發(fā)布時間：2020-03-29 20:19

【摘要】：核儀表在工業(yè)儀表中具有重要地位,核探測技術的研究對國家經濟的發(fā)展具有推動作用。核子料位計作為核儀表的一個重要分支,是一種非接觸式在線測量料位的裝置,可被廣泛應用于石油、化工、醫(yī)藥等行業(yè)中。傳統(tǒng)的核子料位計多采用無機閃爍體,實際使用中存在測量精度低、應用場景有限等不足之處。塑料閃爍體以其優(yōu)異的特性,逐漸被應用到核探測技術之中。本文介紹了核子料位計的工作原理,設計了基于塑料閃爍體的核子料位監(jiān)測系統(tǒng)。敘述了射線與物質作用的基本規(guī)律,突出了塑料閃爍體中熒光收集的特點,并驗證了HND-S2塑料閃爍體探測器的性能。本系統(tǒng)根據射線穿過物料后強度衰減的原理,通過測定射線強度的變化確定料位的高度。閃爍探測器采用兩端帶有光電倍增管的長塑料閃爍體,對塑料閃爍體兩端以指數規(guī)律衰減的計數求加。重點分析了閃爍探測器的硬件結構和信號調理電路,給出了系統(tǒng)的硬件體系結構和軟件設計方案。系統(tǒng)的硬件體系結構主要包括閃爍探測器、信號調理電路、MCU模塊、電源。閃爍探測器依據HND-S2塑料閃爍體,建立了料位測量的物理模型。信號調理電路對核脈沖信號進行阻抗變換、信號甄別和整形后,將信號傳給MCU進行數據處理,并將處理后的數據與上位機進行通信。軟件方面重點介紹了對系統(tǒng)參數的標定、信號的采集和處理,深入討論了軟件的濾波算法,敘述了MCU對FRAM中數據的寫入與讀取。實驗根據HND-S2塑料閃爍體的性能測試結果,建立探測器兩端信號與點狀放射源相對位置的關系,通過對其積分運算確定現場線狀放射源理想模型來測定料位高度,其測量精度高誤差低于1%。
【圖文】：

圖２．邋３收集距離與被收集光子數的關系逡逑Ｆｉｇ邋２．３邋Ｔｈｅ邋Ｋｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｔｈｅ邋出ｓｔａｎｃｅ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｃｏｌｌｅｃｔ邋ｎｕｍｂｅｒ邋ｏｆ邋ｐｈｏｔｏｎｓ逡逑圖２．３中的實驗結果是建立在光子產生點是Ｗ光子收集點為對稱中也的，縱坐逡逑標表示的僅僅是一個相對含義。Ｗ此可Ｗ發(fā)現；當光子的產生點離光子的收集點逡逑很近時，收集到的光子數會遠遠大于光子產生點遠離光子收集點時的情況；隨著逡逑光子產生點與光子收集點距離的X棿�，能够被收集到的光奏]炕岜淶煤萇伲駑義暇嗬氡浠那魘埔不嶂鸞ケ浠�。辶x希玻春俗恿銜患頻奶講庠礤義顯諍頌講庀低持�，为链T隕湎叩募亮亢吞匭雜懈齠康娜鮮�，，研究不同的探辶x喜夥絞接兇胖匾饔�，将对选择乎r實奶講餛骱偷繾友У緶防垂菇ㄌ講庀低塵哂繡義現傅甲饔茫旅媧映Ｓ玫模戎痔講夥絞郊櫻蹋海喚檣�。辶x希玻矗奔剖飭垮義霞剖飭康姆絞澆黿鮒患撲閭講餛魘涑齙穆齔迨傭�；＾定量诧喛射线的伭x锨慷群圖亮�，典型的计数诧喛方g餃繽跡玻此荊哄義咸講餛鰨桑爸眉叮桑綾鵪鰨ū昶麇義希懾危裕危卞危裕我唬哄義細哐溝繚村蔚脫溝繚村義蟇２．４計數測量逡逑Ｆｉｇ邋２．４邋Ｃｏｕｎｔ邋ｍｅａｓｕ

巧光被位于長塑料閃爍體兩端的光電倍增管光陰極收集而發(fā)出光電子，光電子在逡逑光電倍增管內經過倍增放大后從陽極輸出電信號，設些電信號是脈沖信號。閃爍逡逑探測器的實物圖如圖３．２所示。逡逑化？—￣邐■邐？邐１＇－１逡逑：…一邋—一Ｔ！逡逑圖３．邋２閃爍探測器實物圖逡逑Ｆｉｇ邋３．２邋Ｔｈｅ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｐｉｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ邋ｄｅｔｅｃｔｏｒ逡逑３．１．１閃爍體模塊逡逑閃爍體的發(fā)光持續(xù)時間影響光子的分辨和光子數目的多少。常用閃爍體可分逡逑為有機閃爍體和無機閃爍體兩大類，有機閃爍體的發(fā)光持續(xù)時間為納秒級，而無逡逑機閃爍體的發(fā)光持續(xù)時間為微秒級ｔ２７＾為了提高探測靈敏度和分辨率，降低所用逡逑放射源的活度，同時便于測量大型物料罐，本方案選擇了有機閃爍體（塑料閃爍逡逑體），如表３．１所示給出了幾種常用的塑料閃爍體的性能參數表。逡逑１９逡逑
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TL812

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1 洪躍;各種尺寸塑料閃爍體的制備及各種因素對性能的影響[J];原子能科學技術;1966年03期

2 衛(wèi)民;空氣等效塑料閃爍體的試制[J];原子能科學技術;1966年03期

3 傅偉安,華保滋;對三聯(lián)苯閃爍體的制備[J];原子能科學技術;1966年03期

4 傅偉安,華保滋;閃爍體

本文編號：2606469