[發(fā)明專利]兼顧能量分辨率和檢測(cè)效率的伽馬能譜測(cè)量方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010016749.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111103616B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃順;周劍良;趙修良;賀三軍;劉麗艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/36
• 分類號(hào): G01T1/36
• 代理公司: 衡陽(yáng)雁城專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43231
• 代理人: 龍騰

兼顧能量分辨率和檢測(cè)效率的伽馬能譜測(cè)量方法與裝置，涉及核輻射探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，在對(duì)輸入的脈沖信號(hào)梯形成形時(shí)，先檢測(cè)輸入脈沖的到達(dá)時(shí)間，獲得輸入脈沖時(shí)間間隔；然后根據(jù)輸入脈沖時(shí)間間隔計(jì)算出與該輸入脈沖相匹配的梯形成形參數(shù)k和l，最后利用計(jì)算出的梯形成形參數(shù)k和l，借由兩個(gè)多路選擇器實(shí)現(xiàn)梯形參數(shù)k(n)和l(n)的動(dòng)態(tài)延時(shí)差分計(jì)算，得到梯形成形結(jié)果。上述方法在沒(méi)有脈沖堆積或輕微堆積時(shí)，梯形成形時(shí)間變長(zhǎng)，而在嚴(yán)重堆積時(shí)，梯形成形時(shí)間變短，能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)梯形成形，從而能夠兼顧良好的能量分辨率和高檢測(cè)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核輻射探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種兼顧能量分辨率和檢測(cè)效率的伽馬能譜測(cè)量方法與裝置。

背景技術(shù)

伽馬能譜測(cè)量中的脈沖堆積是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，尤其是在高計(jì)數(shù)率條件下。脈沖堆積是限制計(jì)數(shù)率能力的因素，它會(huì)降低能量分辨率和檢測(cè)效率。堆積校正在保持良好的能量分辨率和檢測(cè)效率不足之間進(jìn)行了權(quán)衡，使用較短的成形濾波器可以支持高吞吐量，但以犧牲能量分辨率為代價(jià)，而使用較長(zhǎng)的成形濾波器則可以支持良好的能量分辨率，但是其是在低吞吐量的情況下，犧牲了檢測(cè)效率作為代價(jià)。

現(xiàn)有技術(shù)中已有一些針對(duì)梯形成形濾波器參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整的方法，用于解決因輻射傳感器意外退化后梯形成形的原參數(shù)不適應(yīng)而導(dǎo)致錯(cuò)誤測(cè)量的問(wèn)題，該方法需要從數(shù)千個(gè)樣本中計(jì)算出一組合適的參數(shù)，參數(shù)更新較慢。另外也有一些自適應(yīng)梯形濾波器的數(shù)字化處理方法，其根據(jù)連續(xù)輸入脈沖之間的時(shí)間間隔為每個(gè)輸入信號(hào)自適應(yīng)地選擇成形參數(shù)(梯形成形濾波器的上升時(shí)間和平頂時(shí)間)。這種方法能滿足高能量分辨率和高計(jì)數(shù)率的要求。但是，這種技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中，由于處理器需實(shí)時(shí)工作為每個(gè)脈沖合成不同的加權(quán)函數(shù)，所需的計(jì)算能力非常可觀，并且需要相當(dāng)復(fù)雜的計(jì)算架構(gòu)，實(shí)施時(shí)對(duì)器件要求高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種在保持良好能量分辨率的基礎(chǔ)上，能夠減少堆積和計(jì)數(shù)損失，提高檢測(cè)效率，從而兼顧良好能量分辨率和高檢測(cè)效率的伽馬能譜測(cè)量方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種兼顧能量分辨率和檢測(cè)效率的伽馬能譜測(cè)量方法，包括收集伽馬輻射粒子形成脈沖信號(hào)的步驟、對(duì)輸入的脈沖信號(hào)梯形成形的步驟以及根據(jù)梯形成形結(jié)果計(jì)算相應(yīng)伽馬相應(yīng)待測(cè)核素的伽馬能譜的步驟，在對(duì)輸入的脈沖信號(hào)梯形成形的步驟中，包括：

S01、檢測(cè)輸入脈沖的到達(dá)時(shí)間，獲得輸入脈沖時(shí)間間隔；

S02、根據(jù)輸入脈沖時(shí)間間隔并結(jié)合以下公式得出與該輸入脈沖相匹配的梯形成形參數(shù)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(gè)可設(shè)定的梯形寬度常量，w值的設(shè)定依據(jù)是以梯形寬度w所對(duì)應(yīng)的參數(shù)k和l來(lái)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(duì)輸入脈沖持續(xù)時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)新的輸入脈沖到達(dá)時(shí)，觸發(fā)邏輯信號(hào)有效(PS(n)＝1)，結(jié)束當(dāng)前輸入脈沖的計(jì)數(shù)，同時(shí)啟動(dòng)下一個(gè)輸入脈沖的計(jì)數(shù)，此時(shí)W₁(n)被清零，W₁(n-1)就是當(dāng)前輸入脈沖的時(shí)間間隔；