[實用新型]一種二維位敏中子探測器讀出裝置

有效

• 申請號: 201420292928.7
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN203858371U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 張志堅;康麗;陳平平;楊雷
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G01T3/00
• 分類號: G01T3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;李志強

技術領域

本實用新型涉及二維位敏中子探測器技術，特別是涉及一種二維位敏中子探測器讀出裝置。

背景技術

目前的二維位敏中子探測器(二維位敏中子探測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器；位置敏感是指傳感器在位置感應或是位置測量方面有效，能輸出表示位置坐標信號或是位置坐標改變量的信號)電子學讀出基本結構如圖1所示，是由連接PMT的前放、預放大器、ADC驅動、FADC（快速ADC）、緩存、預處理核心和讀出總線構成。此裝置是基于幅度偵別的，所以優點是分辨精度高，但缺點也十分明顯：需要的電子學處理電路復雜，成本高，特別是當探測面積增大時而使PMT通道數增加時，所需要的ADC驅動和FADC都成倍增加。如果需要做龐大的二維位敏中子探測器,此裝置都會因為成本原因而很難實現。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種二維位敏中子探測器讀出裝置，電路結構簡單，降低了成本，且分辨精度高。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種二維位敏中子探測器讀出裝置，包括PMT（英文photomultiplier?tube的縮寫，中文為光電倍增管）前置放大器、預放大器、比較器、預處理器、DAC及網絡通信端口；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放大器的輸入端，預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處理器的輸入端，預處理器與網絡通信端口雙向連接，預處理器的輸出端與DAC的輸入端連接，DAC的輸出端與比較器負輸入端連接。

較佳地，所述比較器與預處理器之間還設置比較器輸入接口和數據鎖存器，比較器輸入接口的一端與比較器輸出端連接，另一端連接數據鎖存器的輸入端，數據鎖存器的輸出端連接預處理器。

較佳地，所述數據鎖存器的輸入端連接觸發信號輸入接口，用于連接觸發信號。

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

較佳地，所述PMT前置放大器為AD8099運算放大器。

較佳地，所述預放大器為AD8131運算放大器。

較佳地，所述比較器為AD8564比較器。

較佳地，所述DAC為MAX5316數模轉換器。

較佳地，所述觸發信號為外部觸發信號或內部控制基于時鐘的定時自動觸發信號。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：結構簡單，替換了FADC和ADC驅動電路，節省了成本，提高了分辨精度。

附圖說明

????圖1為現有技術二維位敏中子探測器讀出裝置結構示意圖；

????圖2為本實用新型的結構示意圖；

圖3為本實用新型的拓展結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型的主旨在于克服現有技術的不足，提供一種二維位敏中子探測器讀出裝置，本實用新型拋棄了原先的幅度偵別，而采用閾值判定，只要PMT的光電子信號大于預先設定的閾值就認為是有效信號。基本架構是：使用PMT前置放大器，預放大器，比較器，高精度DAC、預處理器和網絡通信端口組成。實現原理是，高精度DAC產生閾值判定值給所有比較器的負輸入端，從PMT過來的光電子信號經過前放和預放進行放大后送到比較器的正輸入端，比較器的輸出到由FPGA設計的預處理器完成數據采集鎖存。最后通過網絡將數據上傳到服務器中供數據分析使用。本實用新型的優點是省略了FADC和ADC驅動電路，在大規模使用時，將大大地減少電子學設備的體積，節省使用空間和研發成本。

在中子探測器中，因為需要實現的精度基本上是在5mm量級，而二維位敏中子探測器的中子探測物理學部分的精度可實現在1mm量級,如果實現一個1平方米的探測器，則至少需要4萬通道的PMT，即需要4萬通道的FADC。例如一個通道的FADC的成本至少為100元，則采用原始的方式，單單FADC的費用就超過400萬元，如果選用比較器，比較閾值方法，則每通道的比較器成本還不到每通道的ADC驅動的成本。將大大地節省了成本，提高了社會效益和經濟效益。

下面結合實施例參照附圖進行詳細說明，以便對本實用新型的技術特征及優點進行更深入的詮釋。