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Automatisches Dosimetrie-Messsystem für internationale Vergleichsmessungen

18.03.2004

Für internationale Vergleichsmessungen wurden im Fachbereich 6.3 transportable Messsysteme entwickelt, mit denen die extrem kleinen Ströme (etwa 0,1 pA) aus Ionisationskammern gemessen und mit allen notwendigen Korrektionen versehen werden können. Eine automatische Überprüfung des gesamten Systems einschließlich der angeschlossenen Ionisationskammer ist integriert.

Die Messung von Strömen im Bereich von weniger als einem Femtoampere (1 fA = 10-15 A) bis zu einigen Nanoampere (1 nA = 10-9 A) erfolgt am sichersten durch die Integration des Stromes in einer bekannten Zeit, also einer Ladungsmessung.

In den transportable Messsystemen wird ein im Fachbereich entwickelter Ladungsmesser eingesetzt. Der Ladungsmesser besteht aus einem Integratorverstärker, einer Kammerspannungsquelle sowie einer Uhr zur Bestimmung der Integrationszeit. Die Integratorverstärker haben einen Eingangsruhestrom von weniger als 3 fA. Es stehen 6 Ladungsmessbereiche von 20 pC bis 2 µC zur Verfügung. Der Ausgang des Integratorverstärkers ist an ein Digitalvoltmeter angeschlossen. Zur Korrektion der Luftdichteänderung im Ionisationskammervolumen werden Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchte gemessen. Die Steuerung der Ladungsmessung mit allen Korrektionen der Messwerte, sowie die Berechnung der Unsicherheit der Messergebnisse erfolgt mit einem im transportable Messsystem eingebauten Notebook.

Zur Überprüfung des Messsystems wird durch Variation der Spannung an der Ionisationskammer eine genau bekannte Ladung über die Kammerkapazität in den Integratorverstärker verschoben. Haben sich die Eigenschaften des Messsystems nicht verändert, müssen die gemessene und verschobene Ladung übereinstimmen. Die Steuerung und Überprüfung erfolgt vollautomatisch über die Mess-Software.

Alle erfassten Messdaten und die daraus berechneten Werte sowie die Ergebnisse der Testmessungen werden im Rechner gespeichert.

Zwei dieser Messsysteme sind seit Anfang 2004 erfolgreich im Einsatz.

Automatisches Dosimetrie-Messsystem mit Ionisationskammer und Klimasensor