Brevet FR2456330A1 — publié le 19801205

La présente invention concerne un appareil de mesure d'un rayonnement ionisant, comprenant une sonde de mesure qui peut lui etre raccordée par l'intermédiaire d'un connecteur, et contenant au moins un détecteur de rayonnement qui produit des impulsions électriques à une fréquence de répétition dépendant du débit de dose, quand il est soumis à un rayonnement ionisant, comportant en outre un conformateur d'impulsions et un intégrateur qui fournit une tension proportionnelle à la fréquence des impulsions de sortie du conformateur, chacun d'entre eux comprenant un circuit RC déterminant une constante de temps. Un tel appareil de mesure d'un rayonnement ionisant ou compteur de rayonnement est décrit dans le brevet allemand nO t 198 462.Cet appareil classique contient un détecteur de rayonnement alimenté par une source de haute tension pour produire lesdites impulsions et comporte un-connecteur auquel on peut raccorder une sonde de mesure où se trouve un autre détecteur de rayonnement. A l'aide d'un commutateur de sélection il est possible, pour effectuer la mesure, de choisir soit le détecteur de rayonnement de la sonde de mesure, soit celui du compteur. Les deux détecteurs de rayonnement sont connectés à l'entrée d'un conformateur d'impulsions conçu comme un circuit monostable dans lequel, à l'aide d'un sélecteur de gamme, on peut régler différentes valeurs de capacité dans le circuit RC déterminant la constante de temps du circuit monostable. Le conformateur d'impulsions est suivi d'un intégrateur qui se compose d'un condensateur d'intégration comprenant une résistance en série et une en parallèle. A l'aide du sélecteur de gamme, on peut régler des constantes de temps différentes dans l'intégrateur de l'appareil classique. La branche parallèle du condensateur d'intégration comprend un indicateur qui donne la tension de sortie de l'intégrateur correspondant au débit de dose, son cadran étant gradué en unités de débit de dose. Le circuit monostable de l'appareil classique comprend une résistance variable qui permet de compenser les écarts de mesure par rapport à la valeur nominale qui doit être indiquée, écarts qui sont dû aux dispersions dans les caractéristiques des composants électroniques actifs du conformateur dtimpul- sions et en particulier du détecteur de rayonnement du compteur. Le type classique de compteur de rayonnement, cependant, ne peut compenser des erreurs de mesure telles que celles causées par les dispersions dans les caractéristiques du détecteur de rayonnement contenu dans les sondes de mesure. Ces dispersions sont considérables et entrainent des écarts de plus de 30 ffi par rapport aux valeurs mesurées réelles qui doivent être indiquées. Pour réduire l'importance de cette dispersion on sait que l'on peut monter en parallèle avec le détecteur de rayonnement un pdit condensateur variable, comme l'indique la description de la sonde de mesure du brevet allemand antérieur nO 1 198 462. De la sorte, il est évidemment possible de réduire l'importance de la dispersion à l'intérieur de la zone de temps mort du détecteur de rayonnement, mais cela entraîne que l'on accepte une expansion considérable de cette zone de temps mort, ce qui a pour conséquence une restriction de la gamme de mesure.En plus de cela, cette mesure est insuffisante pour répondre aux exigences d'exacti- tude actuelles recherchées pour de tels types de compteurs de rayonnement. L'objet de l'invention est donc de concevoir un compteur de rayonnement connecté à une sonde de mesure, du type précédemment décrit, de telle sorte que la dispersion dans les caractéristiques des détecteurs de rayonnemet puisse être compensée dans chacune des sondes de mesure, et que de cette manière l'indication de la valeur mesurée relative à un rayonnement ionisant ne comporte aucune erreur, ou du moins une erreur minime. Selon l'invention, cet objectif est atteint par le fait qu'on dispose dans la sonde de mesure d'une résistance variable qui fait partie soit du circuit RC du conformateur d'impulsions, soit de celui de l'intégrateur, et qui est connectée audit circuit par l'intermédiaire des contacts du connecteur. Ces mesures étant prises, la compensation de la dispersion dans les caractéristiques des détecteurs de rayonnement est séparée de manière avantageuse d'une compensation de la dispersion des caractéristiques des éléments de circuit restants du compeur de rayonnement.De cette manière, il devient possible de régler la caractéristique de transfert d'un compteur de rayonnement à une position normalisée, prédéterminée, indépendamment du détecteur de rayonnement utilisé pour la mesure, et, en une seule opération indépendante du réglage de la caractéristique de transfert, d'effectuer un second réglage dans la sonde de mesure pour déplacer ladite caractéristique de transfert à tel point que cela compense la dispersion dans les caractéristiques du détecteur de rayonnement se trouvant dans la sonde. Ainsi, il dévient possible de mettre à la place l'une de l'autre toutes les sondes de mesure des compteurs de rayonnement ayant les memes caractéristiques de transfert, sans que cela entrain des erreurs de mesure importantes dans l'affichage des compteurs. En montant dans l'appareil une résistance fixe entre les contacts du connecteur auxquels la résistance variable de la sonde est connectée, on évite que le conpteur de rayonnement n'indique une valeur de mesure sans aucune signification quand aucune sonde ne lui est connectée. En appliquant l'un des contacts du connecteur auquel est raccordé la résistance variable de la sonde de mesure à l'un des pôles d'une source de tension qui alimente ladite sonde de mesure, il est possible de réduire le nombre des contacts du connecteur.Une autre caractéristique de l'invention est que l'un des circuits RC de l'appareil comprend au moins une autre résistance variable qui sert à régler la compensation de l'erreur de mesure dudit appareil sans considération pour la dispersion dans les caractéristiques des détecteurs de rayonnement. Cette mesure permet en particulier le réglage d'une caractéristiqué de transfert normalisée du compteur de rayonnement même quand le réglage se fait sur plusieurs gammes de mesure. L'invention concerne également une méthode avantageuse pour adapter une sonde de mesure à un compteur de rayonnement auquel elle est connectée. Selon cette méthode, ladite sonde de mesure est disposée dans le champ d'un rayonnement ionisant dont le débit de dose est connu, ce débit correspondant à la partie linéaire de la caractéristique de transfert en coordonnées logarithmiques dudit détecteur de rayonnement de la sonde de mesure, et la valeur de la résistance variable se trouvant dans la sonde de mesure est modifiée jusqu'à ce qu'un indicateur dudit appareil produise une sortie en accord avec la valeur du débit de dose connu. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif en se reportant aux figures annexées t à 4 qui représentent : - la figure 1, un schéma fonctionnel d'un compteur de rayonnement auquel est connectée une sonde de mesure - la figure 2a, des courbes caractéristiques concernuant des sondes de mesure utilisant des détecteurs de rayonnement de même catégorie - la figure 2b, des courbes des caractéristiques de transfert d'un compteur de rayonnement, respectivement adaptées aux caractéristiques représentées dans la figure 2a pour différents détecteurs de rayonnement ;; g - la figure 3, un schéma fonctioanel d'un compteur de rayonnement du type représenté dans la Figure 1, dans un circuit de réglage de la caractéristique ds transfert normalisée, et - la figure 4,un schéma fonctionnel plus détaillé du circuit d'un autre compteur de rayonnement auquel est raccordée une sonde de mesure du type connectable, pour la mesure d'un rayonnement ionisant. Le compteur de rayonnement 1 tel qu'il est représenté dans la figure 1 est connecté à un détecteur de rayonnement 7 par l'intermédiaire des contacts 2-à 5 d'un connecteur d'une sonde de mesure 6. L'anode du détecteur de rayonnement 7 à laquelle, quand celui-ci est soumis à un rayonnement ionisant, apparat un train d'impulsions statistiquement réparties dans le temps, est connectée par l'intermédiaire des résistances de fonctionnement 8 et 9 et du contact de connexion 5, à une source de haute tension tO, alors que la cathode est connectée au potentiel de référence du compteur de rayonnement par l'intermédiaire du contact de connexion 2.Les impulsions produites dans le détecteur de rayonnement 7 sont appliquées, par l'intermédiaire d'un condensateur 11 de la sonde de mesure et du contact de connexion 4, à un amplificateur d'impulsions 12 à la sortie duquel est connecté un conformateur d'impulsions 13. Ce conformateur d'impulsions 13 convertit les impulsions d'entrée 14 en impulsions de sortie 15 d'amplitude et de durée constantes qui sont appliquées à un intégrateur 16 faisant suite au conformateur d'impulsions. L'intégrateur 16 se compose d'un condensateur d'intégration 17 ainsi que d'une résistance en série 18 et d'une résistance en parallèle servant de diviseur de tension comprenant les résistances 19 et 20.Les impulsions de sortie 15 du conformateur d'impulsions 13 fournissent au condensateur d'intégration 17 une tension proportionnelle à la fréquence de répétition des impulsions de sortie 15, qui est amplifiée par un amplificateur à courant continu 21, et est indiquée sur un panneau d'affichage 22 gradué, par exemple, en unités de débit de dose. Les courbes de la figure 2a représentent les caractéristiques de transfert concernant des détecteurs de rayonnement 7 de même catégorie utilisés avec différentes sondes de mesure 6, la courbe 23 indiquant la caractéristique centrale ou nominale de tous les détecteurs de rayonnement 7 qui appartiennent à la même catégorie, et les courbes 24 et 25, par exemple, indiquant les caractéristiques de détecteurs de rayonnement qui se trouvent à I'extrême limite du champ de dispersion des caractéristiques de fabrication admis par le fabricant.L'abscisse représente dans une division logarithmique le débit de dose DL en "roentgens/heure" (r/h) d'un rayonnement ionisant agissant sur la sonde de mesure, tandis que l'ordonnée représente la fréquence de répétition d'impulsions associée, également dans une division logarithmique, du train d'impulsions apparaissant à la sortie 4 de la sonde de mesure Comme on peut le voir sur les courbes,différentes sondes de mesure 6 de même catégorie, connectées à un compteur de rayonnement 1, et qui à cause de la dispersion dans les caractéristiques des détecteurs de rayonnement 7 qu'on utilise, placées dans un champ de rayonnement ionisant ayant un débit de dose x1, produisent des trains d'impulsions à fréquences différentes y1, y2 ou y3 qui sont susceptibles de s'écarter considérablement les unes des autres et donc peuvent facilement entraîner des erreurs considérables dans les indications données par le compteur de rayonnement. La figure 2b représente la caractéristique de transfert 26 du compteur de rayonnement tel qu'il est représenté dans la figure 1. Son axe vertical est l'axe des abscisses et indique la fréquence des impulsions appliquées à l'entrée 4 du compteur de rayonnement I dans une représentation semblable à celle utilisée pour l'axe des ordonnées dans les courbes caractéristiques de la figure 2a concernant les sondes de mesures. L'axe horizontal est l'axe des ordonnées et représente dans une division logarithmique les valeurs indiquées sur le cadran 27 du panneau d'affichage 22 du compteur de rayonnement, qui est gradué en unités de débit de dose, par exemple, en "roentgens/heure" (r/h).La position de la caractéristique de transfert 26 en tant que telle dépend des valeurs électriques des composants électriques utilisés dans le compteur de rayonnement, et on peut la faire varier grSce à la résistance variable 28 qui est alimentée par une source de tension continue 29, de telle sorte que, dans les représentations correspondantes des courbes des figures 2a et 2b, elle adoptera la même position que la caractéristique nominale 23 dans les courbes caractéristiques de la figure 2a.Dans le but du réglage de cette positon normale de la caractéristique de transfert 26 du compteur de rayonnement 1, on connecte un générateur d'impulsions 30 à l'entrée du compteur de rayonnement entre les contacts de connexion 2 et 4, et une résistance fixe 31 ayant une valeur prédéterminées qui est la même pour tous les compteurs de rayonnement est raccordée aux contacts de connexion 2 et 3 en parallèle avec la résistance 20, qui est la plus basse des deux résistances 10/20 montées en parallèle avec le condensateur d'intégration, comme le montre la figure 3.Le générateur d'impulsions est réglé sur une fréquence de répéti tion d'impulsions f qui remplace un train d'impulsions y de o même fréquence sur la partie linéaire de la caractéristique nominale 23, toujours en coordonnées logarithmiques, et corres pond à un débit de dose xO d'un champ de rayonnement ionisant agissant sur la sonde de mesure. Par la suite, en réglant de nouveau la résistance variable 28, la surface (amplitude x durée) de l'impulsion de sortie 15 du conformateur d'impulsions 13 est modifiée jusqu'à ce que, par exemple, l'aiguille 32 de l'indicateur 22 soit amenée à une position opposée à la marque 33 sur le cadran 27, indiquant le débit de dose x . Ce o procédé d'équilibrage est illustré dans les courbes de la figure 2b par la ligne en trait plein de fréquence f 34 et la o ligne "d'indication" associée 35. De plus, entre les contacts de connexion 2 et 3, la sonde de mesure 6 (figure 1) contient toujours une résistance variable 36 qui, quand la sonde de mesure 6 est connectée au compteur de rayonnement 1, est montée en parallèle avec la résistance 20 qui est la plus basse des deux résistances 10/20 montées en parallèle avec le condensateur d'intégration 17, la valeur moyenne de la résistance de ce dernier étant à peu près égale à celle de la résistancé fixe 31 (figure 3).En réglant de nouveau la résistance variable 36, il est possible de modifier le rapport de division de tension de l'intégrateur 16 de façon à changer la position de la caractéristique de transfert normalisée 26 du compteur de rayonnement. A l'intérieur d'un champ de rayonnementioni- sant ayant un débit de dose xo, par exemple, on règle de nouveau la résistance variable 36 de la sonde jusqu'à ce que l'indicateur 22 du compteur de rayonnement normalisé 1 auquel est connectée la sonde 6, indique la valeur x du débit de o dose.De cette manière la valeur de la résistance variable 36 se trouvant dans la sonde est clairement et uniquement adaptée à la caractéristique du détecteur de rayonnement 7 contenu dans la sonde, c'est-à-dire que par exemple, la résistance réglée 36, pour une sonde ayant la caractéristique 24, règle la caractéristique de transfert 26 du compteur 1 à la position 37, ou bien le réglage de la résistance 36 dans une autre sonde ayant la caractéristique 25, provoque à son tour le réglage de la caractéristique de transfert 26 du compteur de rayonnement 1 sur la position 38.Ainsi les différents trains d'impulsions de diverses sondes de mesure à l'intérieur du même champ de rayonnement ionisant vont à nouveau produire à peu près la même valeur d'indication x' dans le compteur de rayonnement 1 comme l'indiquent les lignes 39, 40, 41 relatives aux diverses fréquences de répétition d'impulsions y7, y2, y3 dans les figures 2a et 2b, respectivement. La figure 4 représente un autre compteur de rayonnement 42 auquel est connectée une sonde de mesure 43, qui comprend un détecteur de rayonnement 44 et les résistances de fonctionnement 45 et 46. La sonde de mesure est raccordée au compteur de rayonnement par l'intermédiaire de contacts de connexion 47 à 51 d'un connecteur. Le train d'impulsions produit dans le détecteur de rayonnement 44 sous l'influence d'un rayonnement ionisant est amplifié dans la sonde de mesure grâce à un amplificateur d'impulsions 52, et il èst appliqué par l'intermédiaire du contact de connexion 48 à l'entrée du compteur de rayonnement.Ce dernier comprend un détecteur de rayonnement interne 53 qui, également par l'intermédiaire des résistances de fonctionnement 54 et 55 et à travers les contacts 56 d'un sélecteur de sonde 57, est connecté à une unité d'alimentation 58 du compteur de rayonnement, et dont le train d'impulsions qu'il produit sous l'influence d'un rayonnement ionisant, est également amplifié par un amplificateur d'impulsions 59. Le conformateur d'impulsions du compteur de rayonne ment 42 est un circuit monos table 60 comprenant les transistors 61 et 62, les résistances de fonctionnement 63 et 64, et un circuit RC de constante de temps comprenant un sélecteur de gammes 65, les condensateurs 66 à 68 qui peuvent etre sélectionnés à partir de l'un des bancs de contact 70 du sélecteur de gammes, et une résistance 69.En plus de cela, 3e circuit de constante de temps comporte trois résistances variables 72 à 74 qui peuvent être sélectionnées à partir du second banc de contact 71 du sélecteur de gamme 65, dont le point commun de connexion est connecté à deux autres résistances variables 76 et 77 qui sont associées avec les détecteurs de rayonnement 44 et 53, et qui peuvent être sélectionnées à l'aide du contact 75 du sélecteur de sonde. La résistance variable 76 qui est associée au détecteur de rayonnement 44 est disposée à l'intérieur de la sonde de mesure 43 et connectée au compteur de rayonnement 42 par l'intermédiaire des contacts de connexion 49 et 50.Par l'intermédiaire du contact 78 du sélecteur de sonde 57, on peut au choix connecter l'entrée du circuit monostable 60 à travers un condensateur d'isolement 79 soit à la sortie de la sonde de mesure 43, soit à celle de l'amplificateur d'impulsions 59 alimentant leRdétecteur de rayonnement 53 disposé dans le compteur de rayonnement. A la sortie du circuit monos table 60 est connecté un intégrateur qui se compose d'un condensateur d'intégration 80, d'une résistance en série 81, et de la résistance interne d'un instrument indicateur 82, montée comme une résistance en parallèle.A l'aide du sélecteur de gammes 65, on peut diviser la gamme de mesure du compteur de rayonnement, par exemple en trois smmes d'indication, en modifiant la surface des impulsions de sortie du circuit multivibrateur monostable, une surface déterminée étant associée à chaque gamme d'indication, grâce aux condensateurs 66 à 68 qui peuvent etre sélectionnés et aux résistances variables 72 à 74. Par l'intermédiaire des résistances variables pouvant être sélectionnées à l'aide du banc de contacts 71 du sélecteur de gammes, il est possible de régler relativement à chaque gamme la position normale (voir figure 2b, courbe 26) de la caractéristique de transfert du compteur de rayonnement.La résistance variable 76 associée au détecteur de rayonnement 44, se trouvant dans la sonde de mesure 43, et la résistance variable 77 associée au détecteur de rayonnement 53 se trouvant dans le compteur de rayonnement, permettent le déplacement de la caractéristique de transfert du compteur de rayonnement en modifiant proportionnellement la surface des impulsions de sortie du circuit monostable pour compenser l'écart de la caractéristique du détecteur de rayonnement de l'appareil utilisé pour effectuer la mesure, ou d'une sonde, par rapport aux caractéristiques nominales 23 du détecteur (figure 2a). Ainsi, le réglage de le résistance variable 76 est associé au detecteur de rayonnement se trouvant dans la sonde 43, et la sonde de mesure peut être remplacée par des sondes prévues pour d'autres compteurs de rayonnement sans provoquer d'erreur de mesure supplémentaire notable. il est bien évident que la description précédente n'a été faite qu'à titre non limitatif et que. d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Appareil de mesure d'un rayonnement ionisant, comprenant une sonde de mesure qui peut lui être raccordée par l'intermédiaire d'un connecteur, et contenant au moins un détecteur de rayonnement qui produit des impulsions électriques à une fréquence de répétition dépendant du débit de dose, quand il est soumis à un rayonnement ionisant, comportant en outre un conformateur d'impulsions et un intégrateur qui fournit une tension poportionnelle à la fréquence des impulsions de sortie du conformateur, chacun d'entre eux comprenant un circuit RC déterminant une constante de temps, caractérisé par le fait qu'on dispose dans la sonde de mesure (6,43), une résistance variable (36,76) qui fait partie soit du circuit RC du conformateur d'impulsions (13,60), soit de celui de l'intégrateur (16), et qui est connectée audit circuit RC par l'intermédiaire des contacts (2,3,49,50) du connecteur. 2 - Appareil de mesure conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une résistance fixe (20,69) montée entre les contacts (2,3,49,50) du connecteur auxquels est raccordée la résistance variable (36,76) se trouvant dans la sonde de mesure. 3 - Appareil conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'un desdits contacts (2--,50) dudit connecteur auquel est raccordée ladite résistance variable (36,76) de ladite sonde de mesure (6,43), est appliqué à l'un des pôles d'une source de tension qui alimente ladite sonde de mesure. 4 - Appareil conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'un desdits circuits RC qu'il contient comprend au moins une autre résistance variable (28,72) qui sert à régler la compensation de l'erreur de mesure de l'appareil sans considération pour la dispersion dans les caractéristiques des détecteurs de rayonnement (7,44,53). 5 - Méthode de réglage de la résistance variable se trouvant dans une sonde de mesure connectée à un appareil de mesure de rayonnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ladite sonde de mesure (6,43) est disposée dans le champ d'un rayonnement ionisant dont le débit de dose est connu (xi), ce débit correspondant à la partie linéaire de la caractéristique de transfert en coordonnées logarithmiques (23,24,25) dudit détecteur de rayonnement (7,44) de la sonde de mesure, et que la valeur de ladite résistance variable (36,76) se trouvant dans la sonde de mesure est ajustée jusqu'à ce qu'un indicateur (22) dudit appareil produise une sortie en accord avec le débit de dose connu.