SU1659936A1 - Устройство дл просмотра дерной фотоэмульсии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к  дерной физики , а именно к экспериментальной физике элементарных частиц, и может быть использовано при исследовании короткоживущих элементарных частиц на пучках нейтрино от ускорител . Цель изобретени  - повышение достоверности обнаружени  частиц заданной ориентации за счет повышени  отношени  сигнал/шум. В устройство, содержащее систему 1 формировани  мезооптических изображений пр мых следов частиц заданной ориентации,блок 2 перемещени  и контрол  положени   дерной фотоэмульсии, два световода 3, два фотоприемника 4 и блок 9 записи и обработки сигналов, введены два дифференцирующих блока 5, два инвертора 6, четыре дискриминатора 7 и четыре таймера 8. В блок 9 записи и обработки сигналов поступают четыре фотоимпульса от каждого пр мого следа частиц заданной ориентации, врем  задержки между которыми определ ет Z-координату пр мого следа частицы, а среднее врем  по влени  четырех фотоимпульсов - х-коор- динату пр мого следа частицы. 1 ил (Л с о ел ю о со о

Description

Изобретение относитс  к  дерной физике , а именно кэкспериментальной физике элементарных частиц, и может быть использовано при исследовании короткоживущих элементарных частиц на пучках нейтрино от ускорител .

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности обнаружени  частиц заданной ориентации за счет повышени  отношени  сигнал/шум.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  просмотра  дерной фотоэмульсии.

Устройство содержит систему 1 формировани  мезооптических изображений пр мых следов частиц заданной ориентации, блок 2 перемещени  и контрол  положени   дерной фотоэмульсии, два световода 3, два фотоприемника 4, два дифференцирующих блока 5, два инвертора 6, четыре дискриминатора 7, четыре таймера 8 и блок 9 записи и обработки сигналов.

Световоды 3 подстыкованы входными торцами к мезооптическому зеркалу системы 1 формировани  мезооптических изображений пр мых следов частиц заданной ориентации в месте, где наход тс  мезооп- тические изображени , и выходными торцами соответственно к первому и второму фотоприемникам 4. Выходы первого и второго фотоприемников 4 соединены с входами соответственно первого и второго дифференцирующих блоков 5. Первый дифференцирующий блок 5 подключен первым выходом через первый дискриминатор 7 к информационному входу первого таймера 8 и вторым выходом через последовательно соединенные первый инвертор и второй дискриминатор 7 к информационному входу второго таймера 8. Второй дифференцирующий блок 5 подсоединен первым выходом через последовательно соединенные второй инвертор 6 и третий дискриминатор 7 к информационному входу третьего таймера 8 и вторым выходом через четвертый дискриминатор 7 к информационному входу четвертого таймера 8. Выходы всех таймеров 8 соединены с соответствующими информационными входами блока 9 записи и обработки сигналов, подключенного управл ющим входом к управл ющим входам всех таймеров 8 и к выходу блока 2 перемещени  и контрол  положени   дерной фотоэмульсии.

Устройство дл  просмотра  дерной фотоэмульсии работает следующим образом. Включают систему 1 формировани  мезооптических изображений пр мых следов частиц заданной ориентации, блок 2 перемещени  и контрол  положени   дерной

фотоэмульсии, фотоприемники 4, дифференцирующие блоки 5, инверторы 6 сигналов , дискриминаторы 7, таймеры 8 и блок 9 записи и обработки сигналов. Ядерную фотоэмульсию устанавливают в рабочее положение и задают скорость перемещени  v в блоке 2.

Система 1 формировани  мезооптических изображений пр мых следов частиц за0 данной ориентации создает два мезооптических изображени , которые наход тс  вблизи входных торцов световодов 3 и параллельны ориентации мезооптических изображений пр мого следа частицы

5 заданной ориентации. Мезооптические изображени  пр мого следа частицы попадают на входные торцы световодов 3 в различные моменты времени, и разница между ними  вл етс  мерой z-координаты наблюдаемо0 го следа частицы. Сигналы фототока в фото- приемниках 4 возникают при безостановочном движении  дерной фотоэмульсии . Каждый из них имеет вид импульса фототока l(t), слабо возвышающегос  над

5 фоном. Суммарный сигнал из импульса фототока l(t) и фона (t) с выходов фотоприемников 4 подвергаетс  дифференцированию по времени с соответствующих дифференцирующих блоках 5. На двух выходах каждо0 го дифференцирующего блока 5 возникают две компоненты продифференцированного сигнала фототока: положительна  и отрицательна .

Обе компоненты сигналов с выходов

5 дифференцирующих блоков 5 подвергаютс  дискриминации по амплитуде в дискриминаторах 7 каждого плеча устройства, при этом отрицательна  компонента сигнала сначала проходит через соответствующий

0 инвертор 6, Всего формируетс  четыре сигнала : два в левом и два в правом плечах устройства. Отсчеты моментов по влени  указанных четырех сигналов производ тс  при помощи четырех таймеров 8. Тактовые

5 сигналы времени вырабатываютс  на выходе блока 2 перемещени  и контрол  положени   дерной фотоэмульсии и подаютс  на управл ющий вход всех таймеров 8.

Процесс просмотра  дерной фото0 эмульсии ведут в режиме практически равномерного перемещени   дерной фотоэмульсии относительно центра пол  зрени  устройства со скоростью v. Если шаг отсчета блока 2 перемещени  и контрол 

5 положени   дерной фотоэмульсии равен Ах , то тактова  частота стробирующих импульсов равна Дх.

Так, дл  мм/с и Дх 1 мкм имеет МО кГц.

Непосто нство скорости перемещени   дерной фотоэмульсии не скажетс  на точности измерений моментов времени по влени  сигналов таймерами 8, поскольку одновременно с уменьшением (увеличением ) скорости перемещени  v будет соответственно снижатьс  (повышатьс ) частота следовани  тактовых импульсов на выходе блока 2 перемещени  и контрол  положени   дерной фотоэмульсии.

Дл  каждого следа частицы в блок 9 записи и обработки сигналов занос тс  значени  четырех отсчетов моментов времени по влени  положительного импульса левого мезооптического изображени  rV , отри- цательногоимпульсалевого

мезооптического изображени  , а также

соответствующие величины т$- и tЈ- дл  правого мезооптического изображени . При этом координата х зарегистрированного следа частицы определ етс  по формуле:

x V Tlf+Tl +A+TR i(1)

а координата z - по формуле

z V(rV+zk +zR)(2)

Разности

() 1

() /(з)

несут информацию об эффективном диаметре световодов 3 и  вл ютс  посто нными-величинами . Их можно использовать как критерии выделени  полезного сигнала из фона. А именно, если разность 5| или SR имеет нестандартное значение, то это указывает однозначно на то, что наблюдаемые четыре импульса фототока вызваны случайными флуктуаци ми фоновой засветки . Дл  проверки этого вывода измерени  в этом месте производ т повторно.

Если в процессе перемещени   дерной фотоэмульсии относительно центра пол  зрени  устройства пр мой след частиц попадает в поле зрени  устройства, то торцы световодов 3 освещаютс  узкими полосками света и на выходе обоих фотоприемников

4возникают сигналы фототока. Пройд  через соответствующие дифференцирующие блоки

5и инверторы 6, преобразованные сигналы поступают на информационные входы таймеров 8. Значение моментов времени по влени  четырех импульсов фототока

тЦ-, , 1%- и тР- занос тс  в блок 9 записи и обработки сигналов. По завершении просмотра  дерной фотоэмульсии оператор вызывает из блока 9 записи и обработки сигналов всю поступившую информацию и

отбрасывает все фоновые комбинации из четырех зарегистрированных сигналов. В среднем число полезных событий в форме пр мых следов частиц заданной ориента- 5 ции составл ет 8-10 на заданном участке  дерной фотоэмульсии площадью 1 см .

Использование изобретени  повышает достоверность обнаружени  частицы задан0 ной ориентации за счет улучшени  отношени  сигнал/шум, достигаемого тем, что в данном устройстве наблюдаютс  и регистрируютс  дифференцированные образы сигналов фототока, содержащие информа5 цию о флуктуационной компоненте сигнала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  просмотра  дерной фо0 тоэмульсии, содержащее блок перемещени  и контрол  положени   дерной фотоэмульсии, два световода, два фотоприемника , двухканальный блок записи и обработки сигналов и систему формировани 

   5 мезооптических изображений пр мых следов частиц заданной ориентации, состо щую из источника когерентного пучка света, линзы преобразовани  Фурье и мезооптического зеркала, к которой подсоединены

   0 оба световода входными торцами, а выходными торцами - к входам соответственно первого и второго фотоприемников, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности обнаружени  частиц заданной

   5 ориентации за счет повышени  отношени  сигнал/шум, в него введены два дифференцирующих блока, два инвертора, четыре дискриминатора и четыре таймера, а блок записи и обработки сигналов выполнен че0 тырехканальным и управл емым и подсоединен управл ющим входом к выходу блока перемещени  и контрол  положени   дерной фотоэмульсии и к управл ющим входам всех таймеров, выходы первого и второго

   5 фотоприемников соединены с входами соответственно первого и второго дифференцирующий блоков, первый дифференцирующий блок подключен первым выходом через первый дискриминатор к информационному вхо0 ду первого таймера и вторым выходом через последовательно соединенные первый инвертор и второй дискриминатор к информационному входу второго таймера, второй дифференцирующий блок подсоединен пер5 вым выходом через последовательно соединенные второй инвертор и третий дискриминатор к информационному входу третьего таймера и вторым выходом через четвертый дискриминатор к информационному входу четвертого таймера, выходы всех

   716599368

   таймеров соединены соответственно с пер- мационными входами блока записи и обра- вым, вторым, третьим и четвертым инфор- ботки сигналов.