Brevet FR2669437A1 — publié le 19920522

DOSIMETRE ELECTRONIQUE PORTATIF INDIVIDUEL La présente invention se rapporte à un dosimètre électronique portatif et individuel, plus particulièrement destiné à la mesure de la dose de radiations X ou gamma, absorbée par un individu lors de son séjour dans un espace déterminé. Un dosimètre électronique, portatif et individuel, de l'art connu comporte le plus généralement un détecteur de radiations, généralement constitué par un tube detecteur du genre "GEIGER MUELLER", une alimentation haute tension pour ce tube détecteur, un amplificateur-discriminateur des impulsions de sortie de ce tube, un compteur d'impulsions, une base de temps, un microprocesseur avec mémoires séparées, un dispositif d'affichage relié au microprocesseur par un circuit d'interface ou "driver", une pile ou batterie d'alimentation, un circuit séparé de surveillance de pile, des interfaces de signalisation par diodes électroluminescentes ou "LED", un circuit d'identification, une interface de liaison versl'extérieur,... Du fait de leur réalisation très éclatée, les dosimètres de I'art connu ont un volume généralement supérieur ou égal à une centaine de cm3, par exemple une longueur de l'ordre de 10 centimètres, une largeur de l'ordre de 5 centimètres, et une epaisseur de l'ordre de 2 centimètres, ce qui est assez important et pénalise donc leur exploitation. Ils ont une consommation moyenne en exploitation supérieure à la centaine de microampères, en général de 500 microampères à quelques milliampères, ce qui a pour inconvénient de leur conférer une autonomie limitée. L'invention, qui vise a remédier à ces inconvénients, se propose de permettre la réalisation d'un dosimètre de volume très inférieur, typiquement de l'ordre de 7 à 20 cm3, et de consommation substantiellement réduite, typiquement de l'ordre de 30 à 50 microampères. Elle se rapporte à cet effet à un dosimètre électronique portatif individuel alimenté par pile ou batterie et comportant, au moins, un détecteur de radiations, un amplificateur-discriminateur d'impulsions, un compteur d'impulsions, une base de temps, un organe logique central de calcul et de commande, et des moyens d'affichage et/ou de transmission drinformations vers l'extérieur, le dosimètre se caractérisant par le fait qu'il est réalisé par technique d'intégration et de miniaturisation de ses différentes fonctions, par le fait qu'il utilise une technologie bipolaire à transistors à très grande vitesse, typiquement à transistors hyperfréquence, que l'on polarise par un relativement faible courant, par le fait que le programme de son unité logique est exécuté séquentiellement en n'alimentant pas l'unité logique entre traitements, et enfin par le fait qu'il utilise l'une ou l'autre de deux horloges, dont une horloge relativement lente qui est normalement utilisée lorsque le niveau d'irradiation, tel qu'il est mesuré par le dosimètre, reste inférieur à une valeur déterminée, et une horloge relativement rapide qui est alors utilisée lorsque ce niveau d'irradiation devient supérieur à la valeur déterminée. De toute façon, 1 invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence a la figure unique annexée qui est un schéma synoptique simplifié de ce dosimètre. En se référant à la figure unique, le dosimètre portatif miniaturisé est réalisé par l'association principale de trois composants de très faible taille et chacun de relativement faible consommation: - Un détecteur 1 de radiations X ou gamma qui comporte une diode polarisée en inverse et fournissant une impulsion de charge pour chaque rayonnement nucléaire traversant sa zone sensible. - Un circuit spécialisé analogique 2, réalisé sous forme de "puce" par technique d'intégration et de miniaturisation, qui regroupe l'ensemble des fonctions analogiques nécessaires. Le circuit 2 comporte un préamplificateur 4 des impulsions fournies par la diode détectrice 1 , un amplificateur d'impulsions 5, et un circuit 6 de discrimination et de mise en forme. Il regroupe également des circuits annexes, notamment de référence de tension 7, et de régulation de tension d'alimentation 8. - Un micro-controleur 3, réalisé de la même façon sous forme de "puce", et qui regroupe l'ensemble des fonctions numériques. Il comprend un compteur 9 d'impulsions qui compte les impulsions en sortie du circuit de discrimination 6,organe logique central10 de type masqué (à mémoire non-volatile intégrée), un circuit de commande d'affichage 11, une base de temps 12, et une interface de liaison série 13. L'ensemble des circuits de micro-contr6leur 3 communiquent entre eux au moyen d'un bus 20. Bien entendu, ce dosimètre comporte en outre une pile miniature (non représentée), et un afficheur alpha-numérique miniaturisé 14. La base de temps 1 2 comporte deux horloges commutables, dont une horloge 15 relativement lente (par exemple: 32728 Hertz) qui est la seule utilisée lorsque le niveau d'irradiation, mesure par le dosimètre, reste inférieur à une valeur prédéterminée (par exemple:0,01 Rad/h), et une horloge 16 relativement rapide (par exemple: 400 KiloHertz) qui vient remplacer la précédente lorsque le niveau d'irradiation dépasse la valeur prédéterminée. Les composants principaux 1,2,3 sont assemblés sur un circuit imprimé classique, par technologie dite "C.O.B" ("chips on board"), ou sur un film souple, ou encore sur un substrat d'Alumine, en technologie hybride. La consommation du circuit spécialisé analogique 2 est réduite par le choix d'une technologie bipolaire à transistors hyperfréquence que l'on polarise par un courant relativement faible. Le choix de cette technologie à très grande vitesse permet de compenser la dégradation des caractéristiques des transistors classiques avec la diminution de leur courant de polarisation. La technique d' intégration contribue aussi, d'une manière en soi bien connue, à la réduction de consommation par le fait qu'elle permet des gains d'amplifications élevés tout en limitant le nombre d'étages grâce à la réduction des capacités parasites. A noter que l'utilisation d'un micro-contrôleur masque supprime la mémoire externe, réduisant ainsi le nombre de composants et la consommation. Enfin, la consommation est également réduite par la gestion judicieuse de la consommation du micro-contrôleur. Le programme de ce dernier est exécuté séquentiellement en ménageant des temps d'arrêt complet ou de suspension entre traitements, temps d'arrêt pendant lesquels le micro-contrôleur n'est pas alimenté. Le dosimètre ainsi réalisé peut aisément être porté par l'utilisateur, soit dans une poche, soit fixé à un vêtement comme un badge, soit suspendu à son cou, ou encore fixé à un membre à l'aide d'un bracelet. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Elle est bien au contraire susceptible d'être mise en oeuvre sous de nombreuses autres formes équivalentes. REVENDICATIONS 1. Dosimètre électronique portatif individuel alimenté par pile ou batterie, et comportant au moins un détecteur de radiations (1), un amplificateur-discriminateur d'impulsions (4,5,6), une base de temps (12), un compteur d'impulsions (9), un organe logique central de commande et de calcul (10), et des moyens d'affichage (14) et/ou de transmission d'informations (13) vers l'extérieur, caractérise: en ce qu'il est réalisé par technique d'intégration et de miniaturisation de ses différentes fonctions; . en ce qu'il utilise une technologie bipolaire à transistors à très grande vitesse, typiquement à transistors hyperfréquence, qui sont polarisés par un faible courant; en ce que le programme de son unité logique (3) est exécuté périodiquement avec alimentation séquentielle pendant les périodes de traitement; et en ce qu'il utilise l'une ou l'autre de deux horloges (15,16), dont une horloge relativement lente (15) utilisée lorsque le niveau d'irradiation reste inférieur à une valeur déterminée, et une horloge plus rapide (16) qui vient remplacer la premiere (15) lorsque le niveau d'irradiation dépasse la valeur prédéterminée. 2. Dosimètre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte trois composants principaux réalisés chacun sous forme de "puce": . un détecteur de radiations comportant une diode détectrice (1 ) polarise en inverse; . un circuit spécialisé analogique (2) qui regroupe au moins les fonctions analogiques nécessaires (4,5,6); et un micro-contrôleur (3) qui regroupe l'ensemble des fonctions numériques (9 à 13). 3. Dosimètre selon la revendication 2, caractérise en ce que son micro-contrôleur (3) est de type masqué. 4.Dosimètre selon l'une des revendications 1 à3, caractérisé en que ladite valeur déterminée du niveau d'irradiation qui entralne la commutation d'une horloge (15) sur l'autre (16), et vice-versa, est de l'ordre de 0,01 RAD/h. 5, Dosimètre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fréquence de l'horloge lente (15) est de l'ordre de 32,728 kiloHertz, tandis que celle de l'horloge rapide (16) est de l'ordre de 400 kiloHertz. 6, Dosimètre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que son volume est de l'ordre de 7 à 20 cm3, et en ce que sa consommation est de l'ordre de 30 à 50 microampères.