[實用新型]一種數字化γ核素識別儀

有效

• 申請號: 201220412362.8
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN202771001U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 付學智;劉思平;畢成軍;胡穎睿
• 申請（專利權）人: 成都麥特斯科技有限公司
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36;G01T1/16
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏

技術領域

本實用新型涉及檢測儀器，尤其是涉及一種數字化的γ核素識別儀。?

背景技術

當放射性粒子打入放射性探測器時，探測器產生電離信號。該信號攜帶了核素的各種特征信息，如能量信息、時間信息、位置信息等。對電離信號能譜的獲取，國內目前基本采用模擬測量方法。傳統的模擬測量技術，通常使用復雜的放大成形電路完成核脈沖的濾波成形處理和比較器進行幅度甄別。?

在核脈沖計數應用中，單純的幅度甄別很難有效的克服噪聲和基線偏移等干擾，導致較大的計數誤差。?

對核脈沖的幅度分析，模擬測量技術需要使用復雜的放大器完成核脈沖濾波成形處理。由于放大器輸出的是準Gauss形脈沖，為了減小彈道虧損引起的能量分辨率損失，需要顯著加大時間常數，從而導致低的脈沖通過率。這兩者間難以調和的矛盾是困擾模擬測量技術的難題。?

對于脈沖幅度差別不明顯的射線種類，采用比較器幅度甄別很難做出區分。?

此外，模擬電路受環境因素影響大，當環境發生變化時，很難克服溫漂和基線偏移的影響，從而導致能譜道址漂移，影響識別。?

總體來說，采用模擬測量技術的譜儀，很難克服能量分辨率與脈沖通過率之間不可調和的矛盾及噪聲和基線偏移對測量的影響，其能量分辨率較低。?

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的難以克服能量分辨率與脈沖通過率之間不可調和的矛盾，提供一種數字化γ核素識別儀，通過探頭模塊、ADC處理模塊、FPGA處理模塊、嵌入式處理模塊實現數字化測量，利用梯形成形濾波器的彈道虧損免疫特性，更好的兼顧能量分辨率與脈沖通過率。?

本實用新型采用的技術方案如下：?

一種數字化γ核素識別儀包括探頭模塊、ADC處理模塊、FPGA處理模塊、嵌入式處理模塊，所述探頭模塊輸出端依次通過ADC處理模塊、FPGA處理模塊與嵌入式處理模塊連接。

所述探頭模塊包括LaBr₃探測器、電荷靈敏積分電路、第一放大器電路，所述LaBr₃探測器輸出端通過電荷靈敏積分電路與第一放大器電路連接。?

所述ADC處理模塊包括極零相消電路、ADC芯片、抗混疊濾波器，所述探頭模塊輸出端與極零相消電路輸入端連接，極零相消電路輸出端通過抗混疊濾波器與ADC芯片連接。?

所述FPGA處理模塊是梯形成形濾波器，所述梯形成形濾波器放置于ADC處理模塊與嵌入式處理模塊之間。?

所述嵌入式處理模塊包括微處理器、LED顯示屏。?

所述嵌入式處理模塊還包括USB接口電路、藍牙電路、RS232電路、SD卡電路。?

所述電荷靈敏積分電路時間常數τ＝50μs。?

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:?

1）?????????探頭模塊使用LaBr₃探測器提高了輸出信號分辨率；

2）?????????ADC處理模塊采用流水線結構高速ADC，可以直接對探頭模塊輸出信號進行采樣，并轉換為數字信號；

3）?????????FPGA模塊對ADC處理模塊輸出的數字信號進行梯形成形濾波，該濾波器具體彈道虧損免疫特性，并能提高輸出信噪比，能較好的兼顧能量分辨率與脈沖通過率；

4）?????????嵌入式處理模塊通過顯示屏將測量的γ核素的幅度譜和核素識別結果信息進行實時顯示，還可通過USB接口電路、RS232電路、SD卡電路、藍牙電路等與外圍電路進行實時通訊。

附圖說明

本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：?

圖1是本裝置原理框圖；

圖2是本裝置探頭模塊原理框圖；

圖3是ADC處理模塊原理框圖；

圖4是FPGA模塊原理框圖；

圖5是梯形濾波成形輸出波形。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。?

工作原理：核素識別儀是一種通過提取電離信號的各種特征，對核素進行識別的儀器。它把電離信號按照不同的測量需求平均分為1k道、4k道、16k道等（合成幅度譜的時候系數不同，因此實現不同測量需求），各道址同時測量，可測出介于各窄小道寬內的脈沖強度，獲得電離信號的能譜，并根據能譜對核素進行識別。?