【摘要】：設(shè)計(jì)和建設(shè)釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆是中國科學(xué)院戰(zhàn)略性國家先導(dǎo)科技專項(xiàng)“未來先進(jìn)核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”（TMSR）的任務(wù)之一。釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆的工作場所要求對放射性氣體氣溶膠進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)測，以有效地監(jiān)控工作場所的放射性污染程度，保障工作人員安全。為此，TMSR專項(xiàng)開展了在線、連續(xù)放射性氣體氣溶膠監(jiān)測樣機(jī)研制工作。 隨著在線輻射監(jiān)測系統(tǒng)研究的深入，對其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在系統(tǒng)控制、采集速度、精度、容量存儲、傳輸速率等技術(shù)方面要求越來越高。作為TMSR在線、連續(xù)放射性氣體氣溶膠監(jiān)測樣機(jī)研制的重要組成部分，本論文從樣機(jī)需求出發(fā)，設(shè)計(jì)了精度高、速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其控制軟件。 論文首先通過對該樣機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行深入研究，在硬件控制方面，選用基于FPGA的邏輯控制技術(shù)，充分發(fā)揮FPGA靈活的控制特性，克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)、DSP工作頻率低和管腳配置不靈活等缺點(diǎn)；采用基于高速ADC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多通道同步采集，對氣溶膠信號的幅度高精度、高速率轉(zhuǎn)換；采用基于SDRAM存儲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的高速大容量存儲，克服了傳統(tǒng)的先進(jìn)先出存儲器（FIFO）、雙端口RAM以及靜態(tài)RAM等容量小的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包括ADC轉(zhuǎn)換電路、FPGA外圍電路及配置電路、數(shù)據(jù)存儲器SDRAM電路。電路采用Altera公司的Cyclonell系列EP2C8Q208C8FPGA作為主控芯片，ADC芯片選用AD678對信號進(jìn)行高速轉(zhuǎn)換處理，存儲芯片選用現(xiàn)代HY57V系列對采集信號進(jìn)行大容量存儲，采用串口和USB數(shù)據(jù)接口對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。 其次，，論文詳細(xì)描述了該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括FPGA控制軟件設(shè)計(jì)和上位機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。FPGA控制軟件設(shè)計(jì)采用FPGA內(nèi)部邏輯采用模塊化設(shè)計(jì)，這些模塊包括PLL時(shí)鐘模塊、FIFO緩沖模塊、SDRAM控制器模塊、PCI接口模塊；采用硬件描述語言Verilog HDL實(shí)現(xiàn)各模塊功能。對于上位機(jī)應(yīng)用程序，采用在PC機(jī)上基于VC++6.0開發(fā)顯示控制界面，使得系統(tǒng)控制更加靈活。在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)了參數(shù)設(shè)置、樣機(jī)信息與采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、譜數(shù)據(jù)處理等。結(jié)構(gòu)上采用多線程技術(shù)，分為數(shù)據(jù)讀取和數(shù)據(jù)處理兩個(gè)線程，提高了軟件的執(zhí)行效率。應(yīng)用程序中嵌入算法實(shí)現(xiàn)對α譜的解譜，對算法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。 最后，對整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件和硬件進(jìn)行調(diào)試。在系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試中，采用放射性氣體氣溶膠監(jiān)測儀對實(shí)驗(yàn)室本底環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)源分別進(jìn)行了測量。分析測量結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比，具有高速、高精度、大容量的特點(diǎn)，滿足了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TL426;TP274.2

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 賴茂林;雙通道人工放射性氣溶膠連續(xù)監(jiān)測儀的研制[D];成都理工大學(xué);2017年

本文編號：2658419