Принцип действия ионизационных преобразователей
Ионизационные преобразователи
СОДЕРЖАНИЕ
1. Определение сущности вопроса
2. Принцип действия ионизационных преобразователей
2.1. источники ионизирующих излучений
2.2. приемники ионизирующих излучений
3. Область применения ионизационных преобразователей
4. Схемы включения ионизационных преобразователей
5. Погрешности приборов с использованием ионизирующих излучений
6. Заключение
7. Контрольные вопросы
8. Список литературы
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУЩНОСТИ ВОПРОСА
К ионизационным преобразователям обычно относят большую группу преобразователей, в которых измеряемая неэлектрическая величина функционально связана с током ионной проводимости газа, возникающим под действием излучения радиоактивных веществ или рентгеновских лучей.
Источник излучений и приемник излучений являются обязательными элементами любого ионизационного преобразователя.
Источниками ядерных излучений служат естественные и искусственные изотопы.
Назначение приемников излучения состоит в преобразовании энергии ядерного излучения в электрическую энергию. Приемники излучения основаны или на явлении ионизации газов при прохождении через них ядерного излучения или люминесценции некоторых веществ под действием ядерного излучения. В качестве приемников используются:
1. Ионизационные камеры (явление ионизации)
2. Газоразрядные счетчики (явление ионизации)
3. Сцинтилляционные счетчики (явление люминесценции)
Ионизационные преобразователи с a-излучателями используются в приборах для измерения целого ряда величин:
1. Перемещения, так как ток ионизационной камеры зависит от расстояния между электродами, если это расстояние выбрано меньше, чем длина свободного пробега a-частицы;
2. Плотности газов в диапазоне давления от 100 кн/м2 (1 ат) до 0,1 н/м2 ; при более низких давлениях появляется ток, обусловленный прямым попаданием на электрод частиц; измерение высоких давлений требует (для уменьшения рекомбинации ионов) очень высоких напряжений, приводящих к пробою газового промежутка;
3. Скорости течения газа; в этом случае часть ионов уносится и число ионов, попадающих на электрод, и, следовательно, ток ионизационной камеры зависят от скорости потока; величина тока зависит от соотношения между скоростью потока и скоростью ионов, определяемой напряжением между электродами, поэтому это напряжение должно быть высокостабильным;
4. Количества дымовых примесей и влажности газа, так как подвижность ионов зависит от этих величин.
Ионизационные преобразователи с b-излучателями используются в приборах для измерения толщины листового материала и для измерения толщины покрытий бесконтактным методом. Кроме того, b-излучатели могут применяться вместо a-излучателей в приборах для измерения некоторых вышеназванных величин.
Ионизационные преобразователи с g-излучателями используются в тех случаях, когда требуется большая проникающая способность, например, для измерения плотности вещества, уровня, больших толщин, для дефектоскопии деталей.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗАЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
К ионизационным преобразователям обычно относят большую группу преобразователей, в которых измеряемая неэлектрическая величина функционально связана с током ионной проводимости газа, возникающим под действием излучения радиоактивных веществ или рентгеновских лучей. Рисунок 1 поясняет принцип действия прибора с ионизационным преобразователем для измерения толщины листа. В приборе имеется радиоактивный источник 1, создающий излучение, и приемник излучения 2, выходной ток которого пропорционален числу попавших в него радиоактивных частиц. При прочих равных условиях очевидно, что число частиц, т.е. интенсивность облучения приемника, функционально связана с толщиной листа 3. Таким образом, источник излучений и приемник излучений являются обязательными элементами любого Рис.1 Принципиальная схема ионизационного преобразователя.
прибора с ионизационным преобразователем
для измерения толщины листа