[發(fā)明專利]一種注水排水全自動多球中子譜儀及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610264803.7
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN105785425B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 楊劍波;庹先國;黃紅;王洪輝;成毅;劉志;李銳
• 申請（專利權）人: 成都理工大學;楊劍波
• 主分類號: G01T3/00
• 分類號: G01T3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種注水排水全自動多球中子譜儀，其特征在于：

包括進行中子探測的探測器、注水排水系統、以及分析處理系統；

所述探測器由半徑為19.15cm的³He球形中子探測器和11個球殼構成，其中位于最內層的球殼采用不銹鋼制成，其內徑等于³He球形中子探測器的外徑，其余球殼采用鉛玻璃制成實心球殼和空心球殼，所述實心球殼和空心球殼交錯嵌套安裝，且內層球殼外徑等于相鄰外層球殼內徑；

實心球殼和空心球殼的頂部設有排氣孔、底部設有注水孔，且當球殼嵌套安裝后，所有排氣孔重疊、所有注水孔重疊，且排氣孔內插有排氣管，注水孔內插有注水管；

所述排氣管和注水管側壁設有通孔，均從最外層球殼插入，并與最內層球殼的外壁接觸；注水管內對應實心球殼處，設有電動閥門；

所述注水排水系統包括水池、控制器，與控制器連接的水泵和電機，其中，水泵的水管連接電機，由電機控制其伸入注水管內的深度；

所述分析處理系統包括信號采集單元、數據處理單元和顯示單元，所述信號采集單元與探測器連接，用于獲取探測器輸出的脈沖信號，轉換為數字信號,并求取每次獲得的數字信號的計數值；

所述數據處理單元獲取每次信號采集單元輸出的計數值形成矩陣，與響應函數矩陣求解,獲取中子能譜并輸出到顯示系單元進行顯示。

2.根據權利要求1所述的注水排水全自動多球中子譜儀，其特征在于：11個球殼從內到外依次為A-K球殼，尺寸分別為：

A球殼：內徑1.6厘米、厚度0.5厘米；

B球殼：內徑1.65厘米、厚度1厘米；

C球殼：內徑2.65厘米、厚度1厘米；

D球殼：內徑3.65厘米、厚度1.5厘米；

E球殼：內徑5.15厘米，厚度2厘米；

F球殼：內徑7.15厘米，厚度1.5厘米；

G球殼：內徑8.65厘米，厚度3厘米；

H球殼：內徑11.65厘米，厚度1.5厘米；

I球殼：內徑13.15厘米，厚度1厘米；

J球殼：內徑14.15厘米，厚度1.5厘米；

K球殼：內徑15.65厘米，厚度2厘米。

3.根據權利要求1所述的注水排水全自動多球中子譜儀，其特征在于：所述排氣管采用鉛玻璃制成，所述注水管采用不銹鋼制成。

4.一種注水排水全自動多球中子譜儀的測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)對整個裝置進行安裝，對5層空心球殼從內到外逐層增加注滿水這五種情況的中子響應，將響應矩陣導入數據處理單元；

(2)從內至外依次對5層空心球殼注水，每注滿一個球殼，分別進行一次中子測量，輸出脈沖信號，信號采集單元將脈沖信號轉換為數字信號,并依次求取每次獲得的數字信號的計數值N1-N5，傳遞給數據處理系統；

(3)數據處理單元獲取每次信號采集單元輸出的計數值形成五行一列的矩陣，與步驟(1)導入的響應矩陣求解,獲取中子能譜并輸出到顯示單元進行顯示；

(4)停止測量，利用抽水泵抽出探測器球殼內注入的水。

5.根據權利要求4所述的注水排水全自動多球中子譜儀的測量方法，其特征在于：步驟(1)具體方式為：

(11)5個空心球體逐層增加注滿水，構成了五種球體結構，在10MeV-1000MeV中子能量的每個能量量級選取N個離散能量值對五種球體的響應函數值進行蒙特卡羅，最終形成公式(1)中5行3N列的響應值矩陣；

其中R_ij為探測器對中子的能量響應，i代表5個球體，j代表3N個能量離散值；

(12)將獲取的響應值矩陣導入數據處理單元。