發(fā)布時(shí)間：2017-10-14 03:31

  本文關(guān)鍵詞：低功耗便攜式γ能譜儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 便攜式 數(shù)字化 劑量 能譜儀 核素識(shí)別

【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展,能源緊缺和環(huán)境惡化的矛盾日益突出,作為清潔能源的核電產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。核輻射安全防護(hù)問(wèn)題也越來(lái)越引起重視,開(kāi)發(fā)一套便攜式Y(jié)能譜儀具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義,主要用于環(huán)境劑量率監(jiān)測(cè)、核事故應(yīng)急、核素識(shí)別、鈾礦勘探、建筑材料放射性監(jiān)測(cè)等場(chǎng)合。近年來(lái),Y能譜儀應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題�；陔娮蛹夹g(shù)的飛速發(fā)展,產(chǎn)品所需關(guān)鍵部件ADC的性能大幅度提高,從傳統(tǒng)的模擬譜儀發(fā)展到更加靈活的數(shù)字化譜儀,同時(shí),向著智能化、一體式、高性能、低功耗、體積小、重量輕的方向不斷發(fā)展,從而能夠更好地滿足于野外、核應(yīng)急等現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的實(shí)際要求�；讦媚茏V測(cè)量原理,本文選用基于ARM Cortex—M3內(nèi)核的STM32作為微處理器,利用靈敏的碘化鈉(NaI)探測(cè)器,設(shè)計(jì)多道脈沖分析器,并融合GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))定位、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、充電管理、溫度補(bǔ)償、結(jié)果顯示等功能,實(shí)現(xiàn)便攜式數(shù)字化多功能Y譜儀設(shè)計(jì)。硬件調(diào)試和軟件編制工作完成后進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調(diào)試,保證功能滿足要求。整機(jī)組裝完成后進(jìn)行放射性刻度與驗(yàn)證試驗(yàn),從而考驗(yàn)整機(jī)性能。最后,對(duì)研發(fā)過(guò)程、調(diào)試結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。作者完成的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下：(1)在結(jié)構(gòu)方面,采用NaI探測(cè)器,實(shí)現(xiàn)探頭與主機(jī)一體化便攜式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(2)在功能方面,完成γ能譜儀基本功能的基礎(chǔ)上,可選GPS定位、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能,使得輻射測(cè)量數(shù)據(jù)與地理位置信息相結(jié)合,同時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)可通過(guò)無(wú)線進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸,更具實(shí)際應(yīng)用意義。(3)在性能方面,進(jìn)行放射性刻度試驗(yàn),能量分辨率優(yōu)于12%(Cs-137)；注重低功耗設(shè)計(jì),整機(jī)功耗小于600mW。(4)在接口方面,與中心計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸,組網(wǎng)靈活、覆蓋范圍更廣。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了低功耗便攜式γ能譜儀,通過(guò)采集射線并獲取信號(hào)幅度信息,從而進(jìn)行核素識(shí)別與進(jìn)一步劑量定量分析工作。譜儀可廣泛應(yīng)用于核相關(guān)領(lǐng)域,可同時(shí)滿足軍用與民用的要求。
【關(guān)鍵詞】：便攜式 數(shù)字化 劑量 能譜儀 核素識(shí)別
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH842
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 本課題的研究進(jìn)展11-15
• 1.2.1 譜儀發(fā)展歷史11-13
• 1.2.2 譜儀國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 譜儀國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)16-24
• 2.1 能譜儀測(cè)量的基本原理16-17
• 2.2 探測(cè)器選型17-18
• 2.3 總體設(shè)計(jì)方案18-22
• 2.3.1 Nal探頭19
• 2.3.2 多道脈沖幅度分析器19-20
• 2.3.3 微控制器系統(tǒng)20-22
• 2.4 低功耗設(shè)計(jì)22
• 2.5 小結(jié)22-24
• 第三章 硬件設(shè)計(jì)24-38
• 3.1 硬件總體結(jié)構(gòu)24
• 3.2 信號(hào)調(diào)理電路24-26
• 3.2.1 放大電路25
• 3.2.2 濾波電路25-26
• 3.3 微控制器及外圍電路26-28
• 3.4 充電管理28-29
• 3.5 電源管理29-30
• 3.6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘與溫度傳感器電路30-31
• 3.7 GPS電路31-33
• 3.8 無(wú)線通信電路33-34
• 3.9 TFT液晶顯示34-35
• 3.10 USB和CAN接口電路35-36
• 3.11 電路板PCB36-37
• 3.12 小結(jié)37-38
• 第四章 軟件設(shè)計(jì)38-52
• 4.1 軟件總體結(jié)構(gòu)框架38-39
• 4.2 主函數(shù)程序設(shè)計(jì)39-40
• 4.3 數(shù)據(jù)采集40-42
• 4.4 譜數(shù)據(jù)處理42-45
• 4.4.1 譜數(shù)據(jù)平滑處理42-44
• 4.4.2 尋峰處理44
• 4.4.3 譜定量分析44-45
• 4.5 結(jié)果顯示45-46
• 4.6 GPS數(shù)據(jù)通訊46-48
• 4.7 無(wú)線通訊48
• 4.8 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)48-50
• 4.9 軟件低功耗設(shè)計(jì)50-51
• 4.10 小結(jié)51-52
• 第五章 軟硬件聯(lián)合調(diào)試及試驗(yàn)驗(yàn)證52-56
• 5.1 軟硬件聯(lián)調(diào)52-53
• 5.2 峰位道址和能量關(guān)系53-54
• 5.3 能譜圖顯示54-55
• 5.4 小結(jié)55-56
• 第六章 結(jié)論與展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 致謝60-62
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果62

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