[發明專利]一種能譜儀

無效

• 申請號: 201210337889.3
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102819034A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 曾國強;葛良全;倪衛沖;范正國;羅耀耀;陳方強;張慶賢
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36;G01T1/40
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 魯菁

技術領域

本發明涉及物理勘探領域，具體而言，本發明涉及一種能譜儀。

背景技術

航空物探，是地球物理勘探技術與航空技術相結合的一門高新技術，其實質是將航空飛行器作為運載工具，裝載地球物理探測儀器在空中完成地球物理信息采集的方法，是一種快速獲取并研究地球巖石圈、特別是與地殼有關的多種地球物理場信息（如磁場、電磁場、重力場、放射性場）的方法。航空能譜勘探則是獲取地球放射性場信息的一種航空物探方法。自從本世紀四十年代末美國、加拿大、蘇聯等國率先開展航空放射性測量以來，放射性航測從技術到設備都取得了長足進展。特別是近二、三十年來，隨著電子技術、計算機技術的應用，航空γ能譜測量得到了廣泛應用。隨著環境意識的增強和水資源的短缺，航空γ能譜成功用于環境監測、地質找水等領域。GPS技術的應用，使得航空γ能譜測量能夠適用于各種條件，尤其是在沙漠、戈壁地區更為優越。實踐證明，航空γ能譜測量是一種多快好省的勘查手段。到目前為止，航空γ能譜測量已成為一種重要的地質測量手段，并廣泛用于各種領域。航空放射性測量在六十年代以前，僅是總量測量，隨后開發了航空伽瑪能譜測量系統。二十世紀七十年代為4道航空伽瑪能譜測量系統。北京703航測隊（核工業航測遙感中心前身）與北京綜合儀器廠聯合研制，采用國產大體積圓柱型NaI（T1）晶體的雙探頭，在七十年代我國鈾礦勘探中發揮了重要作用。到八十年代末期，由北京鈾礦地質研究院采用國外探測器組件，組裝了AS2000型4道航空伽瑪能譜測量系統。此后，國內對航空伽瑪能譜儀的研制開發工作一直處于停頓狀態，航空伽瑪能譜測量的硬、軟件依賴進口。隨著近幾十年計算機技術，IC制造技術，數字信號處理技術的發展，國外公司大量引入數字信號處理技術到能譜儀當中，并已實現商品化，壟斷了航空能譜測量儀器的生產。主要有美國產的GR-800D，加拿大Exploranium公司和Scintrex公司的GR-820型256道和GRS16型(GRS10型)256/512道航空伽瑪能譜測量系統。其中GR-800D為早期產品，為純模擬電路設計，已退出市場。GR-820航空能譜儀為模擬電路與數字信號處理算法結合的架構；GRS-16除了前置放大器和高速ADC以外，全部采用實時數字信號處理算法完全取代了傳統模擬電路，其各項性能也顯著提高，為目前最先進的航空能譜測量系統，其體積小巧，功能豐富，靈活易用。GR-800、GR-820、GRS-16等國外航空伽瑪能譜儀的儀器精度都不高，譜線精度為256，合成譜¹³⁷Cs峰的能量分辨率差于8.8％，鉀、鈾、釷、總道、宇宙道窗口計數的重復測量精度差于10％，這些指標大大影響了后期改正（譬如高度改正、大氣氡改正、宇宙本底扣除及飛機本底扣除等）的效果，影響了航空伽瑪能譜勘查系統對于鉀、鈾、釷含量最終的探測精度。

屈國普等研究了在使用NaI晶體探測器系統中引起譜漂的多種因素：NaI晶體發光效率受溫度影響，光電倍增管的光陰極熱發射和各打拿極的二次發射系數受溫度的影響，元器件本身的溫度效應及非線性特征；李勇平、方建國設計了四能窗穩譜程序和穩譜流程，并在伽瑪測井中得到了應用；湯天知、郭斌、何緒新等研究了譜漂與系統增益的關系采用硬件二窗口穩譜和軟硬件結合的四窗口穩譜方法，并在測井中得到了應用。M.Matoba等采用了天然能譜中的平坦窗口部分與譜線的最高能端窗口部分作為穩譜的依據，而替代了傳統采用天然譜線中的特征峰的方法，取得了一定的效果，但是穩譜的精度較低，只能保證譜線在某一個范圍內的穩定，仍然無法達到高精度的譜線穩定；P.K.Patwardhan等采用了變容二極管實現對譜線的穩譜增益調節，通過對特征峰的積分得到控制電壓，從而改變了變容二極管的電容值，最終實現對譜線的增益調節，該方法可以不用軟件控制，是純粹硬件閉環控制行為，但是缺乏靈活性，調節不易，不適合航空能譜多晶體穩譜的應用場合；R.Martincic等則采用特殊波段的LED發出的光線激發NaI晶體，從而在譜線中形成特征峰，并以此特征峰穩定譜線；P.Ottonello等則采用的是激光方法形成特征峰并穩定譜線；而更常規的方法的則是采用外置的放射源，通過對放射源的特征峰尋峰來穩定譜線。

發明內容

本發明目的在于提供一種能譜儀，其特征在于，根據譜漂計算公式直接求得數控增益放大器對應的控制字，通過串口輸出，最后達到譜漂校正的目的。

本發明提供了基于全譜匹配的譜漂記憶的航空多晶體數字穩譜方法。