【摘要】：近年來放射性污染作為一個(gè)社會(huì)問題得到了越來越多的人關(guān)注,特別是前些年發(fā)生日本福島的核電站核物質(zhì)泄漏事故后。伴隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,核信號數(shù)據(jù)采集能力和分析方法也獲得了提升。本文基于核信號采集測量原理,通過分析如何在基于ARMCortex-A7的A20(全志)開源板卡電腦上開發(fā)基于Qt4的核譜數(shù)據(jù)采集分析軟件,介紹了Qt嵌入式開發(fā)、QWT插件庫的使用、核譜數(shù)據(jù)采集原理及分析方法等,本文做了如下工作來開展相關(guān)設(shè)計(jì)工作。通過分析實(shí)際需要構(gòu)建系統(tǒng)整體架構(gòu),權(quán)衡設(shè)計(jì)的成本、擴(kuò)展性、開發(fā)方便性等因素。采用最近特別流行的樹莓派Linux OS (Raspbian)作為系統(tǒng),使用開源的跨平臺Qt4作為整個(gè)嵌入式圖形用戶界面開發(fā)工具及平臺,包括QWT控件插件庫運(yùn)用。在以上開展的工作上,根據(jù)能譜分析功能需求,完成基于Qt+QWT開發(fā)能譜數(shù)據(jù)采集分析軟件,整個(gè)軟件功能模塊分為五個(gè)單元：文件操作、數(shù)據(jù)采集、能譜分析、儀器標(biāo)定、幫助文檔。整個(gè)能譜分析軟件具備三個(gè)特點(diǎn)：跨平臺、擴(kuò)展性強(qiáng)、操作便捷。在數(shù)據(jù)采集功能單元,設(shè)計(jì)了USB轉(zhuǎn)串口通訊模式用于采集能譜數(shù)據(jù)。在譜數(shù)據(jù)光滑處理時(shí),采用最小二項(xiàng)擬合(平滑窗口寬度可選)和FIR高斯窗進(jìn)行平滑；尋峰采用對稱零面積法及一階導(dǎo)數(shù)(二階導(dǎo)數(shù))尋峰法；在計(jì)算峰面積時(shí)采用單純形高斯擬合方法結(jié)合定峰邊界約束提高峰面積準(zhǔn)確性。通過軟件在基于ARM的板卡上的功能測試,達(dá)預(yù)期目的,最后總結(jié)該課題研究中一些不足以及今后需要進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化的地方。
【圖文】：

電子對效應(yīng)：當(dāng)入射的丫光子從原子核邊上經(jīng)過時(shí)，并且入射丫光子能量大于電子對形成逡逑的闊能１．０２２ＭｅＶ，由于原子核庫侖場作用的影響，致使入射ｙ光子轉(zhuǎn)換成一對正負(fù)電子。電子逡逑對效應(yīng)過程可由圖２．邋３來描述：逡逑原子核逡逑入射化子＆Ｖ邐ＷＢｍ逡逑一邋義入—一逡逑Ｎ．邐ｊ正負(fù)電子逡逑Ｖ逡逑圖２．３電子對效應(yīng)圖示逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｅｌｅｃｔｒｏ打ｉｃ邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ逡逑電子對效應(yīng)中能量闊值１．邋０２２ＭｅＶ用于轉(zhuǎn)換為正負(fù)電子對的靜質(zhì)量，除此之外的入射光子能逡逑量成為正負(fù)電子的動(dòng)能。隨著正負(fù)電子的能量在物質(zhì)中的逐漸損失，最終導(dǎo)致正電子消失，，而逡逑負(fù)電子將留在物質(zhì)中成為自由電子。逡逑綜上所述，入射丫光子能量、祀物質(zhì)原子序數(shù)同Ｈ種相互作用效應(yīng)的關(guān)系有：在低能與高逡逑原子序數(shù)Ｚ的物質(zhì)范圍內(nèi)，光電效應(yīng)占據(jù)優(yōu)勢；居中能的丫射線，康普頓效應(yīng)占據(jù)優(yōu)勢；在高逡逑能和低原子序數(shù)Ｚ的物質(zhì)范圍內(nèi)，電子對效應(yīng)占據(jù)優(yōu)勢。三種效應(yīng)及占據(jù)主要作用的區(qū)域如圖逡逑２．邋４所示：逡逑個(gè)逡逑１００邋－逡逑－Ｉ邋＼逡逑＾邐光；電巧邐／邐＼邐電子對巧逡逑衰Ｗ邋應(yīng)占化勢邋／邐＼邐．喧占化巧逡逑Ｉ邐／邐＼逡逑＾邋．邋Ｖ逡逑０邐邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐又邋Ｉ邐＞逡逑０．０１邋０．１邋１邋１０邋１００逡逑入射ｒ射線的能量／■Ａ／ｅＫ逡逑困２．４光子能量、祀物巧原子巧致同三種巧應(yīng)關(guān)系逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋Ｔｈｒｅｅ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｉｎｔｅｒａｃｔｉ

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【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TL81

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本文編號：2693582