[發(fā)明專利]一種二維位敏中子探測(cè)器讀出裝置及其讀出方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410244038.3
• 申請(qǐng)日: 2014-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104020485A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志堅(jiān);康麗;陳平平;楊雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞理工學(xué)院
• 主分類號(hào): G01T3/00
• 分類號(hào): G01T3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;李志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二維位敏中子探測(cè)器技術(shù)，特別是涉及一種二維位敏中子探測(cè)器讀出裝置及其讀出方法。

背景技術(shù)

目前的二維位敏中子探測(cè)器(二維位敏中子探測(cè)器是一種在二維方向上（X軸方向和Y軸方向）位置敏感的中子探測(cè)器；位置敏感是指?jìng)鞲衅髟谖恢酶袘?yīng)或是位置測(cè)量方面有效，能輸出表示位置坐標(biāo)信號(hào)或是位置坐標(biāo)改變量的信號(hào))電子學(xué)讀出基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，是由連接PMT的前放、預(yù)放大器、ADC驅(qū)動(dòng)、FADC（快速ADC）、緩存、預(yù)處理核心和讀出總線構(gòu)成。此方法是基于幅度偵別的，所以優(yōu)點(diǎn)是分辨精度高，但缺點(diǎn)也十分明顯：需要的電子學(xué)處理電路復(fù)雜，成本高，特別是當(dāng)探測(cè)面積增大時(shí)而使PMT通道數(shù)增加時(shí)，所需要的ADC驅(qū)動(dòng)和FADC都成倍增加。如果需要做龐大的二維位敏中子探測(cè)器,此方法都會(huì)因?yàn)槌杀驹蚨茈y實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種二維位敏中子探測(cè)器讀出裝置及其讀出方法，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了成本，且分辨精度高。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種二維位敏中子探測(cè)器讀出裝置，包括PMT（英文photomultiplier?tube的縮寫(xiě)，中文為光電倍增管）前置放大器、預(yù)放大器、比較器、預(yù)處理器、DAC及網(wǎng)絡(luò)通信端口；PMT前置放大器的輸入端連接PMT光電倍增管，PMT前置放大器的輸出端連接預(yù)放大器的輸入端，預(yù)放大器的輸出端連接比較器的正輸入端，高速比較器的輸出端連接預(yù)處理器的輸入端，預(yù)處理器與網(wǎng)絡(luò)通信端口雙向連接，預(yù)處理器的輸出端與DAC的輸入端連接，DAC的輸出端與比較器負(fù)輸入端連接。

較佳地，所述比較器與預(yù)處理器之間還設(shè)置比較器輸入接口和數(shù)據(jù)鎖存器，比較器輸入接口的一端與比較器輸出端連接，另一端連接數(shù)據(jù)鎖存器的輸入端，數(shù)據(jù)鎖存器的輸出端連接預(yù)處理器。

較佳地，所述數(shù)據(jù)鎖存器的輸入端連接觸發(fā)信號(hào)輸入接口，用于連接觸發(fā)信號(hào)。

較佳地，所述比較器輸入接口設(shè)置為100～400個(gè)輸入口，用于連接100～400個(gè)PMT光電倍增管通道。

較佳地，所述PMT前置放大器為AD8099運(yùn)算放大器。

較佳地，所述預(yù)放大器為AD8131運(yùn)算放大器。

較佳地，所述比較器為AD8564比較器。

較佳地，所述DAC為MAX5316數(shù)模轉(zhuǎn)換器。

一種利用所述的二維位敏中子探測(cè)器讀出裝置的讀出方法，包括如下步驟：

步驟1.PMT光電倍增管發(fā)出光電子信號(hào)，通過(guò)PMT通道輸送至PMT前置放大器，將光電子信號(hào)放大至100mV以上，放大后的光電子信號(hào)輸送至預(yù)放大器；

步驟2.預(yù)放大器進(jìn)一步放大光電子信號(hào)，將光電子信號(hào)放大至700mV以上，并將放大后的光電子信號(hào)輸送至比較器的正輸入端；

步驟3.DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電壓為0～2V，分辨率為5mV，幅度可調(diào)的閾值信號(hào)，并將該閾值信號(hào)輸送至比較器的負(fù)輸入端；

步驟4.比較器將光電子信號(hào)與閾值信號(hào)比較，光電子信號(hào)小于閾值信號(hào)則比較器輸出低電平，光電子信號(hào)大于閾值信號(hào)則比較器輸出高電平，當(dāng)輸出高電平時(shí)光電子信號(hào)判定為有效光電子信號(hào)，將比較結(jié)果通過(guò)比較器輸入接口輸送至數(shù)據(jù)鎖存器；

步驟5.觸發(fā)信號(hào)通過(guò)觸發(fā)信號(hào)接口控制數(shù)據(jù)鎖存器將比較器輸出接口的數(shù)據(jù)狀態(tài)鎖存在數(shù)據(jù)鎖存器陣列中，同時(shí)鎖存時(shí)基信號(hào)，所述時(shí)基信號(hào)為自動(dòng)觸發(fā)序號(hào)或者實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)；

步驟6.預(yù)處理器讀取數(shù)據(jù)鎖存器陣列中的數(shù)據(jù)至FIFO（英文First?Input?First?Output的縮寫(xiě)）先進(jìn)先出隊(duì)列中，同時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信端口發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

較佳地，所述觸發(fā)信號(hào)為外部觸發(fā)信號(hào)或內(nèi)部控制基于時(shí)鐘的定時(shí)自動(dòng)觸發(fā)信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，替換了FADC和ADC驅(qū)動(dòng)電路，節(jié)省了成本，提高了分辨精度。

附圖說(shuō)明

?圖1為現(xiàn)有技術(shù)二維位敏中子探測(cè)器讀出裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

????圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的拓展結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式