Первичные измерительные преобразователи радиоактивного излученияи Реферат

Измерительные преобразователи являются средством преобразования физической величины в измерительный сигнал или другую величину, что очень полезно при последующем преобразовании, хранении, передаче и обработке. Измерительные преобразователи классифицируются в соответствии с характером входной и выходной величины, расположением измерительной цепи и многими другими свойствами. Принимая во внимание все эти преобразования, они выполняются с высокой точностью и создают связь между входными и выходными значениями. Существует только один способ построения измерительных устройств - измерительное преобразование.

Виды измерительных преобразователей в измерительной цепи:

- выходные 

- передающие

- промежуточные

- первичные

Передающий преобразователь - преобразователь необходим для передачи измерительной информации. На его выходе формируется величина. Этот преобразователь может сразу же действовать как первичный и как передающий.

Промежуточный преобразователь - в измерительной цепи стоит сразу после первичного, занимает последующее место после первичного в измерительной цепи. Осуществляет разные операции преобразования измерительного сигнала: изменение физического рода величины и масштабные, масштабно-временные, аналого-цифровые, цифро-аналоговые, функциональные преобразования.

Выходной преобразователь - в измерительной цепи стоит после всех остальных преобразователей. Он отвечает за регистрацию устройств, которые работают со значениями измеренных значений.

Ионизирующими называются преобразователи, основанные на использовании ионизирующих излучений. В этих преобразователях используется α -, β -, γ -, рентгеновское и нейтронное излучение. 

1. α-частицы являются ядрами гелия и несут положительный заряд. Это более тяжелые частицы, поэтому они обладают большей энергией и являются самым мощным ионизирующим веществом. Однако их проникающая способность очень мала. Их наибольшая длина проникновения в воздух составляет 90 мм, а в твердых телах они уже поглощаются слоями порядка единиц или десятков микрон. Поэтому при использовании α-частиц в качестве ионизирующего агента излучатель помещается внутрь преобразователя.

2. β-частицы представляют собой поток отрицательно заряженных частиц. Они обладают более низкими энергетическими запасами, но их проницаемость в твердых телах достигает нескольких миллиметров. Поэтому при измерении используется в основном проникающая способность (β-лучи), и излучатель размещается вне пределов излучателя. 

3. γ-лучи - это электромагнитные колебания с очень короткой длиной волны. Электромагнитная энергия излучается не непрерывно, а квантами или фотонами, которые не несут электрического заряда и поэтому не отклоняют ни электрическое, ни магнитное поля; γ-излучение распространяется со скоростью света и обладает наибольшей проникающей способностью

4. рентгеновские лучи являются электромагнитными колебаниями, но имеют более длинные волны. 

Использование этих лучей в измерительной технике основано на их способности проникать сквозь светонепроницаемые тела.

В основе датчиков ионизации лежат явления или ионизация газа при прохождении через него ионизирующего излучения, или люминесценция определенных веществ под действием ионизирующего излучения.

Ядерное излучение, испускаемое атомными ядрами некоторых материалов, имеет две формы: заряженные частицы и незаряженные частицы, называемые нейтронами. Некоторые из этих частиц сложны, например, α-частицы, которые являются ядрами атомов гелия, состоящими из двух нейтронов и двух протонов; другие, как и β-частицы, намного проще организовать. Рентгеновские и γ-лучи принадлежат к ядерному электромагнитному излучению. Рентгеновские лучи, в свою очередь, делятся на жесткие, мягкие и ультрамягкие в зависимости от длины волны. Ядерное излучение часто называют ионизирующим излучением. При прохождении элементарных частиц через различные среды, поглощающие их энергию, образуются новые ионы, фотоны или свободные радикалы.

Принцип работы детекторов излучения определяется тем, как исследуемые частицы взаимодействуют с материалом самого детектора. Существуют три основных типа радиационных детекторов: сцинтилляционные счетчики, газообразующие и полупроводниковые детекторы.

Все детекторы также можно разделить на две группы по принципу действия: детекторы столкновений и дозиметры. Первый обнаруживает присутствие радиоактивных частиц, а второй измеряет мощность излучения. Поэтому существует еще одна классификация радиационных детекторов: качественная и количественная.

Измерительные преобразователи являются средством преобразования физической величины в измерительный сигнал или другую величину, что очень полезно при последующем преобразовании, хранении, передаче и обработке. 

Первичный преобразователь - это устройство, которое предназначено для преобразования измеренных величин из одной в другую с тем, чтобы их можно было удобно измерять или использовать в дальнейшем. Преобразованное значение может быть использовано для любых целей.

Датчик - конструктивно отдельное устройство, содержащее один или несколько первичных измерительных преобразователей. Они предназначены для измерения различных физических величин: температуры, давления, влажности, концентрации раствора и др. Датчик воспринимает управляемую переменную и преобразует ее в выходной сигнал, который легко передавать на расстояние и влиять на последующие элементы автоматических устройств.

Ионизирующими называются преобразователи, основанные на использовании ионизирующих излучений. В этих преобразователях используется α -, β -, γ -, рентгеновское и нейтронное излучение. 

- α-частицы являются ядрами гелия и несут положительный заряд.

- β-частицы представляют собой поток отрицательно заряженных частиц (электронов).

- γ-лучи - это электромагнитные колебания с очень короткой длиной волны.

- рентгеновские лучи - это электромагнитные волны, но это волны большей длины.

Использование этих лучей в измерительной технике основано на их способности проникать сквозь светонепроницаемые тела.