[發明專利]一種自動消除PIPS a能譜峰溫度漂移的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410208477.9
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103984004A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 肖德濤;李志強;趙桂芝;單鍵;吳喜軍;李超;何正忠
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

技術領域

本發明涉及一種消除PIPS?a能譜峰溫度漂移自動調節方法及裝置。

背景技術

氡測量是一個涉及核科學、核技術、電子技術、計算機技術、地理科學和環境科學等多學科領域的復雜問題。近年來，半導體探測器的出現，特別是PIPS(離子注入硅探測器)以其耐用、能量分辨高，能很好地鑒別出各個核素(如²¹⁸Po，²¹⁴Po等)釋放的a粒子能量，但是溫度對半導體有著很大的影響，由于測量環境溫度的變化，相同能量的α粒子經PIPS探測器檢測后其信號的幅度發生變化，從而不能準確甄別出α粒子能量，進而影響氡的準確測量。因此,消除PIPS探測器溫度漂移是必要的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中PIPS探測器受溫度影響較大，能譜測量精度低的問題，提供了一種自動消除PIPS?a能譜峰溫度漂移的方法及裝置。

一種自動消除PIPS?a能譜峰溫度漂移的方法，PIPS探測器檢測測量室內α粒子產生的電信號經前置放大電路處理后，然后由放大成形電路對信號進行放大成形，再由脈沖幅度甄別電路對信號幅度進行甄別后送入單片機；單片機計算出閾值能道譜數，閾值自動調節電路按照閾值能道譜數進行自動調節脈沖幅度甄別電路的閾值電平，單片機對脈沖幅度甄別電路輸出的脈沖信號進行計數；

單片機利用溫濕度傳感器采集的測量室內的溫度數據x，按照以下公式獲得閾值能道譜數Y：

Y＝434K·exp(-0.001121x)-0.5637K·exp(0.1428x)

其中，K為不同能量粒子閾值比例系數，能量為6.0MeV的α粒子，粒子閾值比例系數K為1，粒子能量為M時，粒子閾值比例系數K為

閾值自動調節電路按照閾值能道譜數1024對應輸出的閾值電平為10V進行自動調節，輸出閾值電平為

當脈沖幅度甄別電路輸入脈沖的幅度超過閾值電平時，則輸出一個數字脈沖；若輸入脈沖的幅度低于閾值電平時則無輸出脈沖。

當環境溫度升高時，閾值自動調節電路使閾值電平降低，反之，當環境溫度降低時，閾值自動調節電路使閾值電平升高，以獲得閾值自動調節電路的輸出數據；

單片機根據脈沖計數值和刻度因子計算出當前氡濃度C，再通過LCD顯示屏顯示其測量的氡濃度C。

氡濃度C＝A*N，A表示對應的刻度因子，N為脈沖計數值。

所述公式Y＝434K·exp(-0.001121x)-0.5637K·exp(0.1428x)是通過對實驗測量數據溫度和閾值能道譜數進行曲線擬合獲得，溫度數據x由溫濕度傳感器測量獲得，閾值能道譜數是指單一能量粒子在溫度為x時的能譜圖中脈沖計數從有到無時的能道譜數。

粒子能量在測量時的能譜圖中高于(或低于)該閾值能譜道數時，測量儀檢測到有脈沖計數；否則檢測到無脈沖計數。

一種自動消除PIPS?a能譜峰溫度漂移的裝置,依據上述方法包括PIPS探測器、前置放大電路、放大成形電路、脈沖幅度甄別電路、單片機、閾值自動調節電路及溫濕度傳感器；

所述PIPS探測器、前置放大電路、放大成形電路、脈沖幅度甄別電路及單片機依次相連，所述閾值自動調節電路的輸入端和輸出端分別與單片機的輸出端和脈沖幅度甄別電路相連，所述溫濕度傳感器與所述單片機相連；

其中，所述放大成形電路用于將前置放大器輸出的脈沖幅度和波形進行放大，并形成高斯波形；

其中，所述脈沖幅度甄別電路是指將模擬脈沖轉換成數字邏輯脈沖輸出的電路，當輸入脈沖的幅度超過設定的閾值電平時，則輸出一個脈沖，若輸入脈沖的幅度低于設定的閾值電平時則無輸出脈沖；

所述閾值自動調節電路是指脈沖幅度甄別電路中的閾值電平隨溫度變化而改變的電路，當環境溫度升高時，閾值自動調節電路使閾值電平降低，反之，當環境溫度降低時，閾值自動調節電路使閾值電平升高。

所述閾值自動調節電路按照閾值能道譜數1024對應輸出的閾值電平為10V進行自動調節，輸出閾值電平為其中，Y＝434K·exp(-0.001121x)-0.5637K·exp(0.1428x)，Y為閾值能道譜數，x為溫濕度傳感器采集的測量室內的溫度數據，exp為指數符號。

所述單片機型號為STC15F2K60。

有益效果