Brevet FR2540995A1 — publié le 19840817

DISPOSITIF DE MESURE DE RADIATIONS A SCINTILLATEUR ET TUBE PHOTO- MULTIPLICATEUR, ET CAMERA A SCINTILLATION EQUIPEE D'UN TEL DISPO- SITIF La présente invention concerne un dispositif de mesure de radiations à scintillateur et tube photomultiplicateur, ainsi qu'une caméra à scintillation équipée d'un tel dispositif. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 186 307 délivré le 29 janvier 1980 au nom de la société cessionnaire Tokyo Shibaura Electric Co, Ltd, Kawasaki, Japon, décrit un appareil de mesure de scintillation comprenant essentiellement les éléments suivants un scintillateur pour la détection des radiations, optiquement cou- plé à la fenêtre d'entrée d'un photodétecteur tel qu'un tube photo- multiplicateur pour la conversion en courant de ces radiations, un amplificateur de courant destiné à délivrer des signaux proportion- nels à l'intensité de ce courant, un circuit de mise en forme de ces signaux, une ligne à retard, un intégrateur, et un circuit d'échantillonnage de la sortie de cet intégrateur (on se reportera à la figure 1 de ce brevet) A ces éléments sont en outre associés, en parallèle, un circuit de détection de courant, pour la commande d'une bascule, et un circuit logique commandé à son tour par ladite bascule pour délivrer des instructions de contrôle du fonctionne- ment de l'intégrateur et du circuit d'échantillonnage en rapport avec la durée des intervalles entre les signaux délivrés par l'am- plificateur de courant. Dans des appareils de ce type, on peut mettre en évi- dence l'inconvénient suivant, à savoir qu' il n'est pas possible d'effectuer une mesure relative à une nouvelle radiation avant que l'appareil n'ait été remis à zéro, ce qui fixe la cadence maximale de fonctionnement de l'appareil. Le but de l'invention est de proposer un dispositif de mesure de radiations évitant la nécessité d'une remise à zéro com- plète avant toute nouvelle mesure. -2- L'invention concerne, à cet effet, un dispositif de me- sure de radiations comprenant pour la détection des radiations un scintillateur, optiquement couplé à la fenêtre d'entrée d'un photo- détecteur tel qu'un tube photomultiplicateur, et un circuit de pré- amplification et de filtrage destiné à délivrer des signaux propor- tionnels à l'intensité du courant de sortie du photodétecteur, ca- ractérisé en ce qu'il comprend, en sortie de ce circuit, un circuit d'échantillonnage et de conversion analogique-numérique, un addi- tionneur, un premier registre de stockage de la sortie de l'addi- tionneur, dont la sortie est renvoyée vers une deuxième entrée de l'additionneur, et un deuxième registre de stockage de la sortie de l'additionneur, dont la sortie constitue la sortie du dispositif de mesure, et en ce qu'il comprend également, en sortie du photodé- tecteur ou du circuit de préamplification et de filtrage, un détec- teur de début d'impulsion, un circuit d'horloge, un compteur des signaux d'horloge, et un circuit de test du nombre de ces signaux dont la sortie est envoyée vers le deuxième registre pour valida- tion de la sortie de celui-ci et vers le premier registre pour sa remise à zéro, la sortie du circuit d'horloge étant également en- voyée vers le circuit d'échantillonnage et de conversion analo- gique-numérique et vers le premier registre de stockage de la sor- tie de l'additionneur. Les particularités de l'invention apparaîtront mainte- nant de façon plus précise dans la description qui suit et dans la figure annexée, donnée à titre d'exemple non limitatif et qui mon- tre un exemple de réalisation du dispositif de mesure de radiations selon l'invention. Le dispositif de mesure de radiations représenté sur la figure 1 comprend tout d'abord, pour la détection des radiations relativement auxquelles on veut effectuer des mesures d'énergie et d'intensité, un scintillateur 10 qui convertit chaque photon reçu en scintillation et qui est optiquement couplé à la fenêtre d'en- trée d'un photodétecteur constitué ici par un tube photomultipli- cateur 20 Celui-ci convertit chaque scintillation en un courant qui est alors transformé par un circuit de préamplification et de___ -3- filtrage 30 en des signaux dont l'amplitude est liée à celle du courant de sortie du tube photomultiplicateur 20 et donc à la scin- tillation initiale (ce circuit 30 adapte donc le niveau du signal qu'il reçoit, tout en réalisant un léger filtrage de façon à lisser le signal) Le circuit 30 est suivi, en série, d'un circuit d'échantillonnage et de conversion analogique-numérique 40 et d'un additionneur 50, à la suite duquel sont prévus un premier registre de stockage de la sortie de l'additionneur, dont la sortie est renvoyée vers une deuxième entrée de l'additionneur, et un deuxième registre 70 également de stockage de la sortie de l'additionneur, mais dont la sortie n'est validée que sous condition comme on le voit plus loin. On réalise ainsi, par addition et mémorisation cumula- tives au fur et à mesure de l'arrivée des échantillons, une déter- mination progressive de l'énergie associée à chaque radiation, sous le contrôle d'un circuit d'horloge 90 qui est initialisé par un détecteur de début d'impulsion 80, tel qu'un circuit à seuil Ce circuit d'horloge génère les signaux périodiques fournis au circuit , et assure la synchronisation de celui-ci et du registre 60 Le circuit d'horloge 90 commande également un compteur 100 des signaux d'horloge, le nombre ainsi compté étant soumis à un circuit de test dont la sortie est envoyée vers le deuxième registre 70 afin de valider la sortie de celui-ci si le nombre de échantillons est jugé suffisant La sortie du circuit de test 110 est également fournie au premier registre 6 Opour commander la remise à zéro de ce der- nier en fin de mesure lorsque le nombre d'échantillons a été estimé suffisant. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, à partir duquel des variantes peuvent être proposées sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Par exemple, il serait équivalent, pour le fonction- nement du détecteur de début d'impulsion 80, de le raccorder en un autre point, et par exemple en sortie du circuit 30 De même, le type de conversion choisi, linéaire ou au contraire norf linéaire -4- si l'on veut augmenter la dynamique, ne modifie pas le principe de fonctionnement du dispositif de mesure Enfin, l'invention s'ap- plique à tout appareil comprenant respectivement un ou plusieurs détecteurs de radiations équipés de ce dispositif, tel que notam- ment les détecteurs simples du type sonde gamma et les caméras à scintillation. REVENDICATIONS 1 Dispositif de mesure de radiations comprenant pour la détection des radiations un scintillateur, optiquement couplé à la fenêtre d'entrée d'un photodétecteur tel qu'un tube photomultipli- cateur, et un circuit de préamplification et de filtrage destiné à délivrer des signaux dont l'amplitude est liée à celle du courant de sortie du photodétecteur, caractérisé en ce qu'il comprend en série, en sortie de ce circuit, un circuit d'échantillonnage et de conversion analogique-numérique et un additionneur, à la suite du- quel sont prévus un premier registre de stockage de la sortie de l'additionneur, dont la sortie est renvoyée vers une deuxième en- trée de l'additionneur, et un deuxième registre de stockage de la sortie de l'additionneur, dont la sortie constitue la sortie du dispositif de mesure, et en ce qu'il comprend également en série, en sortie du photodétecteur ou du circuit de préamplification et de filtrage, un détecteur de début d'impulsion, un circuit d'horloge, un compteur des signaux d'horloge, et un circuit de test du nombre de ces signaux dont la sortie est envoyée vers le deuxième registre pour validation de la sortie de celui-ci et vers le premier regis- tre pour sa remise à zéro, la sortie du circuit d'horloge étant également envoyée vers le circuit d'échantillonnage et de conver- sion analogique-numérique et vers le premier registre de stockage de la sortie de l'additionneur. 2 Utilisation d'un dispositif selon la revendication 1 dans un appareil du type sonde gamma comprenant au moins un détec- teur de radiation équipé de ce dispositif. 3 Utilisation d'un dispositif selon la revendication 1 dans une caméra à scintillation comprenant un ou plusieurs détecteurs de radiations équipés de ce dispositif.