課題來源于科技部的國家重大科學(xué)儀器專項—“新型電離輻射檢測儀器與關(guān)鍵部件開發(fā)與應(yīng)用”(項目編號：2013YQ090811)和四川省科技支撐計劃項目“用于核安全防護監(jiān)測的大體積塑料閃爍體γ報警儀的研制”(項目編號：2008GZ0198)。文章介紹了輻射檢測門探測系統(tǒng)及軟件的研制成果,主要包括大體積塑料閃爍體產(chǎn)生的閃爍光收集技術(shù)、信號處理單元設(shè)計以及檢測系統(tǒng)的應(yīng)用軟件開發(fā)等。論文主要工作有：(1)、在研制探測模塊中,為了解決大體積塑料閃爍體產(chǎn)生的閃爍光收集的瓶頸技術(shù)。采用端面導(dǎo)出閃爍光的方法,降低接收面積。自行加工優(yōu)化設(shè)計光導(dǎo),通過理論幾何計算和實驗數(shù)據(jù),選擇閃爍體的合適體積,構(gòu)建適當(dāng)?shù)墓鈱?dǎo),增加光的收集,有利于增大輸出的電流信號。(2)、硬件研制方面。①通過對傳統(tǒng)的電荷靈敏前置放大器的分析可知,運算放大器的輸入偏置電流和光電倍增管暗電流流過大阻值的反饋電阻引起較大的偏置電壓,而偏置電壓經(jīng)過放大可能引起大的電壓輸出,并會占據(jù)輸出擺幅的一大部分。采用的解決方案是一方面在運放同相輸入端增加補償電阻,另一方面是采用T型電阻網(wǎng)絡(luò)代替反饋電阻。有利于減少了直流偏置電壓,提高的電路輸出的精度。②采用FilterPro軟件分析比較了S alien-Key濾波器、Butterworth濾波器、切比雪夫濾波器,貝塞爾濾波器的幅頻響應(yīng)特性,結(jié)果顯示Sallen-Key濾波器的階躍輸入響應(yīng)具有最小化的上升和下降時間,并且沒有過沖,有利于輸出準(zhǔn)高斯型脈沖波形。③研究了傳統(tǒng)的甄別器發(fā)現(xiàn)上、下甄別器需要單獨提供閾值電壓,這樣電路結(jié)構(gòu)就比較復(fù)雜,并且需要考慮脈沖展寬寬度和延時時間長短。采用微控制器控制DAC芯片為上、下甄別器提供閡值電源和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器替代原有的脈沖展寬和延時的電路,電路的結(jié)構(gòu)得到了大大的簡化,DAC供給的閾值使得設(shè)備更加智能化。(3)、軟件設(shè)計方面�？紤]到本底計數(shù)率隨環(huán)境因素的變化而變化,為了保證設(shè)備在本底計數(shù)率升高時不會產(chǎn)生誤報,軟件設(shè)計上采用實時的動態(tài)本底監(jiān)測,確保報警閾值的隨本底波動進行動態(tài)更新,報警閾值具體確定方法是SIGMA統(tǒng)計算法。設(shè)置采樣頻率l00ms,允許行人快速通過,最短每1分鐘實時更新本底的計數(shù)保證監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。并且用戶可以通過該算法輕松調(diào)節(jié)探測靈敏度和誤報警概率的關(guān)系。(4)、開發(fā)了基于MFC的PC應(yīng)用軟件。信號處理單元與PC終端之間采用USB數(shù)據(jù)通信技術(shù),USB通信協(xié)議比RS485協(xié)議更靈活,USB的傳輸速率可達12MB/s,并且對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式?jīng)]有特殊要求。采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理數(shù)據(jù),方便查看和更改。論文取得的成果有：(1)完成了塑料閃爍體高閃爍光收集率的探頭設(shè)計,增加了探測器對于弱放射源的靈敏度。(2)完成高壓電源模塊的電路設(shè)計和實際制作,主要是由高性能的脈寬調(diào)制芯片和倍壓電路組成,輸出電壓-1000V,紋波約為40mV,最大輸出電流0.1mA。滿足實際應(yīng)用的需要。(3)完成了電荷靈敏前置放大器的優(yōu)化設(shè)計,采用補償電阻降低了運放輸入偏置電路,T型電阻網(wǎng)絡(luò)代替反饋電阻,有效地降低了運算放大器的直流偏置電壓,減小了前置放大器輸出信號的擺幅。(4)完成了S-K濾波器的設(shè)計,實現(xiàn)了以盡量少的器件得到準(zhǔn)高斯波形。(5)完成了傳統(tǒng)甄別器的閾值電壓供給電路的改進設(shè)計,采用單片機程序控制數(shù)-模變換電路調(diào)節(jié)供給幅度甄別器上、下閾值電壓,增加了閾值電壓的調(diào)節(jié)精度,而且還大大增加了電路的智能化程度。兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器替代脈沖延時和展寬電路,簡化了電路結(jié)構(gòu),加快電路的響應(yīng)速度。(6)完成了SIGMA實現(xiàn)算法的程序編寫和USB數(shù)據(jù)通信的單片配置程序,有利于降低誤報率。(7)完成監(jiān)測系統(tǒng)控制終端軟件的開發(fā),數(shù)據(jù)管理采用了SQL Server數(shù)據(jù)技術(shù)。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TL81
【部分圖文】：

部設(shè)置１００ＫＨＺ？１ＭＨＺ的頻率振蕩器、限流器化、內(nèi)置７．２ＶＬＤＯ穩(wěn)壓電源逡逑等。逡逑由ｍｉ０３構(gòu)成的脈寬調(diào)制電路如圖２－１０所示。該范：片采用的是ＭＳＯＰ的逡逑封裝，弓Ｉ腳排布參考圖３－４。其中，ＶＣ腳為誤差放大器補償端，在設(shè)計中通過逡逑采用ＲＣ網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定電壓環(huán)路。ＲＴ是開關(guān)頻率設(shè)置郵通過從ＲＴ引腳到地接一個逡逑電阻Ｒｔ＝６８ｋＱ，確定了邋ｆ＝１１３．９ｋＨｚ，該引腳不能懸空。ＦＢＸ為反饋輸入端，即輸逡逑出調(diào)節(jié)端，用于接收來自于Ｒ１，Ｒ９，邋Ｒ６和Ｒ７外部電阻分壓器的反饋電壓，可逡逑１＾］１通過改變外部的取樣反饋電阻的比值，得到不同的輸出氋壓值，反饋端的輸入逡逑電流僅有ｌＯｎＡ。ＧＡＴＥ是開關(guān)管控制端，在設(shè)計中與Ｎ溝道ＭＯＳＦＥＴ的柵極連逡逑接控制開關(guān)管的開斷。ＳＥＮ化是電流檢測輸入的控制回路端，將此引腳連接到逡逑Ｎ撕ｔ邋ＭＯＳＦＥＴ的源極

光電倍增管屬于高阻負(fù)載，電源紋波測試時，采用電阻反與氋壓電容Ｃ并逡逑聯(lián)作為負(fù)載。通過測試可得Ｖ？ｗ４０ｍＶ，此高壓電路與濱松的高壓模塊性能相當(dāng)，逡逑關(guān)鍵是性價比離。使用Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ邋ＴＯＳ１０１２Ｂ示波器測試紋波如圖２－１３所示。逡逑１７逡逑

逑從表面上看，Ｔ型網(wǎng)絡(luò)反饋的噪聲電壓被放大了邋１＋Ｒ３／Ｒ２倍。實際分析則不然。逡逑首先考慮Ｕｎａ對總噪聲的影響。圖３－５顯示了開環(huán)X椧媯粒錚椋�、睏７X梼2Ａｃｌ、逡逑運算放大器的噪聲X椧嫦煊Γ粒睿搴停孕屯韁邢拗粕ど鵛椉擁模粒睿澹虻墓叵�。从辶x賢賈鋅煽闖觶謚韉劑隋澹眨睿嵩肷вΦ母咂搗逯登潁粒睿逵耄粒睿澹蛑睪稀Ｔ阱義險庵智榭魷攏孕屯綺換嵩黽託倨翟肷鵛椧�。低频时，Ａｉ？Ｏ撴V又械男橄弒硎荊義希孕頭蠢棿罅隋澹粒睿宓乃劍且舶閹牧閬煊Φ鬩頻攪艘桓齦鼩俚鈉德蝕�，辶x媳苊飭酥饕肷鵛椧娣宓腦棿蟆Ｒ虼�，也脫]蠿棿笤肷鵛椧�。总綆V廈嫻姆治觶義希孕頭蠢〉綰閃槊羥爸梅糯篤韃腦肷鵛椧嫖誨義希矗澹潁健玻殄澹逄彥澹保卞搴杞稿危ǎ常保埃╁義霞偃綹ǚ蠢〉繾瑁遙澹�，札e螅孕頭蠢⊥韁校保遙常遙駁鬧悼桑蓿藿檔投裕遙卞義現(xiàn)檔囊�。X棿笳飧魷凳嵩諳煊Σ獾推登蚰赬椉櫻粒釙

本文編號：2823675