[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于脈沖平均寬度的核脈沖能量測(cè)量裝置及補(bǔ)償方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211072751.5
• 申請(qǐng)日: 2022-09-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115327599A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張中良;張海平;李福龍;高志軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中廣核貝谷科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01T1/16
• 分類(lèi)號(hào): G01T1/16;G01T1/29
• 代理公司: 南昌賢達(dá)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 36136
• 代理人: 胡友勝

本發(fā)明公開(kāi)一種基于脈沖平均寬度的核脈沖能量測(cè)量裝置及補(bǔ)償方法，裝置包括：積分放大電路，用于將核探測(cè)器輸出的電荷脈沖放大轉(zhuǎn)換為電壓脈沖；閾值甄別電路，用于甄別去除積分放大電路輸出的噪聲，并將積分放大電路輸出的電壓信號(hào)與閾值電壓相比較，并根據(jù)比較結(jié)果翻轉(zhuǎn)閾值甄別電路的輸出狀態(tài)；脈沖數(shù)字化電路，用于將閾值甄別電路輸出的負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為n個(gè)周期為t_s的方波脈沖，脈沖數(shù)字化電路由與門(mén)或與非門(mén)組成；計(jì)數(shù)電路，用于記錄閾值甄別電路輸出的負(fù)脈沖數(shù)量；計(jì)時(shí)電路，用于記錄負(fù)脈沖的寬度。能同時(shí)測(cè)量到核脈沖的計(jì)數(shù)強(qiáng)度信息與能量信息，能量信息通過(guò)測(cè)量核脈沖的寬度獲得。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核信號(hào)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于脈沖平均寬度的核脈沖能量測(cè)量裝置及補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

射線粒子被核探測(cè)器捕獲后，粒子能量會(huì)轉(zhuǎn)換為一定電量的電荷脈沖，該電荷脈沖電量和射線能量成正比。傳統(tǒng)方法是把探測(cè)信號(hào)送放大電路進(jìn)行放大，通過(guò)比較器電路甄別掉電氣噪聲，送計(jì)數(shù)電路統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)強(qiáng)度，這種方法，沒(méi)有射線粒子能量信息，在劑量當(dāng)量(率)測(cè)量時(shí)，無(wú)法進(jìn)行能量響應(yīng)補(bǔ)償；另外也有采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)采集脈沖的峰頂?shù)亩鹊哪茏V測(cè)量方法來(lái)獲取核脈沖的能量信息，但該方法電子學(xué)規(guī)模大、電路復(fù)雜，功耗高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于脈沖平均寬度的核脈沖能量測(cè)量裝置及補(bǔ)償方法，用于至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。

一種基于脈沖平均寬度的核脈沖能量測(cè)量裝置，包括：積分放大電路，用于將核探測(cè)器輸出的電荷脈沖放大轉(zhuǎn)換為電壓脈沖，所述積分放大電路由運(yùn)算放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)組成，所述反饋網(wǎng)絡(luò)由積分電阻和放電電阻并聯(lián)組成；閾值甄別電路，用于甄別去除所述積分放大電路輸出的噪聲，并將所述積分放大電路輸出的電壓信號(hào)與閾值電壓相比較，并根據(jù)比較結(jié)果翻轉(zhuǎn)所述閾值甄別電路的輸出狀態(tài)；脈沖數(shù)字化電路，用于將所述閾值甄別電路輸出的負(fù)脈沖轉(zhuǎn)換為n個(gè)周期為t_s的方波脈沖，所述脈沖數(shù)字化電路由與門(mén)或與非門(mén)組成；計(jì)數(shù)電路，用于記錄所述閾值甄別電路輸出的負(fù)脈沖數(shù)量；計(jì)時(shí)電路，用于記錄負(fù)脈沖的寬度，其中，計(jì)算所述負(fù)脈沖的寬度的表達(dá)式為：t_w＝n×t_s，其中，t_s為方波脈沖，n為周期數(shù)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述將所述積分放大電路輸出的電壓信號(hào)與閾值電壓相比較，并根據(jù)比較結(jié)果翻轉(zhuǎn)所述閾值甄別電路的輸出狀態(tài)，包括：若所述積分放大電路輸出的電壓信號(hào)大于閾值電壓，則所述閾值甄別電路輸出狀態(tài)為低電平狀態(tài)；若所述積分放大電路輸出的電壓信號(hào)不大于閾值電壓，則所述閾值甄別電路輸出狀態(tài)為高電平狀態(tài)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，其中，所述脈沖數(shù)字化電路為或門(mén)，所述或門(mén)的一個(gè)輸入端接所述閾值甄別電路，所述或門(mén)的另一個(gè)輸入端接時(shí)鐘脈沖，所述或門(mén)的輸出端接所述計(jì)時(shí)電路。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述時(shí)鐘脈沖為方波脈沖。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述計(jì)數(shù)電路與所述閾值甄別電路電連接。

本發(fā)明還提供一種基于脈沖平均寬度的核脈沖能量補(bǔ)償方法，包括：S1、處理核脈沖信號(hào)，在核脈沖過(guò)閾值后產(chǎn)生一負(fù)脈沖電壓信號(hào)；S2、將所述負(fù)脈沖電壓信號(hào)的一路傳輸至計(jì)數(shù)器電路中進(jìn)行計(jì)數(shù)，所述負(fù)脈沖電壓信號(hào)的另一路傳輸至脈沖數(shù)字化電路中轉(zhuǎn)換為n個(gè)周期為t_s的方波脈沖；S3、將為n個(gè)周期為t_s的方波脈沖傳輸至計(jì)時(shí)電路中進(jìn)行計(jì)時(shí)，并轉(zhuǎn)換為負(fù)脈沖的寬度；S4、記錄單位時(shí)間的核脈沖數(shù)N與總脈沖負(fù)電平時(shí)間T_w，并計(jì)算出平均脈沖寬度T＝T_w/N；S5、通過(guò)輻射標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)，獲得不同能量射線的平均脈沖寬度，并建立平均脈沖寬度以及能量的能量響應(yīng)校準(zhǔn)因子表；S6、在實(shí)際測(cè)量某一能量信息時(shí)通過(guò)所測(cè)的脈沖寬度，查表獲得與能量信息相關(guān)聯(lián)的能量響應(yīng)校準(zhǔn)因子；S7、通過(guò)計(jì)數(shù)率計(jì)算出劑量率再乘以能量響應(yīng)校準(zhǔn)因子，實(shí)現(xiàn)能量響應(yīng)補(bǔ)償。