[發(fā)明專利]快響應(yīng)計(jì)數(shù)率計(jì)及其在水分計(jì)上的應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85102595.1
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN1004107B
• 公開（公告）日: 1989-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉其盛;華建偉;孫繼英;戴國歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/15
• 分類號(hào): G01T1/15;G01R23/02;G01N23/06
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本發(fā)明用于實(shí)驗(yàn)核物理和技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中核事件數(shù)的測(cè)量和材料中含水量的測(cè)量。

當(dāng)前核輻射強(qiáng)度（核事件在一定時(shí)間間隔內(nèi)的數(shù)目）的測(cè)量通常是用定標(biāo)器或計(jì)數(shù)率計(jì)進(jìn)行的。定標(biāo)器是測(cè)量和顯示時(shí)間間隔T內(nèi)的計(jì)數(shù)，清除以后再測(cè)量和顯示下一個(gè)T時(shí)刻的計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)率計(jì)是將輸入的脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換成慢變化的電壓信號(hào)（模擬量），其電壓的大小正比于輸入的脈沖數(shù)。由于放射性測(cè)量具有統(tǒng)計(jì)誤差，而測(cè)量結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差VN是VN＝I/N，其中N是T時(shí)間內(nèi)的總計(jì)數(shù)。所以N越大，相對(duì)誤差越小。因此為保證一定測(cè)量精確度就必須有一定的測(cè)量時(shí)間T，特別是在弱放射性（即N較小）時(shí)T必須選得較長(zhǎng)。如果測(cè)量用常用的計(jì)數(shù)率計(jì)，則必須加大電路的時(shí)間常數(shù)，以積累足夠的總計(jì)數(shù)N，當(dāng)把上述定標(biāo)器或計(jì)數(shù)率計(jì)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制（如在生產(chǎn)線的測(cè)厚儀、測(cè)水儀等）時(shí)，由于測(cè)量時(shí)間T較長(zhǎng)，對(duì)快變化過程容易造成滯后和振蕩。除此缺點(diǎn)以外，如果對(duì)一個(gè)多參數(shù)系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)控制時(shí)，那么現(xiàn)有計(jì)數(shù)率計(jì)（核心為泵電路）由于輸出的是慢變化的模擬電壓信號(hào)尚需進(jìn)行一次A/D轉(zhuǎn)換。參考文件NuclearInstrumentsandMethods188（1981）（核儀器與方法319～325頁）提及了一種設(shè)計(jì)方法，美國專利US-3761712給出了水分計(jì)的設(shè)計(jì)。

為了解決計(jì)數(shù)率計(jì)計(jì)數(shù)時(shí)間長(zhǎng)，不利于自動(dòng)控制的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)快響應(yīng)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)率計(jì)及用此計(jì)數(shù)率計(jì)的中子水分計(jì)。

圖1為快響應(yīng)計(jì)數(shù)率計(jì)的電路圖，圖2是中子水分計(jì)的方框圖。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

第一，本發(fā)明的快響應(yīng)計(jì)數(shù)率計(jì)是由模擬信號(hào)處理電路和中央控制裝置（簡(jiǎn)稱中控）組成。由中控記錄和處理模擬信號(hào)處理電路來的脈沖數(shù)。本發(fā)明計(jì)數(shù)方法的特征在于由中控控制把原來需要計(jì)數(shù)的時(shí)間T等分成r個(gè)單元，每隔Tr＝T/r的時(shí)間進(jìn)行一次數(shù)據(jù)處理，即清除出最早的那個(gè)Tr時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)，然后用新得到的Tr內(nèi)計(jì)數(shù)去代替它，再求這r個(gè)計(jì)數(shù)之和就得到了新的T時(shí)間的計(jì)數(shù)，采用此種計(jì)數(shù)方法的計(jì)數(shù)率計(jì)是快響應(yīng)計(jì)數(shù)率計(jì)。

第二，本發(fā)明的快響應(yīng)計(jì)數(shù)率計(jì)中的模擬信號(hào)處理電路可以是放大成型電路、符合一反符合電路、脈沖幅度甄別器、單道脈沖幅度分析器等;中控可以是單板機(jī)或?qū)ｉT設(shè)計(jì)的微機(jī)，其中包括中央處理單元、存貯器、CTC、鍵盤和顯示等部分。本發(fā)明的特征在于中控采取了上述的計(jì)數(shù)功能設(shè)置。

第三，快響應(yīng)計(jì)數(shù)率計(jì)中的模擬信號(hào)處理電路可以是放大成型電路，可由一個(gè)三極管的放大電路連接到單穩(wěn)態(tài)成型電路L組成。從探頭來的信號(hào)經(jīng)一個(gè)三極管B的放大電路放大后接入成型電路L，從成型電路L直接接入中控T的CTC的某一通道CLK/TRG上。

第四，本發(fā)明的中控T中的（CTC）的四個(gè)通道是這樣安排的，除與微打相連用去一個(gè)通道外，剩下三個(gè)，其中一個(gè)通道與L相連，同時(shí)該通道還與另一通道串聯(lián)，以擴(kuò)大計(jì)數(shù)量程。最后一個(gè)通道作定時(shí)器用。

第五，作為本發(fā)明的一項(xiàng)應(yīng)用，提出了一種中子水分計(jì)，它由中子源101慢中子計(jì)數(shù)管102和前置放大器103構(gòu)成的探頭104，高壓電源107，低壓電源106和計(jì)數(shù)率計(jì)105組成，其特點(diǎn)在于計(jì)數(shù)率計(jì)采用了上述的快響應(yīng)計(jì)數(shù)率計(jì)。

本發(fā)明所取得的效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下實(shí)質(zhì)性的特點(diǎn)：

第一，響應(yīng)速度快，由于本發(fā)明的計(jì)數(shù)系統(tǒng)更新一次計(jì)數(shù)所需的時(shí)間Tr為Tr＝T/r，因此本計(jì)數(shù)率計(jì)的響應(yīng)速度比通常的定標(biāo)器和計(jì)數(shù)率計(jì)提高了r倍，又因?yàn)楹笳咴陲@示和清除時(shí)刻是不計(jì)數(shù)的，而前者在顯示和清除時(shí)刻也一直在計(jì)數(shù)，因此就避免了由于死時(shí)間造成的漏計(jì)數(shù)損失，從而實(shí)際的響應(yīng)速率大大超過了r倍。

第二，由于本發(fā)明的計(jì)數(shù)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間Tr可取ms級(jí)，這就容易解決工業(yè)過程控制（如水分的測(cè)量和控制）中容易出現(xiàn)的振蕩問題。

第三，由于引進(jìn)了中央控制裝置，因此快響應(yīng)計(jì)數(shù)率計(jì)的輸出是數(shù)字量，當(dāng)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多參數(shù)控制時(shí)避免了再經(jīng)過一次A/D轉(zhuǎn)換引進(jìn)的誤差，而且該儀器本身就是智能化的，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和處理，便于實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用系統(tǒng)的智能化。

下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的細(xì)節(jié)。