[發明專利]一種粒子輻射探測方法及探測裝置

有效

• 申請號: 201910698054.2
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110308476B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 陳鴻飛;于向前;王永福;施偉紅;宋思宇;陳傲;鄒鴻;仲維英
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 北京漢之知識產權代理事務所(普通合伙) 11479
• 代理人: 陳敏

1.一種粒子輻射探測方法，其特征在于，包括以下步驟：

探測待測空間中的粒子，并將探測到的所述粒子轉換成電荷信號；

將所述電荷信號轉換成電脈沖信號；

根據甄別電壓閾值，輸出所述電脈沖信號超過甄別電壓閾值的邏輯信號，分別設定第一甄別電壓閾值v₁和第二甄別電壓閾值v₂，并且v₂v₁；當所述電脈沖信號電壓大于v₁時，輸出第一邏輯信號為1，否則為0；當所述電脈沖信號電壓大于v₂時，輸出第二邏輯信號為1，否則為0；

對輸出為邏輯1的邏輯信號進行持續時間測量，獲得所述電脈沖信號的脈沖寬度值，并依據所述電脈沖信號的脈沖幅度與脈沖寬度之間的關系，對所述脈沖寬度值進行能段劃分；

對不同能段的粒子進行計數，獲得粒子能譜通量的測量值。

2.根據權利要求1所述的粒子輻射探測方法，其特征在于，所述電脈沖信號的所述脈沖寬度與所述脈沖幅度之間的關系如下所示：

其中，x表示以半峰寬度為單位的所述脈沖寬度，y表示以所述甄別電壓閾值為單位的所述脈沖幅度。

3.根據權利要求2所述的粒子輻射探測方法，其特征在于，還包括以下步驟：

將對所述脈沖幅度值進行能段劃分轉換為對所述脈沖寬度值進行能段劃分；

根據對所述脈沖寬度的所述能段劃分，對不同能段的粒子進行計數，獲得所述待測空間中的所述粒子的能譜通量的探測結果。

4.一種粒子輻射探測裝置，其特征在于，包括：

粒子探測器，用于探測待測空間中的粒子，并將探測到的所述粒子轉換成電荷信號；

信號拾取及放大器，與所述粒子探測器電性連接，用于將所述電荷信號轉換成電脈沖信號；

觸發閾值甄別器，與所述信號拾取及放大電路電性連接，所述觸發閾值甄別器包括第一觸發閾值甄別器和第二觸發閾值甄別器，所述第一觸發閾值甄別器配置為：設置第一甄別電壓閾值v₁，輸出第一邏輯信號，并且當輸入所述觸發閾值甄別器的所述電脈沖信號電壓大于v₁時，所述第一觸發閾值甄別器輸出的所述第一邏輯信號為邏輯1，否則為0；所述第二觸發閾值甄別器配置為：設置第二甄別電壓閾值v₂，輸出第二邏輯信號，其中v₂v₁，當輸入所述觸發閾值甄別器的所述電脈沖信號電壓大于v₂時，所述第二觸發閾值甄別器輸出的所述第二邏輯信號為邏輯1，否則為0；

脈沖寬度分析器，與所述觸發閾值甄別器電性連接，用于對輸出的邏輯1信號進行計時分析，獲得所述電脈沖信號的脈沖寬度值，并且依據所述電脈沖信號的脈沖幅度與脈沖寬度之間的關系，以所述脈沖寬度值替代脈沖幅度值進行能譜分段處理；以及

計數器，與所述脈沖寬度分析器電性連接，用于記錄所述依據脈沖寬度值的能譜分段粒子數量，獲得粒子能譜通量的測量值。

5.根據權利要求4所述的粒子輻射探測裝置，其特征在于，所述脈沖寬度分析器包括第一脈沖寬度分析器和第二脈沖寬度分析器，

所述第一脈沖寬度分析器與所述第一觸發閾值甄別器電性連接，用于對為邏輯1的所述第一邏輯信號進行計時分析，獲得大于所述第一甄別電壓閾值v₁的第一脈沖寬度值；

所述第二脈沖寬度分析器與所述第二觸發閾值甄別器電性連接，用于對為邏輯1的所述第二邏輯信號進行計時分析，獲得大于所述第二甄別電壓閾值v₂的第二脈沖寬度值。

6.根據權利要求5所述的粒子輻射探測裝置，其特征在于，

所述第一脈沖寬度分析器還配置為依據所述電脈沖信號的脈沖幅度與脈沖寬度之間的關系，將對所述脈沖幅度值進行能段劃分轉換為對所述第一脈沖寬度值進行能段劃分；

所述第二脈沖寬度分析器還配置為依據所述電脈沖信號的脈沖幅度與脈沖寬度之間的關系，將對所述脈沖幅度值進行能段劃分轉換為對所述第二脈沖寬度值進行能段劃分。

7.根據權利要求4所述的粒子輻射探測裝置，其特征在于，所述脈沖寬度分析器包括數字電路。