[發(fā)明專利]一種核部件多參數(shù)集成檢測系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102735701A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏彪;馮鵬;任勇
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01N23/05
• 分類號: G01N23/05;G01N23/22
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種核部件多參數(shù)集成檢測系統(tǒng)，其特征在于：本系統(tǒng)基于主動式測量法，它包括中子源、核部件幾何特征檢測模塊（GDM）、核部件屬性檢測模塊（ADM）以及PC機，其中GDM通過光纖與PC機相連，ADM通過PCI總線與PC機相連，待測核部件置于中子源與GDM和ADM之間；

所述核部件幾何特征檢測模塊（GDM）包括中子轉(zhuǎn)換屏、平移反光系統(tǒng)、高速觀察通道、測量成像通道和測量控制系統(tǒng)；所述中子轉(zhuǎn)換屏設(shè)于中子源照射待測核部件后的出射中子路徑上，將中子轉(zhuǎn)換為光子信號；

所述平移反光系統(tǒng)設(shè)于中子轉(zhuǎn)換屏后，進行高速觀察通道與測量成像通道光路之間的切換；

所述高速觀察通道設(shè)于平移反光系統(tǒng)的一種狀態(tài)的出射光路上，對測量環(huán)境進行初步成像，觀察待測核部件的擺放位置是否滿足要求，各器件是否到位，以保證測量成像通道的正常工作；

所述測量成像通道設(shè)于平移反光系統(tǒng)的另一種狀態(tài)的出射光路上，進行二次成像獲得待測核部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的投影，并將該投影結(jié)果經(jīng)由光纖傳輸至PC機實時顯示和處理分析；

所述測量控制系統(tǒng)由PC機控制，并連接平移反光系統(tǒng)，控制平移反光系統(tǒng)進行狀態(tài)切換；

所述核部件屬性檢測模塊（ADM）包括2路或4路誘發(fā)中子探測器、整形電路和高速數(shù)據(jù)采集卡，所述誘發(fā)中子探測器設(shè)于中子源照射待測核部件后的出射中子路徑上，探測由待測核部件內(nèi)部的核材料所釋放的誘發(fā)中子信號，所述誘發(fā)中子探測器連接整形電路，使探測到的中子信號以電流的形式通過整形電路整形，表示為固定幅度和寬度的標準窄脈沖信號；整形電路連接高速數(shù)據(jù)采集卡，通過高速數(shù)據(jù)采集卡記錄誘發(fā)中子信號被探測的時刻，并將其轉(zhuǎn)換為一系列的0、1數(shù)據(jù)通過PCI總線送入PC機中，在PC機中通過分塊相關(guān)法對上述數(shù)據(jù)進行自相關(guān)、互相關(guān)函數(shù)運算以及FFT運算，得到自功率譜密度函數(shù)、互功率譜密度函數(shù)以及功率譜密度比等標簽，進而推算待測核部件內(nèi)部核材料的濃度、質(zhì)量、反應(yīng)性等參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核部件多參數(shù)集成檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述中子源應(yīng)為氘-氚(D-T)中子源，其能量在14MeV及其以上，中子通量為1×10^7?nps及其以上；所述D-T中子源安裝了一個對位置敏感的α射線探測器，用以探測D-T中子源釋放每一個中子的具體時刻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核部件多參數(shù)集成檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述平移反光系統(tǒng)由輻射防護窗、電動移動平臺與反射鏡組成，輻射防護窗置于中子轉(zhuǎn)換屏與反射鏡之間，反射鏡則與輻射防護窗的中心線保持45°夾角，以確保光線既能夠折射進后續(xù)的通道的CCD中，又適當延長光程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核部件多參數(shù)集成檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述高速觀察通道包括電動三可變鏡頭和基于EMCCD的制冷型微光成像相機；所述電動三可變鏡頭設(shè)在經(jīng)反射鏡折射后的光路上，在反射鏡之后，在EMCCD相機之前。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核部件多參數(shù)集成檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述測量成像通道包括定焦鏡頭和抗輻射背照式制冷型CCD高精度成像相機。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核部件多參數(shù)集成檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述中子轉(zhuǎn)換屏由32個對直射中子敏感的塑料閃爍體拼接而成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核部件多參數(shù)集成檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述PC機是利用主機端應(yīng)用程序進行交互控制管理，通過PCI總線，相機所采集的圖像數(shù)據(jù)實時傳入PC機的內(nèi)存并實時分析和顯示當前狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核部件多參數(shù)集成檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述測量控制系統(tǒng)是根據(jù)PC機獲得的相關(guān)狀態(tài)參量，進行包括各模塊相對位置、相機鏡頭焦距、曝光時間、增益、偏置、幀頻、采集方式一系列的操作。