[發(fā)明專利]快響應(yīng)計數(shù)率計及其在水分計上的應(yīng)用

無效

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• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1004107B
• 公開（公告）日: 1989-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉其盛;華建偉;孫繼英;戴國歡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: G01T1/15
• 分類號: 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)的測量和材料中含水量的測量。

當(dāng)前核輻射強(qiáng)度（核事件在一定時間間隔內(nèi)的數(shù)目）的測量通常是用定標(biāo)器或計數(shù)率計進(jìn)行的。定標(biāo)器是測量和顯示時間間隔T內(nèi)的計數(shù)，清除以后再測量和顯示下一個T時刻的計數(shù)。計數(shù)率計是將輸入的脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換成慢變化的電壓信號（模擬量），其電壓的大小正比于輸入的脈沖數(shù)。由于放射性測量具有統(tǒng)計誤差，而測量結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)誤差VN是VN＝I/N，其中N是T時間內(nèi)的總計數(shù)。所以N越大，相對誤差越小。因此為保證一定測量精確度就必須有一定的測量時間T，特別是在弱放射性（即N較小）時T必須選得較長。如果測量用常用的計數(shù)率計，則必須加大電路的時間常數(shù)，以積累足夠的總計數(shù)N，當(dāng)把上述定標(biāo)器或計數(shù)率計用于工業(yè)生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制（如在生產(chǎn)線的測厚儀、測水儀等）時，由于測量時間T較長，對快變化過程容易造成滯后和振蕩。除此缺點(diǎn)以外，如果對一個多參數(shù)系統(tǒng)使用計算機(jī)控制時，那么現(xiàn)有計數(shù)率計（核心為泵電路）由于輸出的是慢變化的模擬電壓信號尚需進(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)計方法，美國專利US-3761712給出了水分計的設(shè)計。

為了解決計數(shù)率計計數(shù)時間長，不利于自動控制的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)快響應(yīng)計數(shù)的計數(shù)率計及用此計數(shù)率計的中子水分計。

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

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

第二，本發(fā)明的快響應(yīng)計數(shù)率計中的模擬信號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數(shù)功能設(shè)置。

第三，快響應(yīng)計數(shù)率計中的模擬信號處理電路可以是放大成型電路，可由一個三極管的放大電路連接到單穩(wěn)態(tài)成型電路L組成。從探頭來的信號經(jīng)一個三極管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）的四個通道是這樣安排的，除與微打相連用去一個通道外，剩下三個，其中一個通道與L相連，同時該通道還與另一通道串聯(lián)，以擴(kuò)大計數(shù)量程。最后一個通道作定時器用。

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，它由中子源101慢中子計數(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和計數(shù)率計105組成，其特點(diǎn)在于計數(shù)率計采用了上述的快響應(yīng)計數(shù)率計。

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)明的計數(shù)系統(tǒng)更新一次計數(shù)所需的時間Tr為Tr＝T/r，因此本計數(shù)率計的響應(yīng)速度比通常的定標(biāo)器和計數(shù)率計提高了r倍，又因?yàn)楹笳咴陲@示和清除時刻是不計數(shù)的，而前者在顯示和清除時刻也一直在計數(shù)，因此就避免了由于死時間造成的漏計數(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)明的計數(shù)系統(tǒng)的響應(yīng)時間Tr可取ms級，這就容易解決工業(yè)過程控制（如水分的測量和控制）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)計數(shù)率計的輸出是數(shù)字量，當(dāng)使用計算機(jī)進(jìn)行多參數(shù)控制時避免了再經(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)。