esattamente proporzionale alla tensione di uscita dell'amplificatore operazionale 75. Quando il transistore a interruttore 84 ? conduttivo, risulta praticamente cortocircuitato il diodo luminoso 24, cos? che esso non conduce corrente. Per ogni impulso fornito dal partitore di frequenza 88 viene bloccato il transistore a interruttore 84, cos? che la corrente prodo-tta forzatamente dalla sorgente di corrente a tensione comandata, deve necessariamente circolare attraverso il diodo luminoso 24. Il diodo luminoso.24 fornisce quindi impulsi luminosi con una durata di 200 ns ed un periodo di ripetizione di 32 Hz. Poich? la intensit? della luce emessa da un diodo luminoso ? proporzionale alla corrente circolante attraverso il lo ? ing.Barzan? & Zanard? diodo luminoso, l'intensit? degli impulsi luminosi froniti dal diodo luminoso 24 varia in funzione del tempo proporzionalmente alla tensione applicata alla entrata dell'amplificatore operazionale 80. La intensit? degli impulsi luminosi varia quindi corrispondentemente al diagramma della figura 2.

Notoriamente l'intensit? della luce emessa da un diodo luminoso non dipende solo dalla corrente circolante attraverso il diodo luminoso, ma anche dalla temperatura. Nel circuito di comando della figura 1 si sono presi provvedimenti supplementari per compensare questa dipendenza dalla temperatura del diodo luminoso 24.

All'entrata di non inversione dell'amplificatore operazionale 75 tramite una resistenza 89 viene addotta alla tensione di uscita di un ulteriore amplificatore operazionale 90, nel cui circuito di reazione ? inserita una resistenza 91. L'entrata di inversione dell'amplificatore operazionale 90 tramite una resistenza 92 ? collegata con la presa di un partitore di tensione, che ? costituito di due resistenze fisse 93, 94 ed ? inserito in parallelo al diodo Zener 76. In tal modo all'entrata di inversione dell'amplificatore operazionale 90 ? applicata una frazione fissa, definita dal rapporto del parti- 31 - Ing.Barzan? & Zanardo \ 4L i.?

colare di tensione, della tensione stabilizzata dal diodo Zener 76. L?entrata di non inversione dello amplificatore operazionale 90 tramite una resistenza 35 ? collegata con la presa di un partitore di tensione, che ? inserito parimenti in.parallelo al diodo Zener 76.

Questo partitore di tensione ? costituito di una resistenza fissa 96 e di una resistenza 97? dipendente dalla temperatura, ad esempio del tipo PT/|00. In tal modo l'amplificatore operazionale 90 fornisce una tensione dipendente dalla temperatura ambiente. Questa tensione viene sovrapposta, mediante l?amplificatore operazionale 75, alla tensione di modulazione a denti di sega precedentemente illustra? ta. I rapporti dei partitori di tensione 93, 94 e 96, 97 noch? il fattore di guadagno dell'amplificatore operazionale 90 sono dimensionati in modo che questa tensione dipendente dalla temperatura influenza la corrente circolante attraverso il diodo luminoso 24, in modo che in tale maniera viene proprio compensata la dipendenza dalla temperatura del diodo luminoso 24.

Quando per sorvegliare un locale di grande estensione longitudinale, ad esempio per misurare il livello di riempimento di recipienti alti, si im-LJ-iy ?UU-L

k i

piega un unico scintillatone di plastica di lunghezza corrispondentemente grande, sia i"lampi luminosi di scintillazione, che vengono prodotti all'estremit? dello scintillatone non rivolta verso il moltiplicatore fotoelettronico, sia gli impulsi luminosi impiegati per la stabilizzazione, passando attraverso il lungo scintillatone vengono assai indeboliti prima di incontrare il moltiplicatore fotoelettronico. La figura 6 mostra una forma di realizzazione modificata della disposizione di misurazione,del livello di riempimento della figura 1, in cui questo inconveniente viene evitato per il fatto che si impiegano due rivelatori a scintillazione 10a e 10b di plastica, ognuno dei quali ? costituito di'uno scintillatone .T4a rispettivamente 14b di plastica e di un moltiplicatore fotoelettronico 20a rispettivamente 20b ? Gli scintillatori 14a e ?4D di plastica sono disposti fra di loro coassialmente, cos? che le loro superfici frontali 15a, 15b, contrapposte ai moltiplicatori fotoelettronici 20a, 20b, sono reciprocamente affacciate e situate reciprocamente a distanza possibilmente modesta o addirittura si toccano fra di loro. Affinch? la luce non possa passare da uno scintillatone di plastica nell?altro, le superfici frontali 15a, i5b fra di loro affacciate sono spe- 33 ? Ing.Barzan? & Zanardo cularizzate.

Ad ogni rivelatore a scintillazione -]0a, 10b di plastica ? associato un proprio circuito valutatone 22a, 22b, un proprio circuito di controllo 28a, 28bf una propria sorgente luminosa di riferimento 24?, 24b ed un relativo circuito di comando 26a, 26b. Nella figura 6 si ? supposto che i segnali di uscita dei circuiti di controllo 28a, 28b vengano impiega.ti per la correzione dei risultati di misurazione forniti dai circuiti valutatori 22a, 22b, come nel caso della fig\ira 4. A tale scopo i segnali di uscita dei circuiti valutatori 22a, 22b e dei circuiti di controllo 28a, 28b vengono elaborati da un microcalcolatore 60 in comune. L'impiego, rappresentato in figura 6, di due rivelatori a scintillazione 10a, ?job in plastica ? tuttavia adottabile anche quando conformemente all'esempio di realizzazione della figura 3 la stabilizzazione avviene mediante regolazione di guadagno. In questo caso, non rappresentato nel disegno, l'uscita del circuito di controllo 28a tramite un circuito di regolazione associato agisce sul guadagno del moltiplicatore fotoelettronico 20a, e l'uscita del circuito di controllo 28b tramite un secondo circuito di regolazione agisce sul guadagno del moltiplicatore fotoelettronico 20b.

- 34 - Ing.Barzan? SeZanardo I circuiti valutatori 22a, 22b e i circuiti di controllo 28a, 23b possono essere eseguiti nella maniera precedentemente illustrata in base alle figure 3 e 4.

E* anche possibile disporre pi? sorgenti di raggi gamma a diverse altezze sul recipiente. Come esempio nella figura 6 un?aggiuntiva sorgente 16a di raggi gamma ? sistemata alla stessa altezza.

Affinch? per la misurazione delvlivello d? riempimento non si abbia alcuno spazio morto, ? desiderabile disporre possibilmente a modesta distanza reciproca le superfici frontali 15a, 15b.degli scintillatori 14a, 14b di plastica. Pertanto sarebbe svantaggioso disporre le sorgenti luminose di riferimento 24a, 24b, ad esempio diodi luminosi, come i**

nel caso della figura 1, direttamente su queste superfici frontali. Per evitare ci? nella disposizione della figura 6 gli impulsi luminosi, prodotti dalle sorgenti luminose di,riferimento 24a, 24b, vengono trasmessi ai scintillatori di plastica tramite fotoguide 25a rispettivamente 25b.

Nelle figure 7, 8 sono rappresentate diverse possibilit? di collegamento delle fotoguide 25?? 25b con gli scintillatori 14a, 15b di plastica.

Nella forma di realizzazione della figura J J ~ j.ny ? JDCLL*Z#C?I??J cc ZJCIIICU. UU 7 i?e''estremit? delle fotoguide 25a, 25b sono incollate alle superfici frontali spccularizzate 15a, 15b degli sintillatori 14a, 14b di plastica, cos? che gli impulsi luminosi di riferimento dalla superficie frontale vengono inseriti assialmente negli scintillatori di plastica.?Tuttavia da questo accorgimento risulta anche un volume morto, sia pure molto modesto, fra i due scintillatori di plastica.

Come mostra la figura 8 ? tuttavia anche possibile inserire gli impulsi luminosi, a partire dalle superfici laterali, negli scintillatori di plastica. Le superfici frontali specularizzate 15a, 15b possono poggiare in tal caso direttamente l'una sull'altra, cos? che il volume morto ? limitato allo spessore delle due specularizzazioni, che ? assai piccolo (ad esempio 2Cyum).

Per il collegamento delle dvie fotoguide con le superfici laterali degli scintillatori di plastica nella figura 8 sono rappresentati due esempi che possono essere impiegati a scelta. La fotoguida 25a ? incollata alla superfici laterale dello scintillatone 14a di plastica, mentre.la fotoguida 2pb ? fissata mediante un morsetto di materia artificiale 27, in modo che la sua superficie terminale ? accostata a pressione alla superficie laterale dello - 36 - Ing.Barzan? & Zanardo

tk t ???*?

scintillatone 14b di plastica.

In entrambi i casi gli impulsi luminosi, inseriti dalle fotoguide 25a, 25b.negli scintillatori di plastica 14a, 14b, mediante riflessione sulle superfici frontali specularizzate 15a, 15b e mediante riflessione totale sulle superfici laterali degli ' scintillatori di plastica 14a, 14b vengono trasmessi verso i moltiplicatori fotoelettronici situati in corrispondenza delle estremit? opposte.

La stabilizzazione mediante impulsi luminosi di riferimento, modulati in ampiezza, ? stata descritta precedentemente nell?esempio di rivelatori a scintillazione di plastica, per i quali essa risulta particolarmente vantaggiosa, in quanto in tal modo vengono concomitantemente stabilizzati anche i fenomeni di invecchiamento oppure altre variazioni degli scintillatori di plastica influenzanti la trasmissione della luce. Tuttavia ? evidente che questo tipo di stabilizzazione pu? essere impiegato anche per altri tipi di rivelatori a scintillazione, ad esempio per rivelatori a scintillazione di cristallo o di liquido.

RIVENDICAZIONI

1. Procedimento per stabilizzare automaticamente un rivelatore a scintillazione, specialmente - 37 - ing.Barzan? & Zanardo un rivelatore a scintillazione di plastica, con lo ausilio di una sorgente luminosa funzionante a impulsi, i cui impulsi luminosi vengono ricevuti dal convertitore fotoelettrico del rivelatore a scintillazione, ed inoltre con un circuito di controllo che interviene in seguito ai segnali di uscita del convertitore fotoelettrico (impulsi di riferimento) prodotti dagli impulsi luminosi, caratterizzato dal fatto che l'intensit? degli impulsi luminosi viene modulata in base ad urna preassegnata funzione periodica, nonch? dal fatto che in ogni periodo di modulazione viene rivelato e impiegato per la stabilizzazione il numero degli impulsi di-riferimento la cui ampiezza supera una soglia di riferimento preas? -segnata e rientrante nell1intervallo di modulazione. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'intensit? degli impulsi luminosi viene modulata in base ad una funzione a denti di sega.

3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che nel caso di un rivelatore a scintillazione di plastica gli impulsi luminosi modulati vengono trasmessi al convertitore fotoelettrico attraverso lo scintillatore di plastica.

? JO - m g.jjorzano a zanarcio Procedimento secondo una delle rivendica--zioni da 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che il guadagno del convertitore fotoelettrico ovvero del suo circuito di uscita viene regolato in dipendenza del numero di impulsi determinato, nel senso che viene mantenuto- costante un numero di impulsi preassegnato.

5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da -j fino a 3, caratterizzato dal fatto che il numero di impulsi determinati viene impiegato per correggere il risultato di misurazione del rivelatore a scintillazione.

6. Disposizione per attuare il procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, con uno scintillatone, nel quale mediante una radiazione ionizzante incidente vengono prodotti i lampi luminosi, ed inoltre con un convertitore fotoelettrico disposto in modo che esso riceve i lampi luminosi prodotti nello scintillatone a li converte in segnali di uscita elettrici, ed inoltre con un circuito valutatore, connesso alla uscita del convertitore fotoelettrico, per i segnali di uscita del convertitore fotoelettrico, prodotti in conseguenza dei lampi luminosi, ed inoltre con una sorgente luminosa funzionante a impulsi e disposta in modo che gli impulsi luminosi prodotti da essa vengono - 39 - Ing.Barzan? Se Zanardo <?.?* -?

ricevuti dal convertitore fotoelettrico, e infine con un circuito di controllo che ? connesso alla uscita del convertitore fotoelettrico e interviene in seguito ai segnali di uscita del convertitore fotoelettrico (impulsi di riferimento) prodotti dagli impulsi luminosi della sorgente luminosa, caratterizzata dal fatto che ? previsto un circuito di comando par la sorgente luminosa, che modula l?intensit? degli impulsi luminosi in base ad una funzione periodica preassegnata, nonch? dal fatto che il circuito di controllo contiene un contatore (contatore di riferimento) che in ogni periodo di modulazione conta gli impulsi di riferimento, la cui ampiezza supera una soglia di riferimento preassegnata e rientrante nell'intervallo di modulazione.

7? Disposizione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che a monte del contatore di riferimento ? inserito un discriminatore di ampiezza, che lascia passare verso il contatore soltanto impulsi con un'ampiezza superiore al'valore di soglia di riferimento.

8. Disposizione secondo la rivendicazione 6 oppure 7, caratterizzato dal fatto che il circuito di controllo viene attivato dal circuito di comando solo durante l'emissione di ogni impiliso luminoso.

- *fu - ?ng.Barzano & zanardo Disposizione secondo la rivendicazione S caratterizzata dal fatto che a monte del contatore di riferimento ? inserito,un circuito porta che viene aperto dal circuito di comando solo durante l'immissione di ogni impulso luminoso.

10. Disposizione secondo una delle rivendic?zioni da 6 fino a 9, caratterizzata dal fatto che la durata degli impulsi luminosi ? maggiore della durata dei lampi luminosi di scintillazione, nonch? dal fatto che il circuito di controllo contiene un discriminat?re della durata degli 'impulsi.

11. Disposizione secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che come contatore di riferimento si impiega un contatore, il cui tempo di intervento ? di grandezza tale che esso interviene in seguito a impulsi con la durata degli impulsi luminosi, ma non interviene in seguito a impulsi con la durata dei lampi luminosi di scintillazione.

12. Disposizione secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che il contatore di riferimento ? un contatore CMOS.

13. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 12, caratterizzata dal fatto che il circuito valutatone contiene una disposizione per la soppressione di impulsi perturbatori.

- 41 - -Ing.Barzan? & Zanardo -14. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 13, caratterizzata dal fatto che il circuito di contando contiene un generatore a denti di sega, il cui segnale di uscita viene impiegato .per.modulare l'intensit? degli impulsi luminosi.

15? .Disposizione secondo la rivendicazione 14, ? caratterizzata dal fatto che il generatore a denti di sega ? formato da'un contatore, comandato da un generatore di impulsi ritmici, con seguente convertitore digitale-analogico.

?]6. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 15, caratterizzata dal fatto che la sorgente luminosa ? un diodo luminoso.

17. Disposizione secondo la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che il diodo luminoso ? inserito nel circuito di carico di una sorgente di corrente comandata dalla tensione di modulazione, nonch? dal fatto che il diodo luminoso ha inserito in parallelo un interruttore, che viene bloccato per l'emissione di ogni impulso luminoso.

18. Disposizione secondo la rivendicazione 16 oppure 17, caratterizzata dal fatto che il circuito di comando contiene un circuito dipendente dalla temperatura per compensare la dipendenza della temperatura del diodo luminoso.

? 42 ? Ing.Barzan? & Zanardo

v CA? ,> . . .

19. Disposizione secondo una'delle rivendicazioni da 6 fino .a -j8, caratterizzata dal fatto che il circuito di controllo ? inserito in un circuito regolatore di guadagno, che regola il guadagno del convertitore fotoelettrico nel senso che vengono mantenuti costanti gli impulsi contati dal contatore . di riferimento in ogni periodo di modulazione.

20. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 18, caratterizzata dal fatto che il segnale di uscita del circuito di controllo, corrispondente al numero di impulsi emessi, viene addotto al circuito di valutazione per la correzione del risultato della misurazione.

21? Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 20, caratterizzata dal fatto che impiegando uno scintillatone di plastica la sorgente luminosa ? disposta in modo che gli impulsi luminosi attraverso lo scintillatone di plastica vengono trasmessi al convertitore fotoelettrico.

22. Disposizione secondo la rivendicazione 20, caratterizzata dal fatto che sono previsti due scintillatori di plastica, che sono specularizzati in corrispondenza delle superfici frontali fra di loro affacciate e in corrispondenza delle superfici frontali contrapposte sono collegati rispettivamente ?'

con un convertitore fotoelettrico, nonch? dal fatto che gli impulsi luminosi modulati tramite fotoguide, all'estremit? di ogni scintillatone di plastica, non rivolta verso il convertitore fotoelettrico, vengono inseriti in questo.

23. Disposizione secondo la rivendicazione 22, caratterizzata dal fatto che gli scintillatori di plastica con 1-e loro ?superfici frontali specularizzati si commettono direttamente l'uno all'altro, nonch? dal fatto che le estremit? delle fotoguide sono colleg?te con le superfici laterali degli scintillatori di plastica.

ri?O

rimento, la cui ampiezza supera un valore di soglia di riferimento preassegnato e rientrante nell'inter vallo di modulazione. Il numero di impulsi 'determina-'ti viene impiegato per stabilizzare il rivelatore a scintillazione, o mediante regolazione del guadagno nel senso di una conservazione di un numero di im? ?pulsi preassegnata,oppure mediante corrispondente correzione del risultato della misurazione fornito dal circuito valutatone (figura 1}.

per traduzione conforme

MANDATARI!

far |H ???

Doc. 1 26648/pn.

? 109Oh Ing.aarzan? StZanardo

D ? S C R I Z I C N ?

dell 'invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento e disposizione per stabilizzare auto? maticamente un rivelatore a scintillazi?ne"

a nome: Endress u, Hauser GmbH u. Go.

di nazionalit? tedesca

con sede in MAULBURG GERMANIA

inventori designati: 1) Frank SEIBERT

2) Gustav V/ETZEL

depositata il: 3 1 LU6.1284 N? .: 221 46.4/84

RIASSUNTO

Il rivelatore a scintillazione (14) in plastica in conseguenza della radiazione ionizzatrice, proveniente da una sorgente di raggi (l6)f produce -.lampi di luce, che mediante un convertitorefotoelettrico (20), ad esempio un moltiplicatore elettronico secondario, vengono convertiti in impulsi di uscita elettrici. Un circuito valutatore (22) conta gli impulsi di uscita come misura per l'intensit?

della radiazione. Per stabilizzare automaticamente

il rivelatore a scintillazione una sorgente luminoca (24) viene comandata da un circuito di comando (26), in modo che essa emette imoulsi luminosi, la cui intensit? ? modulata in base ad una funzione periodica - 2 - Ing.Barzan? & Zanardo preassegnata, ad esampio ad una funzione a denti di sega. Gli impulsi di luca modulati vengono parimenti rilevati dal convertitore fotoeletrico (20) e convertiti da questo in impulsi di riferimento elettrici. Un circuito di controllo (28) in ogni periodo di modulazione determina il numero degli impulsi di riferimento, la cui ampiezza supera un valore di soglia di riferimento pr?assegnato e rientrante nell'intervallo di modulazione. Il numero di impulsi determina-?ti viene impiegato per stabilizzare il rivelatore a scintillazione , o mediante regolazione del guadagno nel senso di una conservazione di un numero di impulsi preassegnata oppure mediante corrispondente correzione del risultato della misurazione fornito dal circuito valutatore (figura 1).

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad un procedim?nto per stabilizzare automaticamente un rivelatore a_scintillazione, specialmente un rivelatore a scintillazione in plastica, con lfeusilio di una sorgente luminosa fatto funzionare a impulsi, i cui impulsi luminosi vengono ricevuti dal convertitore fotoelettrico del rivelatore a scintillazione, e inoltre con l'ausilio di un circuito di controllo, che interviene in seguito ai segnali di uscita, prodotti da- 3 - Ing.Barzan? & Zanardo gli impulsi luminosi, del convertitore fotoelettrico (impulsi di riferimento), nonch? si riferisce ad una disposizione per attuare il procedimento.

In un procedimento noto dal brevetto

EP-OS 0066 763 La sorgente luminosa, funzionante a impulsi e formata da un diodo luminoso, viene comandata in modo che essa emette impulsi luminosi di intensit? costante. Questi impulsi luminosi dopo riflessione e dispersione su una lastra di vetro coprente il cristallo di scintillazione, arrivano sul moltiplicatore fotoelettronico che forma il convertitore fotoelettrico del rivelatore a scintillazione. Il circuito di controllo contiene un rivelatore di valore massimo determinante il valore massimo di ogni impulso di riferimento. Il valore massimo rilevato viene raffrontato, in un circuito di regolazione a guadagno, con un valore prescritto, e il circuito di regolazione a .guadagno regola il guadagno del moltiplicatore fotoelettronico mediante azione su una o pi? delle sue resistenze di partitore di tensione, in modo tale che i valori massimi degli impulsi di riferimento vengono mantenuti al valore pre scritto. In tal modo il guadagno del moltiplicatore fotoelettronico viene continuamente mantenuto ad un valore costante. La sorveglianza e la regolazione del - 4 ? Ing.Barzan? & Zanardo guadagno avvengono in particolare interamente secondo tecnica analogica.

L'invenzione si pone il compito di realizzare un procedimento, con cui la valutazione degli impulsi di riferimento necessari per la stabilizzazione avviene digitalmente ed inoltre si adatta pertanto assai bene per l'impiego nei contatori a scintillazione operanti digitalmente. ' Secondo l'invenzione questo problema viene risolto per il fatto che l'intensit? degli impulsi luminosi viene modulata in base ad una funzione periodica preassegnata, inoltre per il fatto che in ogni periodo di modulazione il numero degli impulsi di riferimento, la cui ampiezza supera un valore di soglia di riferimento preassegnato e rientrante nell'intervallo di modulazione, viene determinato o viene impiegato per la stabilizzazione.

Per il procedimento secondo l'invenzione la valutazione degli impulsi di riferimento avviene allo scopo di stabilizzare mediante semplice conteggio gli impulsi che superano il valore di soglia di riferimento. Il circuito di controllo pertanto ha sostanzialmente la stessa struttura del circuito valutatore digitale, che ? impiegato solitamente in contatori a scintillazione e nel quale vengono conta? - 5 - Ing.Barzan? & Zanardo ti impulsi di scintillazione superanti un determinato valore di soglia. Questi circuiti pertanto posso-

?

no essere formati impiegando convenzionali circuiti digitali integrati.

Il numero di impulsi ottenuto mediante conteggio degli impulsi-di riferimento in ogni periodo di modulazione, pu? essere impiegato-per la regolazione del guadagno. Un particolare vantaggio del procedimento secondo l?invenzione consiste in particolare nel fatto che il numero di impulsi ottenuto pu? essere impiegato direttamente per correggere il risultato di misurazione digitale fornito dal circuito valutatone, senza che si renda necessaria una compensazione delle influenze che hanno portato ad una variazione della percentuale degli impulsi.

Esecuzioni vantaggiose ed ulteriori sviluppi del procedimento secondo l?invenzione nonch? -una disposizione preferita per attuare il procedimento sono caratterizzate nelle sottorivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della invenzione risultano dalla seguente descrizione di a- 6 - Ing.Barzan? & Zanardo sempi di realizzazione in base al disegno.

In particolare:

La figura 1 mostra una rappresentazione schematica di una disposizione per misurare il livello di riempimento in un recipiente con l'ausilio di un rivelatore a scintillazione in plastica,

La figura 2 mostra il diagramma temporale di impulsi impiegati nella disposizione della figura 1,

La figura 4 mostra lo schema a blocchi di un altro esempig di realizzazione del circuito valutatore e del circuito di controllo della figura 1,

La figura 7 mostra un esempio del colle- $. - Ing.Balzano & Zanardo gamento delle fotoguide con gli scintillatori in plastica nella disposizione di misurazione del livello di riempimento della figura 6, e

La figura 8 mostra altri esempi del collegamento delle fotoguide con gli scintillatori in plastica nella disposizione di misurazione del livello di riempimento della figura 6.

Come esempio di applicazione per un rive?

"'? ! ?

latore a scintillazione 10 in plastica la figura ? mostra la misurazione del livello di riempimento in un recipiente 12. Sul lato del recipiente 12 ? disposto uno scintillatone 14 in plastica, che si estende sull'intera altezza del livello di riempimento da rilevare. Sul lato opposto del recipiente 12 ? sistemata una sorgente 16 di raggi'gamma, la cui radiazione ? diretta attraverso il recipiente 12 ed il materiale 18 di riempimento, ivi contenuto, sullo scintillatone 14 in plastica. La radiazione gamma sorbita dal materiale di riempimento 18 pi? fortemente che dall'aria che si trova al di sopra del materiale di riempimento, cos? che l'intensit? della radiazione gamma che incontra lo scintillatone 14 in plastica dipende dal livello di riempimento nel recipiente. Conseguentemente anche il numero e l'intensit? dei lampi di luce prodotti nello scintil - 8 - Ing.Barzan? & Zanardo latore 14 in plastica piar effetto della radiazione gamma dipendono dal livello di riempimento nel recipiente 12.

Per rilevare e valutare i lampi di luce prodotti nello scintillatore 14 in plastica nella maniera usuale ad un'estremit? dello scintillatore in plastica ? applicato un convertitore fotoelettrico 20, solitamente un moltiplicatore fotoelettronico, che converte ogni lampo di luce in arrivo in un impulso elettrico. L'uscir? del moltiplicatore fotoelettronico 20 ? collegata con un circuito valutatone elettronico 22, in cui vengono contati gli impulsi elettrici, la cui ampiezza supera una preassegnata soglia di discriminatori. Il risultato del conteggio viene impiegato per indicare il livello di riempimento nel recipiente 12.

Esiste la necessit? di stabilizzare ed inoltre di sorvegliare automaticamente il rivelatore -a scintillazione in plastica per riconoscere e compensare influenze che pregiudicano la misurazione.

Per effetto di variazioni nello scintillatore in plastica (intorbidimento, riduzione della resa luminosa) e per effetto della caduta del guadagno del moltiplicatore fotoelettronico, con il passare del tempo sempre pi? impulsi scendono al di sotto della - y - ing.Barzan? & Zanardo soglia del discriminatore, cos? che nel contatore del circuito valutatore essi non vengono pi? contati. Per il rivelatore a scintillazione in plastica della figura 1 sono stati presi accorgimenti per compensare questi fenomeni e stabilizzare in tal modo il funzionamento dello scintillatone in plastica.

A tale scopo all'estremit? dello scintillatone 14 in plastica, contrapposta al moltiplicatore fotoelettronico 20, ? disposta una sorgente luminosa di riferimento 24, la .quale viene comandata mediante un circuito di comando 26, in modo che essa emette corti impulsi luminosi di riferimento, che attraversando lo scintillatone in.plastica incontrano . il moltiplicatore fotoelettronico 20. Con l'uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20 oltre al circuito valutatore 22 ? collegato un circuito di controllo 28 eseguito in modo che esso interviene in seguito agli impulsi ai uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20, che provengono dagli impulsi luminosi della sorgente luminosa 24, ma non interviene in seguito agli impulsi di uscita che provengono dai lampi luminosi di scintillazione prodotti dalla radiazione gamma.

La particolarit? della disposizione di sta-, bilizzazione rappresentata nella figura 1 consiste - 10 ? Ing.Barzan? Se Zanardo

viene modulata periodicamente dal circuito di comando

tempo t"per il caso preferito in cui la modulazione avviene ccnuna funzione a denti di sega con'il periodo ai modulazione'?.,? Il periodo di modulazione T

M M

? grande rispetto al periodo di ripetizione T degli impulsi luminosi, cos? che in ogni periodo di modulazione ? contenuto un gran numero di impulsi luminosi. Nell'esempio di realizzazione descritto successivamente del circuito di comando 26 il periodo

di modulazione T = 16 sn e gli impulsi luminosi vengono emessi con una frequenza di ripetizione di 32 Kz, cos? che essi hanno un periodo di ripetizione T = 31,25 ms. In ogni periodo di modulazione T rientrano pertanto

di ripetizione T ; essa ? ad esempio di 200 ns.

In ogni periodo di modulazione l'intensit? degli impulsi luminosi a partire da un valore massimo I' diminuisce linearmente verso un valore

max

minimo I . , e all?inizio del successivo periodo di

min r

modulazione essa scatta di nuovo riportandosi sul vaio? 11 - Ing.Barzan? & Zanardo re massimo I . Fra i due valori limite I

max max

e I . si trova l'intervallo di modulazione. La min

sorgente luminosa di riferimento 24 ? preferibilmente un diodo luminoso, poich? esso risulta particolarmente adatto per 1'emissione di corti impulsi luminosi a modulazione di ampiezza. Ci? viene supposto nella seguente descrizione.

La figura 3 mostra un esempio di realizzazione del circuito di controllo 28 che permette la valutazione degli impulsi luminosi, rappresentati nella figura 2, allo scopo di stabilizzare il rive-_ latore a scintillazione in plastica.

Nella figura 3 sono di nuovo rappresentati il rivelatore a scintillazione 10 in plastica con lo scintillatone 14 in plastica e il moltiplicatore fotoelettronico 20 nonch? il diodo luminoso 24, funzionante a impulsi, e il suo circuito di comando 26 della figura 1. La struttura del circuito di valu- 12 ? Ing.Barzan? & Zanardo - tazione 22 ? mostrata con maggiori dettagli. Essa contiene un discriminatore di ampiezza 30 ed un contatore misuratore 32. L'entrata del discriminatore di ampiezza 30?tramite un condensatore di separazione 34, che mantiene lontane componenti indesiderate di tensione continua, ? collegata con la uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20, Il

* discriminatore di ampiezza fa passare degli impulsi ' . di uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20

soltanto quelli che superano una soglia preassegnata, che ? ad esempio di 0,2 V. L'uscita del discriminatore di ampiezza 30 tramite un circuito porta 31 ? collegata con l'entrata di conteggio del contatore di mi-. .surazione 32, cos? che il contatore misuratore conta tutti gli impulsi di uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20, la cui ampiezza ? superiore a 0,2 V. Poich? gli impulsi provenienti dai lampi luminosi di scintillazione hanno una durata brevissima, dello ordine di grandezza di circa 10 ns, per il contatore di misurazione 32 si dovr? impiegare un contatore veloce, che interviene in seguito ad impulsi cos? corti. A tale scopo ? adatto ad esempio un contatore TTL.

Il rivelatore a scintillazione 10 in plastica collegato con il circuito valutatore 22 forma un contatore a scintillazione di modalit? costruttiva , - 13 - Ing.Barzan? & Zanardo convenzionale, il cui risultato di misurazione, rappresentato dal volume di conteggio del contatore 32, ottenuto in una unit? di tempo preassegnata, pu? essere valutato in maniera usuale.

Il circuito di controllo 28 in maniera analoga contiene un discriminatore di ampiezza 36 ed un contatore di riferimento 38. L'entrata del discriminatore di ampi?zza 36 tramite un condensatore di separazione 40, che mantiene lontane componenti indesiderate di tensione continua, ? collegata,con la uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20. La uscita del discriminatore di ampiezza 36 ? collegata da un lato tramite un circuito a porta 37 con la entrata di conteggio del contatore di riferimento .38 e dall'altro lato con l'entrata di comando del circuito a porta 31. La entrata di comando del circuito a porta 37 ? connessa ad una uscita 26a del circuito di comando 26. In tal modo il contatore di riferimento 38 conta quegli impulsi di uscita del moltiplicatore fotoelettronico 20, la cui ampiezza supera la soglia del discriminatore di ampiezza 36 e vengono lasciati passare dal circuito a porta 37. La soglia del discriminatore di ampiezza 36 ? impostabile con l'ausilio di un generatore 44 di valori di soglia. Questa soglia del discriminatore ?'/iene in? - 14 - Ing.Barzan? SeZanardo dicata come valori di soglia di riferimento SR.

Il circuito a porta 37 ? normalmente chiuso e viene aperto per breve tempo mediante impulsi forniti dall'uscita 26a del circuito di comando -26. Il circuito a porta 31 ? normalmente aperto e viene chiuso per breve tempo mediante ogni impulso di uscita del discriminatore di ampiezza 36.

Le riseite a stadi del contatore di riferimento 38 sono collegate con le entrate di un registro 48. Una ulteriore uscita 26b del circuito di comando ? 26 ? collegata con un'entrata di ripristino del contatore di rifermento 38 e con un'entrata di attivazione del registro 48. Quando dalla uscita 26a del circuito di comando 26 viene fornito,un impulso, il volume di conteggio del contatore di riferimento 38 viene trasferito nel registro 48 e contemporaneamente il contatore di riferimento 38 viene riportato a zero. Lo stesso impulso pu? essere applicato anche all'entrata di ripristino del contatore misuratore 32, quando questo dovr? avere lo st.esso periodo di conteggio del contatore di riferimento 38.

Se si suppone che gli impulsi rappresentati in figura 2 sono gli impulsi di riferimento forniti dal moltiplicatore fotoelettronico 20, il valore di soglia di riferimento SR mediante il generatore 44 - IO xiig ,DdLL?zd.no ?Cnanarao di valori di soglia viene impostato in modo che esso ? compreso nell'intervallo di modulazione fra la massima ampiezza degli impulsi I e la minima ampiezluclX

za degli impulsi degli impulsi modulati a dente di sega. Questo valore di soglia di riferimento SR ? situato molto pi? in alto della soglia del discriminatore di ampiezza 30; esso pu? essere ad esempio di 4 V. Nella figura 2 ? riconoscibile il fatto che in tal caso in ogni periodo di modulazione T un determinato' numero di impulsi supera la soglia di riferimento SR, quando gli impulsi rimanenti rimangono al di siotto della soglia di riferimento. Il contatore di riferimento 38 conta soltanto quegli impulsi di riferimento la cui ampiezza supera il valore di soglia di riferimento S^. Il circuito di comando 26 alla fine di ogni periodo di modulazione T sulla uscita 26b fornisce un impulso che attiva la trasmissione del volume di conteggio del contatore di riferimento 3.8 nel registro 48 e riporta su zero il contatore di riferimento 38, in modo che esso nel successivo periodo di modulazione ricomincia a contare, dall'inizio. Pertanto alla fine di ogni periodo di modulazione nel registro 48 si trova un numero indicante il numero degli impulsi di riferimento che in questo periodo di modulazione superano la soglia ? 16 - Ing.Barzan? & Zanardo di riferimento S . Questo numero rappresenta un criterio per stabilire se il rivelatore a scintillazione 1.0 di plastica opera in maniera invariata. Se infatti i lampi luminosi prodotti dalla radiazione gamma in conseguenza'di un intorbidimento o di altra varia-' zione dello scintillatore 14 di plastica vengono indeboliti, oppure quando diminuisce il guadagno del moltiplicatore- fotoelettronico 20, questi fenomeni agiscono nella stessa maniera anche sugli impulsi luminosi prodotti dal diodo luminoso 24. Conseguentemente?diminuisce il numero degli impulsi di riferimento che sixperano la soglia di riferimento S_, e conseguentemente alla fine di ogni periodo di R.

modulazione T un numero pi? piccolo lo si trova nel registro 48. Questo effetto pu? essere utilizzato per stabilizzare il rivelatore a scintillazione 10 di plastica.

Nell'esempio di realizzazione rappresentato in figura 3 la stabilizzazione del rivelatore a scintillazione 10 di plastica avviene per il fatto che 11 guadagno del moltiplicatore fotoelettronico 20 viene regolato con l'ausilio del circuito di regolazione, in cui viene inserito il circuito di controllo 28, in modo che il numero inserito nel registro 48 alla fine di ogni periodo di modulazione I/ -LAiy ? i-tCA..1. ?? i-W J.Vi.V> ? viene mantenuto ad un valore costante. A tale M

?^ ' scopo l'uscita del registro 48 ? collegata con.il ' regolatore di tensione 50, che agisce sul generatore 52 di alta tensione del moltiplicatore fotoelettronico. Quando il numero inserito nel registro 48 scen ?de al di sotto del valore preassegnato prescritto, il regolatore di tensione 50 fa aumentare l'alta tensione del moltiplicatore fotoelettronico 20, fino a quando il numero degli impulsi di riferimento contati in ogni periodo di modulazione raggiunge nuovamente il valore prescritto. In tal caso gli impulsi di riferimento hanno di nuovo l'ampiezza prescritta rispetto al valore di soglia di riferimento S^? I fenomeni di invecchiamento dello scintillatone 14 di plastica e/oppure del moltiplicatore fotoelettronico 20 risultano quindi compensati da un elevato guadagno del moltiplicatore fotoelettronico 20. Questa compensazione agisce nella stessa maniera sugli impulsi di scintillazione, cos? che viene corretto anche il risultato della misurazione fornito dal circuito valutatone 22.

Quando il regolatore di tensione 50 ? un regolatore di tensione digitale, esso pu? valutare direttamente il segnale di uscita digitale del registro 48. Impiegando un regolatore di tensione ana- 18 - Ing.Barzan? & Zanardo logico si inserisce un adatto convertitore digitaleanalogico fra il registro 48 e il regolatore di tensione 50.

Invece di operare sull'alta tensione del moltiplicatore fotoelettronico 20, il processo di regolazione del guadagno pu? avvenire anche,in altra maniera, ad esempio variando il fattore di guadagno di un amplificatore, inserito a valle del moltiplicatore fotoelettronico 20, oppure-variando una o pi? delle resistenze di partitori di tensione del moltiplicatore fdtoelettronico.

Affinch? la stabilizzazione precedentemente descritta del rivelatore a scintillazione in plastica funzioni esattamente con lo ausilio del circuito di controllo 28, ? importante che il contatore di riferimento 38 intervenga solo in seguito agli impulsi di riferimento provenienti dagli impilisi luminosi del diodo luminoso 24, ma non in seguito agli impulsi di scintillazione, prodotti dalla radiazione gamma, oppure inseguito ad impulsi p?rturbatori, come quelli prodotti specialmente dalla radiazione cosmica.

Per distinguere gli impulsi di riferimento dagli impulsi di scintillazione e da impulsi perturbatori si possono utilizzare diversi criteri. Un primo criterio ? l'ampiezza degli impulsi. Quando 1'intensi. - 1? - ?ng. garzano & zanardo t? degli impulsi luminosi emessi dal diodo luminoso 24 viene scelta di grandezza tale che essa ? sempre superiore all'intensit? dei lampi lumin-osi prodotti nello scintillatone 14 in plastica, il valore di soglia di riferimento S 1"C del discriminatore di ampiezza . 36 pu? essere posto cos? alto che vengono soppressi tutti gli impulsi di scintillazione dal discriminatore di ampiezza -36. Questa possibilit? di distinzione ? tuttavia soggetta a limitazioni considerevoli, in quanto le ampiezze degli impulsi di scintillazione variano in un ampio intervallo. Inoltre esiste sempre la possibilit? di comparsa di impulsi perturbatori, la cui ampiezza supera il valore di soglia di riferimento.

Un ulteriore criterio per distinguere gli impulsi di riferimento dagli impulsi di scintillazione e dagli impulsi perturbatori ? la differente durata degli impulsi. Come gi? menzionato in precedenza la durata degli impulsi di scintillazione ? dell'ordine di grandezza di 10 ns, ed anche gli impulsi perturbatori che si presentano, specialmente quelli di grande ampiezza, hanno una durata similmente breve. Quando la durata degli impulsi luminosi emessi dal diodo luminoso 24 viene alimentata in ragione di ordine di grandezza, ad esempio 200 ns, ? possibile ? ?-v ? xng.garzano & nanarao distinguere gli impulsi di riferimento dagli impulsi . di scintillazione e da impulsi perturbatori mediante la differente durata di impulsi. A tale scopo a monte del contatore di riferimento 38 si potrebbe inserire un discriminatore della durata degli impulsi. Tuttavia una soluzione pi? semplice consiste nel fatto di impiegare per il contatore di riferimento 38 un contatore il cui tempo di intervento,? cos? grande che esso interviene invero in seguito agli impulsi d? riferimento ma non in seguito ai corti impulsi di scintillazione e impulsi perturbatori. Questa condizione ? soddisfatta specialmente da contatori CMOS.

Infine ? anche possibile selezionare gli impulsi di riferimento in conseguenza del fatto che sono esattamente noti gli istanti della loro comparsa0 Questo fatto viene sfruttato per la disposizione della figura 3 con l'ausilio del circuito a porta 37. Il circuito di comando 26 fornisce all'uscita 26a ogni volta un impulso, quando il diodo luminoso 24 viene eccitato per l'emissione di un impulso luminoso. Mediante ognuno di questi impulsi il circuito a porta 37 viene aperto per la durata di tempo in cui pu? essere ricevuto un impulso di riferimento.

Nelle pause fra gli impulsi di riferimento il circuito a porta 37 rimane sbarrato, cos? che gli impulsi di - 21 - Ing.Barzan? & Zanardo scintillazione e gli impulsi perturbatori, anche quando vengono trasmessi dal discriminatore di ampiezza 36, non possono portarsi,al contatore di riferimento 30.

Quando non si prendono particolari misure oltre agli impulsi di scintillazione vengono contati anche tutti gli impulsi di riferim?nto e impulsi perturbatori dal contatore,misuratore 32 nel circuito valutatore 22. Il conteggio degli impulsi di riferimento risulterebbe innocuo, in quanto il loro numero ? esattamente noto e se ne pu? tener conto nella fase di calcolo del livello di riempimento dal volume del conteggio del contatore 32. Tuttavia ci? non vale per gli impulsi perturbatori che compaiono irregolarmente. Per impedire il conteggio di tali impulsi perturbatori nel contatore misuratore 32, nell'esempio di realizzazione della figura 3 fra il discriminatore di ampiezza 30 e il contatore misuratore 32 ? inserito il circuito a porta 31 che viene sbarrato mediante ogni impulso di uscita del discriminatore di ampiezza 36, cos? che si impedisce la trasmissione del corrispondente impulso dall'uscita del discriminatore di ampiezza 30 al contatore misuratore 32. Conseguentemente s? impedisce il conteggio di tutti gli impulsi, la cui ampiezza supera il valore - 22 - Ing.Barzan? & Zanardo di soglia di riferimento SR, nel contatore misuratore 32..Al riguardo si tratta sostanzialmente di tutti gli impulsi prodotti per radiazione cosmica, nonch? di una parte degli impulsi di riferimento. Invece nel contatore misuratore 32.vengono contati quegli impulsi di riferimento la cui ampiezza non raggiunge il valore di soglia di riferimento SR.

In conseguenza,della regolazione effettuata nello esempio di realizzazione della figura 3 il numero di questi impulsi di riferimento contati viene invece mantenuto sempre allo stesso valore costante, cos? che ? possibile correggere corrispondentemente il valore numerico fornito dal contatore misuratore 32 in ogni periodo di Conteggio.

Al posto di impiegare il risultato di misurazione, ottenuto con il conteggio degli impulsi di riferimento nel circuito di controllo 28, per regolare il guadagno del moltiplicatore fotoelettronico, come nell?esempio di realizzazione della figura 3, ? anche possibile impiegare questo risultato direttamente per correggere il risultato di misurazione fornito dal circuito valutatore 22. Questa possibilit? ? opportuna specialmente quando il risultato di misurazioni, ossia il livello di riempimento nel recipiente 12, viene calcolato dal volume di conteg? d.3 ? jLng.t?cirzcino se Ldnarao. gio 'del.contatore misuratore 32 mediante un micro-

? ;

calcolatore. La figura 4 mostra una variante della disposizione della figura 3, in cui si fa uso di questa possibilit?.

.1 componenti della disposizione della figura 4 coincidono con quelli della disposizione della figura 3 fino alle entrate del contatore misuratore 32 e del contatore di riferimento 38. Queste parti circuitali coincidenti hanno le stesse funzioni del caso della figura 3 e pertanto non vengono descritte ancora una volta. Tuttavia .manca il circuito di regolazione con il regolatore di tensione 52. A valle del contatore misuratore 32 e del contatore di riferimento 38 ? inserito rispettivamente uh registro a scorrimento 56 rispettivamente 58, nel quale il volume di conteggio del contatore associato, alla fine di ogni periodo di modulazione in conseguenza dell'impulso, fornito dall'uscita 26 del circuito di comando 26, viene trasmesso parallelamente, mentre contemporaneamente il contatore viene riportato a ' zero. Successivamente i contenuti dei due registri a scorrimento 56 e 58 vengono inseriti in serie in un microcalcolatore 60, che da ci? calcola il livello di riempimento del recipiente 12 ed effettua anche la correzione dei valori misurati mediante il - ?ng.garzano ec zariaruu risultato del contatore di riferimento.

In questa forma di realizzazione non ha luogo alcuna compensazione dei fenomeni di invecchiamento dello scintillatone 14 in plastica e/oppure del moltiplicatore fotoelettronico 20, che portano ad una riduzione della percentuale di impulsi di scintillazione contati. In conseguenza della modulazione di ampiezza degli .impulsi di riferimento si riduce tuttavia il numero degli impulsi di riferimento, contati in ogni periodo di motivazione, in uguale proporzione, e qu?sto fatto pu? essere utilizzato nel microcalcolatore 60 per correggere il risultato della misurazione. In questo caso 3a modulazione secondo una funzione lineare a denti di sega ? particolarmente vantaggiosa in quanto in tal modo la variazione del numero di impulsi ? direttamente proporzionale alla riduzione dell'ampiezza degli impulsi.

Tuttavia non ? affatto assolutamente indispensabile effettuare una modulazione lineare a denti di sega. La modulazione di ampiezza degli impulsi di riferimento pu? avvenire anche in base ad una' funzione non lineare. Ci? pu? essere vantaggioso ad esempio quando nella regolazione di guadagno rappre- ? sentala in figura 3 si intende ottenere una sensibilit? particolarmente grande nell'intorno del valore - io - xng.narzano & nanarao prescritto definito dal valore di soglia di riferimento SR.

.La figura 5 mostra un esempio di realizzazione del circuito di comando 26 per il caso di'una ondulazione lineare a denti di sega, laddove la tensione a denti di sega viene prodotta digitalmente.

Inoltre il circuito di comando della figura 5 provoca lina compensazione della dipendenza dalla temperatura del diodo luminoso 24.

Per produrre la tensione a denti di sega serve un contatore binario 70 in combinazione con un convertitore digitale? analogico 71 ? Il contatore 10 binario 70 ha una capacit? di conteggio di 2 = 1024, per la qual cosa sono necessari dieci stadi di contatore binari. Come esempio si supponga che si impiega un contatore binario con un numero di stadi maggiore, ad esempio un contatore CMOS a 12 stadi del tipo

CD 4040, in cui l?uscita 011 dell'undicesimo stadio ? collegata con l'entrata di ripristino R, cos? che il contatore binario di volta in volta dopo il raggiungimento del volume di conteggio 1024 viene riportato a zero e comincia a contare dall'inizio.

L'uscita Q11 pu? formare contemporaneamente l'uscita 26b del circuito di comando. Le uscite a stadi Q1...Q1O d?i dieci primi stadi del contatore sono collegate ? d. o J-iig ? OCU-'ZidliU OC

con le corrispondenti entrate del convertitore digitale-analogico 71, che fornisce sulla sua uscita 7ia una tensione proporzionale in ogni istante al volume . di conteggio del contatore binario 70.

L'entrata di ritmazione del contatore binario 70 ? collegata con l'uscita di un generatore 74 di impulsi ritmici, che fornisce impulsi ritmici con una frequenza di ripetizione di 64 Hz. Il periodo di conteggio del contatore binario 70 ? quindi di 1024/64 = 16 s.

All'uscita 71a del convertitore digitaleanalogico 7i appare quindi una tensione crescente a gradini, che di volta in volta dopo 16 S si riporta a zero ed in ogni periodo di 16 s presenta 1024 stadi a gradini di uguale grandezza. Questa tensione pertanto approssimativamente pu? essere equiparata ad una tensione a denti di sega che cresce linearmente con grande precisione.

L'uscita 7ia del convertitore digitaleanalogico 71 ? collegata con l'entrata di inversione di un amplificatore operazionale 75 connesso alla massa tramite una resistenza 78. L'entrata di non inversione dell'amplificatore operazionale 75 riceve la caduta di tensione su un diodo Zener 76? che ? in serie connesso con una resistenza 77 fra " C / jLI Xy * J_J CUL ^ UUU Ut /JCil lCLLAl^ il morsetto di tensione di alimentazione positivo U^ e la massa. Nel circuito di reazione dell'amplificatore operazionale 75 ? inserita una resistenza 79. La tensione di uscita dell'amplificatore operazionale 75 ? applicata all'entrata di non inversione di un ulteriore amplificatore operazionale 80, la cui uscita ? collegata con la base di un transistore npn 83. L'emettitore del transistore 83 e l?entrata di inversione dell'amplificatore operazionale 80 sono collegati fra di loro e connessi alla massa tramite una resistenza 82 definente la corrente.

Il diodo luminoso 24 ? inserito in parallelo al ramo emettitore-collettore di un transistore interruttore pnp 84 nel circuito di carico della sorgente di corrente a tensione comandata, fra il morsetto di tensione U. ed il collettore del tranb

sistore 83. La base del transistore 84 tramite una resistenza 85, in parallelo alla quale ? inserito un condensatore 86, ? connessa all'uscita di un monoflotto 87. Un partitore di frequenza 88 connesso all'uscita del generatore 74 di impulsi ritmici, con il rapporto di partizione i:2 fornisce ira- 28 - Ing.Barzan? & Zanardo pulsi con una frequenza di ripetizione di 32 Hz verso l'entrata di attivazione del monoflops 87.

Il transistore interruttore 84 ? normalmente aperto. Quando il monoflops 87 viene attivato da un impulso del partitore di frequenza 88, esso fornisce sulla uscita un impulso della durata di 200 ns, che blocca il transistore 84 per questo periodo. L'uscita del partitore di frequenza 88.pu? formare contemporaneamente l'uscita 26a del circuito di comando.

Il circuito finale descritto comporta il seguente funzionamento:

L'amplificatore operazionale 75 opera coma amplificatore differenziale, che fornisce alla uscita una tensione, la quale corrisponde alla differenza fra la tensione ai morsetti del diodo Zener 76 e la tensione di uscita a denti di sega del convertitore digitale-analogico 71 con un fattore di guadagno definito dalla resistenza interna del convertitore digitale-analogico 71 ? dalla resistenza di reazione 79. Questa tensione di iiscita, applicata all?entrata di non inversione dell'amplificatore operazionale 80, si compone pertanto di una tensione continua con caratteristica sovrapposta a denti di sega e presenta l'andamento temporale della curva di inviluppo degli impulsi della figura 2 . In questa tensione la ten? ? xng.nai?zcirio a. nanarao sione ai morsetti del diodo Zener 76 (ad esempio

5 V) definisce il punto di avviamento di ogni dente di sega.

La sorgente di corrente, a tensione comandata, costituita dell?amplificatore operazionale 80, del transistore 83 e della resistenza 82, produce forzatamente nel circuito elettrico, che si.estende -dal morsetto di tensione 11 tramite il transistore

D -

a interruttore 84, normalmente conduttivo, il transistore 83 e la resistenza 82 verso la massa, una corrente esattamente proporzionale alla tensione di uscita dell'amplificatore operazionale 75? Quando il transistore a interruttore 84 ? conduttivo, risulta praticamente cortocircuitato il diodo luminoso 24, cos? che esso non conduce corrente. Per ogni impulso fornito dal partitore di frequenza 88 viene bloccato il transistore a interruttore 84, cos? che la corrente prodo-tta forzatamente dalla sorgente di corrente a tensione comandata, deve necessariamente circolare attraverso il diodo luminoso 24. Il diodo luminoso 24 fornisce quindi impulsi luminosi con una durata di 200 ns ed un periodo di ripetizione di 32 Hz. Poich? la intensit? della luce emessa da un diodo luminoso ? proporzionala alla corrente circolante attraverso il - JU - ?ng. garzano & zanarcio ?e

diodo luminoso, l'intensit? degli impulsi luminosi Proni ti dal diodo luminoso 24 varia in funzione del tempo proporzionalmente alla tensione applicata alla entrata dell'amplificatore operazionale 80. La intensit? degli impulsi luminosi varia quindi corri- ?

/?

spondentemente al diagramma,della figura 2.

Notoriamente l'intensit? della luce emessa da un diodo luminoso noli dipende solo dalla corrente circolante attraverso il diodo luminoso, ma anche dalla temperatura. Nel circuito di comando della figura 1 si sono presi provvedimenti supplementari per compensare questa dipendenza dalla temperatura del diodo luminoso 24.

All'entrata di non inversione dell1amplificatore operazionale 75 tramite una resistenza S9 viene addotta alla tensione di uscita di un ulteriore amplificatore operazionale 90, nel cui circuito di reazione ? inserita una resistenza 91. L'entrata di inversione dell'amplificatore operazionale 90 tramite una resistenza 92 ? collegata con la presa di *

un partitore di tensione, che ? costituito di due resistenze fisse 93, 94 ed ??inserito in parallelo al diodo Zener 76? In tal modo all?entrata di inversione dell'amplificatore operazionale 90 ? applicata una frazione fissa, definita dal rapporto del parti- 31 - Ing.Barzan? & Zanarao colare di tensione, della tensione stabilizzata dal diodo Zener 76. L'entrata di rion inversione dello amplificatore operazionale 90 tramite,una resistenza 95 ? collsgata con la presa di un partiiore di tensione, che ? inserito parimenti in parallelo al diodo Zener 76.

Questo partitore di tensione ? costituito di una resistenza fissa 96 e di una?resistenza 97 dipendente dalla temperatura, ad esempio del tipo PT.100. In tal modo l?amplificatore operazionale 90 fornisce una tensione dipendente dalla tejnperatura ambiente. Questa tensione viene sovrapposta, mediante l?amplificatore operazionale 75, alla tensione di modulazione a denti di sega precedentemente illustra? ta. I rapporti dei partitori di tensione 93, 94 e 96, 97 noch? il fattore di guadagno dell'amplificatore operazionale 90 sono dimensionati in modo che questa tensione dipendente dalla temperatura influenza la corrente circolante attraverso il diodo luminoso 24, in modo che in tale maniera viene proprio compensata la dipendenza dalla temperatura del diodo luminoso 24.

Quando per sorvegliare un locale di grande estensione longitudinale, ad esempio per misurare il livello di riempimento di recipienti alti, si imC- J-i. ? ?-?

piega un unico scintillatore di plastica di lunghezza corrispondentemente grande, sia i?lampi luminosi di scintillazione, che vengono prodotti all?estremit? dello scintillatore non rivolta verso il moltiplicatore fotoelettronico, sia gli impulsi luminosi impiegati per la stabilizzazione, passando attraverso il lungo scintillatore vengono assai indeboliti prima di incontrare il moltiplicatore fotoelettronico. La figura 6 mostra una forma di realizzazione modificata della disposizione di misurazione,del livello di riempimento della figura 1, in cui questo inconveniente viene evitato per il fatto che si impiegano due rivelatori a scintillazione -]0a e 10b di plastica, ognuno dei qiiali ? costituito di uno scintillatone .14a rispettivamente 14b di plastica e di un moltiplicatore fotoelettronico 20a rispettivamente 20b. Gli scintillatori -j4a e 14b di plastica sono disposti fra di loro coassialmente, cos? che le loro superfici frontali 15a, 15b, contrapposte ai moltiplicatori 'fotoelettronici 20a, 20b, sono reciprocamente affacciate e situate reciprocamente a distanza possibilmente modesta o addirittura si toccano fra di loro. Affinch? la luce non possa passare da uno scintillatore di plastica nell'altro, le superfici frontali 15a, i5b fra di loro affacciate sono spe? OJ xny . ???'???? a: z^ancLruu cularizzate.

Ad ogni rivelatore a scintillazione -|0af 10b di plastica ? associato un proprio circuito valutatore 22a, 22b, un proprio circuito di controllo 28a, 28b, una propria sorgente luminosa di riferimento 24a, 24b ed un relativo circuito di comando 26a, 26b. Nella figura 6 si ? supposto che i segnali di uscita dei circuiti di controllo 23a, 28b vengano impiegati per la correzione dei risultati di misurazione forniti dai circuiti valutatori 22a, 22b, come . nel caso della figura 4. A tale scopo i segnali di 'uscita dei circuiti valutatori 22a, 22b -e dei circuiti di controllo 28a, 28b vengono elaborati da un microcalcolatore 60 in comune. L'impiego, rappresentato in figura 6, di due rivelatori a scintillazione 10a, 1Ob in plastica ? tuttavia adottabile anche quando conformemente all'esempio di realizzazione della figura 3 la stabilizzazione avviene mediante regola- ? zione di guadagno. In questo caso, non rappresentato nel disegno, l'uscita del circuito di controllo 28a tramite un circuito di regolazione associato agisce sul guadagno del moltiplicatore fotoelettronico 20a, e l?uscita del circuito di controllo 28b tramite un secondo circuito di regolazione agisce sul guadagno del moltiplicatore fotoelettronico 20b.

? ? ?ng.garzano a c Zianarao I circuiti valutatori 22a, 22b e i circuiti di controllo 28a, 28b possono essere eseguiti n$lla maniera precedentemente illustrata in base alle \ ? .

figure 3 e 4.

E' anche possibile disporre pi? sorgenti di raggi gamma a diverse altezze sul recipiente* Come esempio nella figura 6 un'aggiuntiva sorgente i6a di raggi gamma ? sistemata alla stessa altezza.

Affinch? per la misurazione del livello di riempimento non si abbia alcuno spazio morto, ? desiderabile disporre possibilmente a modesta distanza reciproca le superfici frontali 15a, 15b degli scintillatori 14a, -14b di plastica. Pertanto sarebbe svantaggioso disporre le sorgenti luminose di riferimento 24a, 24b, ad esempio diodi luminosi, come nel caso della figura 1, direttamente su queste superfici frontali. Per evitare ci? nella disposizione della figura 6 gli impulsi luminosi, prodotti dalle sorgenti luminose di,riferimento 24a, 24b , vengono trasmessi ai scintillatori di plastica tramite fotoguide 25a rispettivamente 25b.

Nelle figure 7,8 sono rappresentate diverse possibilit? di collegamento delle fotoguide 25a, 25b con gli scintillatori 14a, 15b di plastica.

Nella forma di realizzazione della figura ? ?? ? J.ng,Barzano ? z,nnarao 7 le estremit? delle fotoguide 25a, 25b sono incollate alle superiici frontali specularizzate -|5a, 15b.degli sintillatori 14a, 14b di plastica, cos? che gli im-, pulsi luminosi di riferimento dalla superficie frontale vengono inseriti assialmente negli scintillatori di plastica. Tuttavia da questo accorgimento risulta anche un volume morto, sia pure molto modesto,,fra i due scintillatori di plastica.

Come mostra la figura 8 ? tuttavia anche possibile inserire gli impulsi luminosi, a partire dalle-superfici laterali, negli scintillatori di plastica. Le superfici frontali specularizzate 15a, 15b possono poggiare in tal caso direttamente l?una sull?altra, cos? che il volume morto ? limitato allo spessore -delle due specularizzazioni, che ? assai piccolo (ad esempio 2Cyum)?

Per il collegamento delle due fotoguide con le superfici laterali degli scintillatori di plastica nella figura 8 sono rappresentati due esempi che possono essere impiegati a scelta. La fotoguida 25a ? incollata alla superfici laterale dello scintillatore 14a di plastica, mentre.la fotoguida 25b ? fissata mediante un morsetto di materia arti- ? ficiale 27, in modo che la sua superficie terminale ? accostata a pressione alla superficie laterale dello - 36 - Ing.Barzan? & Zanardo scintillatone 14b di plastica.

In entrambi i casi gli impulsi luminosi, inseriti dalle fotoguide 25a, 25b.negli scintillatori di plastica 14a, 14b, mediante riflessione sulle su-* perfici frontali specularizzate 15a, 15b e mediante riflessione totale sulle superfici laterali degli " scintillatori di plastica 14a, 14b-vengono trasmessi verso i moltiplicatori fotoelettronici situati in corrispondenza delle estremit? opposte.

La stabilizzazione mediante impulsi luminosi di riferimento, modulati in ampiezza, ? stata descritta precedentemente nell'esempio di rivelatori a scintillazione di plastica, per i quali essa risulta particolarmente vantaggiosa, in quanto in tal modo vengono concomitantemente stabilizzati anche-i fenomeni di invecchiamento oppure altre variazioni degli scintillatori di plastica influenzanti la trasmissione della luce. Tuttavia ? evidente che questo tipo di stabilizzazione pu? essere impiegato anche per altri tipi di rivelatori a scintillazione, ad esempio per rivelatori a scintillazione di cristallo o di liquido.

RIVENDICAZIONI ? " 1. Procedimento per stabilizzare automaticamente un rivelatore a scintillazione, specialmente - 37 - ing.Barzan? & Zanardo un rivelatore a scintillazione di plastica, con lo .ausilio di una sorgente luminosa funzionante a impulsi, i cui impulsi luminosi vengono ricevuti dal convertitore fotoelettrico del rivelatore a scintillazione, ed inoltre con un circuito di controllo che interviene in seguito ai segnali di uscita del convertitore fotoelettrico (impulsi di riferimento) prodotti dagli.impulsi luminosi, caratterizzato dal fatto che l'intensit? degli impulsi luminosi viene modulata in base ad una preassegnata funzione periodica, nonch? dal fatto che in ogni periodo di modulazione viene rivelato e impiegato per la stabilizzazione il numero degli impulsi di riferimento la cui ampiezza supera una soglia di riferimento preas--segnata e rientrante nell1intervallo di modulazione.

2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'intensit? degli impulsi luminosi viene modulata in base ad una funzione a denti di sega.

xy ? ?-f ui xtu: i'_/ UL LJUI IOXJ. 4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che il guadagno del convertitore fotoelettrico ovvero del suo circuito di uscita viene regolato in dipendenza del numero di impulsi determinato, nel senso che viene mantenuto costante un numero di impulsi preassegnato.

5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzato^dal fatto che il numero di impulsi determinati viene impiegato per correggere il risultato di misurazione del rivela- . tore a scintillazione.

6. Disposizione per attuare il procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, con uno scintillatone, nel quale mediante una radiazione ionizzante incidente vengono prodotti i lampi.luminosi, ed inoltre con un convertitore fotoelettrico disposto in modo che esso riceve i lampi luminosi prodotti nello scintillatone e li converte in segnali di uscita elettrici, ed inoltre con un circuito valutatore, connesso alla uscita del convertitore fotoelettrico, per i segnali di uscita del convertitore fotoelettrico, prodotti in conseguenza dei lampi luminosi, ed inoltre con una sorgente luminosa funzionarne a impulsi e disposta in modo che gli impulsi luminosi prodotti da essa vengono 3y ? Ing.Barzan? & Zanardo ricevuti dal convertitore fotoelettrico, e infine con un circuito di controllo che ? connesso alla uscita del convertitore fotoelettrico e interviene in seguito ai segnali di uscita del convertitore fotoelettrico (impulsi di riferimsnto).prodotti dagli impulsi luminosi della sorgente luminosa, caratterizzata dal fatto che ? previsto un circuito di comando per la sorgente luminosa, che modula l'intensit? degli impulsi luminosi in base ad una funzione periodica preassegnata, nonch? dal fatto che il circuito di controllo contiene un contatore (contatore di riferimento) che in ogni periodo di modulazione conta gli impulsi di riferimento, la cui ampiezza supera una soglia di riferimento preassegnata e rientrante nell 'intervallo di modulazione.

7. Disposizione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che a monte del contatore di riferimento ? inserito un discriminatore di ampiezza,.che lascia passare verso il contatore soltanto impulsi con un'ampiezza superiore al valore di soglia di riferimento.

8. Disposizione secondo la rivendicazione 6 oppiare 7, caratterizzato dal fatto che il circuito di controllo viene attivato dal circuito di comando solo durante l'emissione di ogni impulso luminoso.

- 40 - Ing.Barzan? & Zanardo 9. Disposizione secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che a monte del contatore di -riferimento ? inserito,un circuito porta che viene aperto dal circuito di comando solo durante l'immissione di ogni impulso,luminoso.

10. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 9, caratterizzata dal fatto che la durata degli impulsi luminosi ? maggiore della durata dei lampi luminosi di scintillazione, nonch? dal fatto che il circuito di controllo contiene un discriminat?re della durata degli impulsi.

12. Disposizione secondo la rivendicazione n , caratterizzata dal fatto che il contatore di riferimento ? un contatore CMOS.

?]3. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 12, caratterizzata dal fatto che il circuito valutatore contiene una disposizione per la soppressione di impulsi perturbatori.

? 41 ? 'ing.Barzan? & Zanarao 1144. Disposizione secondo una delle rivendicazioni.da 6 fino a 13, caratterizzata dal fatto che il circuito di comando contiene un generatore a denti di sega, il cui segnale di uscita viene impiegato .per modulare l'intensit? degli impulsi luminosi.

15. ^Disposizione secondo la rivendicazione 14, -caratterizzata dal fatto che il generatore a denti di sega ? formato da'un contatore, comandato da un generatore di impulsi ritmici, con seguente convertitore digitale-analogico.

16. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 15, caratterizzata dal fatto che la sorgente luminosa ? un diodo luminoso.

- 42 - Ing.Barzan? & Zanardo 19. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino .a ?8, caratterizzata dal fatto che il circuito di controllo ? inserito in un circuito regolatore di guadagno, che regola il guadagno del convertitore fotoelettrico nel senso che vengono mantenuti costanti gli impulsi contati dal contatore di riferimento in ogni periodo di modulazione, 20. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 18, caratterizzata dal fatto che il segnale di uscita del circuito di controllo, corrispondente al numero di impulsi emessi, viene addotto al circuito di valutazione per la correzione del risultato della misurazione.

2-j. Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 6 fino a 20, caratterizzata dal fatto che impiegando uno scintillatone di plastica la sorgente luminosa ? disposta in modo che gli impulsi luminosi attraverso lo scintillatone di plastica vengono trasmessi al convertitore fotoelettrico.

22. Disposizione secondo la rivendicazione 20, caratterizzata dal fatto che sono previsti due scintillatori di plastica, che sono specularizzati in corrispondenza delle superfici frontali fra di loro affacciate e in corrispondenza delle superfici frontali contrapposte sono collegati rispettivamente

Claims

- 43- Ing.Barzan? & Zanardo con un convertitore fotoelettrico, nonch? dal fatto

? ? che gli impulsi luminosi modulati tramite fotoguide, \ all?estremit? di ogni scintillatone di plastica,

non rivolta verso il convertitore fotoelettrico, vengono inseriti in questo.

23. 'Disposizione secondo la rivendicazione 22, caratterizzata dal fatto che gli scintillatori di plastica con le loro superfici frontali specula-

? rizzati si commettono direttamente l'uno all'altro, nonch? dal fatto che le estremit? delle fotoguide sono collegate con le superfici laterali degli scin- . tillatori di plastica.

I MANDATARI!

(firma)

e? e per il! altri)

*

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DB ,/rm/ 8 ? 46