[發(fā)明專利]一種動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811619720.0
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109738934A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余慶龍;盧琪;孫越強(qiáng);荊濤;張珅毅;張斌全;張偉杰;孫瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王宇楊

1.一種動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：探測器、信號處理模塊、信號采集模塊、FPGA模塊和動態(tài)LET譜測量模塊；

所述探測器，用于在接收到粒子有效劑量信號后產(chǎn)生電荷信號響應(yīng)輸出至信號處理模塊；

所述信號處理模塊，用于將電荷信號響應(yīng)放大并轉(zhuǎn)換為可采樣的模擬信號輸出至信號采集模塊；

所述信號采集模塊，用于采集模擬信號，并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出至FPGA模塊；

所述FPGA模塊，用于實(shí)現(xiàn)對探測器模塊、信號處理模塊和信號采集模塊進(jìn)行控制和計(jì)算，將數(shù)據(jù)發(fā)送至動態(tài)LET譜測量模塊；

所述動態(tài)LET譜測量模塊，用于對FPGA模塊上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，得到LET譜，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、顯示和存儲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)，其特征在于，所述探測器為半導(dǎo)體探測器，所述半導(dǎo)體探測器厚度為L，L不大于0.3mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)，其特征在于，所述半導(dǎo)體探測器為Si探測器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理模塊包括峰保電路，用于對采樣信號進(jìn)行幅值保持采樣。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集模塊包括ADC單元，所述ADC單元用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA模塊包括信號處理采集控制單元和沉積能量計(jì)算單元；

所述信號處理采集控制單元用于實(shí)現(xiàn)對探測器模塊、信號處理模塊和信號采集模塊進(jìn)行控制；

所述沉積能量計(jì)算單元用于根據(jù)獲取的數(shù)字信號ADC和定標(biāo)參數(shù)k計(jì)算，得到對應(yīng)的單位沉積能量dE為：

dE＝k·ADC+b (1)

并將dE進(jìn)行積分得到探測器沉積能量E，發(fā)送至動態(tài)LET譜測量模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)LET譜測量模塊根據(jù)FPGA模塊上傳的數(shù)據(jù)計(jì)算LET譜：

LET＝E/L (2)

其中E為探測器沉積能量，L為探測器厚度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)還包括GPS定位模塊，所述GPS定位模塊用于實(shí)現(xiàn)對探測器的經(jīng)緯度及高度信息的采集。

9.基于權(quán)利要求1-8之一所述的動態(tài)LET譜測量系統(tǒng)的動態(tài)LET譜測量方法，所述方法包括：

步驟1)所述系統(tǒng)上電后，所述FPGA模塊進(jìn)行初始化和基礎(chǔ)配置；

步驟2)所述探測器在接收到粒子有效劑量信號后產(chǎn)生電荷信號響應(yīng)，輸出至信號處理模塊；

步驟3)所述信號處理模塊將電荷信號響應(yīng)放大并轉(zhuǎn)換為可采樣的模擬信號，其中的峰保電路對模擬信號進(jìn)行幅值保持采樣，輸出至信號采集模塊；

步驟4)所述信號采集模塊的ADC單元采集模擬信號，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出至FPGA模塊；

步驟5)所述FPGA模塊的信號處理采集控制單元對探測器、信號處理模塊和信號采集模塊進(jìn)行控制，所述沉積能量計(jì)算單元根據(jù)獲取的數(shù)字信號ADC和定標(biāo)參數(shù)k計(jì)算得到對應(yīng)的單位沉積能量dE為：

dE＝k·ADC+b (1)

將dE積分得到探測器沉積能量E，將數(shù)據(jù)發(fā)送至動態(tài)LET譜測量模塊；

步驟6)所述動態(tài)LET譜測量模塊對FPGA模塊上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，得到出LET譜：

LET＝E/L (2)

其中E為探測器沉積能量，L為探測器厚度，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲。