[發明專利]兼顧能量分辨率和檢測效率的伽馬能譜測量方法與裝置

有效

• 申請號: 202010016749.0
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111103616B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 黃順;周劍良;趙修良;賀三軍;劉麗艷
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36
• 代理公司: 衡陽雁城專利代理事務所(普通合伙) 43231
• 代理人: 龍騰

1.兼顧能量分辨率和檢測效率的伽馬能譜測量方法，包括收集伽馬輻射粒子形成脈沖信號的步驟、對輸入的脈沖信號梯形成形的步驟以及根據梯形成形結果計算相應待測核素的伽馬能譜的步驟，其特征在于，在對輸入的脈沖信號梯形成形的步驟中，包括：

S01、檢測輸入脈沖的到達時間，獲得輸入脈沖時間間隔；

S02、根據輸入脈沖時間間隔并結合以下公式得出與該輸入脈沖相匹配的梯形成形參數k和l：

k(n)＝λ*W_Tpz(n) (11)；

l(n)＝(1-λ)*W_Tpz(n) (12)；

上式中，w為一個可設定的梯形寬度常量，w值的設定依據是以梯形寬度w所對應的參數k和l來做梯形成形，凡是間隔等于或大于w的輸入脈沖都能克服彈道虧損和噪聲，得到良好的能量分辨率；

式7中，W₁用于對輸入脈沖持續時間進行計數，當新的輸入脈沖到達時，觸發邏輯信號有效(PS(n)＝1)，結束當前輸入脈沖的計數，同時啟動下一個輸入脈沖的計數，此時W₁(n)被清零，W₁(n-1)就是當前輸入脈沖的時間間隔；

式8中，W_E為輸入脈沖的有效寬度， 當輸入脈沖的時間間隔大于等于w時W_E取值為w，否則W_E取值為輸入脈沖的時間間隔；在W₁計數過程中，如果W₁(n-1)等于w時，當前輸入脈沖的有效寬度W_E取值為w；當新的輸入脈沖來臨時，觸發邏輯信號PS(n)＝1，W₁(n-1)為當前輸入脈沖寬度，如果W₁(n-1)小于w，則W_E取值為W₁(n-1)；

式9中，W_E-L為上一個輸入脈沖的有效寬度，W_E-L與W_E更新條件相同；

式10中，如果當前輸入脈沖有效寬度W_E大于上一個輸入脈沖有效寬度W_E-L時，梯形寬度W_Tpz保持為W_E-L不變，否則W_Tpz更新為W_E；

式11-12中，梯形成形參數k(n)和l(n)由梯形寬度W_Tpz(n)計算得到，在輸入脈沖間隔小于w時，梯形寬度W_Tpz在W_E-L與W_E之間選擇數值小的；

S03、結合以下公式以及步驟S02中得出的梯形成形參數k和l，得到梯形成形結果：

D1(n)＝Y(n)-Y(n-k(n)) (13)；

D2(n)＝D1(n)-D1(n-l(n)) (14)；

Tpz(n)＝I(n)/k(n) (15)；

式13是延時時間為k(n)的延時差分計算，將輸入脈沖信號還原所得到的階梯狀信號Y(n)轉換為一段寬度為k(n)的單極性沖擊脈沖信號D₁(n)；

式14是延時時間為l(n)的差分計算，將單極性沖擊脈沖信號D₁(n)轉換成雙極性沖擊脈沖信號D₂(n)；

式15中，I(n)為雙極性沖擊脈沖信號D₂(n)積分計算得到的積分信號，TpZ(n)為梯形成形結果。

2.根據權利要求1所述的伽馬能譜測量方法，其特征在于：在步驟S01中，利用RC-CR²濾波器，再由過零檢測和閾值檢測來確定輸入脈沖的到達時間。

3.根據權利要求2所述的伽馬能譜測量方法，其特征在于：所述閾值檢測包含對輸入信號幅度閾值檢測和RC-CR²濾波器的輸出信號的閾值檢測，用于消除由噪聲引起的錯誤觸發。