放射性物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)使用多個(gè)閃爍探測(cè)器去探測(cè)核輻射信號(hào)。一方面,閃爍探測(cè)器對(duì)電子進(jìn)行倍增的能量來源于高壓電源,高壓電源的不穩(wěn)定會(huì)使其所探測(cè)到的能譜數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,所以高壓電源的性能特征對(duì)閃爍探測(cè)器的性能有著很大的影響;另一方面,因?yàn)殚W爍探測(cè)器中閃爍體在參數(shù)上有著離散性,所以同時(shí)使用多個(gè)閃爍探測(cè)器時(shí)需要對(duì)閃爍探測(cè)器進(jìn)行標(biāo)定。因此高壓電源陣列系統(tǒng)對(duì)放射性物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)具有很重要的作用,能為閃爍探測(cè)器提供穩(wěn)定的高壓電源,能夠調(diào)節(jié)提供給閃爍探測(cè)器的高壓。目前,國內(nèi)的放射性物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)中主要通過電阻分壓的方式調(diào)節(jié)閃爍探測(cè)器的高壓,而且需要工作人員手動(dòng)去調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方式存在高壓會(huì)隨著時(shí)間“漂移”、調(diào)節(jié)不方便的問題。受某公司所托,針對(duì)放射性檢測(cè)系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的電阻分壓的方式調(diào)節(jié)閃爍探測(cè)器所需高壓存在的問題,本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)基于LabVIEW、STM32微型控制芯片的高壓電源陣列系統(tǒng),高壓能夠在800V-1200V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)主要由高壓模塊和高壓模塊控制板組成,具有下面幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):通過上位機(jī)遠(yuǎn)程控制;最多能給32個(gè)閃爍探測(cè)器提供高壓;在放射性物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)其內(nèi)多個(gè)閃爍探測(cè)器標(biāo)定時(shí),自動(dòng)調(diào)節(jié)高壓;系統(tǒng)引入反... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

閃爍探測(cè)器結(jié)構(gòu)圖

2高壓模塊設(shè)計(jì)62高壓模塊設(shè)計(jì)本課題是為使用工作電壓在800V到1200V之間的閃爍探測(cè)器進(jìn)行核輻射信號(hào)探測(cè)的放射性物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。使用Boost電路原理對(duì)高壓模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求高壓模塊的輸出電壓穩(wěn)定度在0.05%以下，輸出電流1mA。下圖2.1為所設(shè)計(jì)的高壓模塊結(jié)構(gòu)框圖。所設(shè)計(jì)的高壓模塊主要由DC-DC升壓電路、STM32控制系統(tǒng)、輔助電源、采樣反饋模塊和RS-485收發(fā)器組成。因?yàn)樾枰尚」β实母邏�，所以考慮使用5V直流電源直接經(jīng)過兩級(jí)DC-DC升壓電路輸出小功率的高壓：前級(jí)DC-DC升壓電路固定輸出330V的直流電源，相當(dāng)于第二級(jí)DC-DC升壓電路的供電電源；第二級(jí)為可調(diào)DC-DC升壓電路，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍在800V-1200V。使用STM32芯片作為控制器：STM32芯片生成PWM1和PWM2分別控制前級(jí)DC-DC升壓電路和可調(diào)DC-DC升壓電路；把通過采樣反饋電路和AD轉(zhuǎn)換得到的電壓值與設(shè)定值進(jìn)行比較對(duì)輸出電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整維持輸出穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)操控的可靠性和方便性，使用RS-485收發(fā)器與上位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。STM32芯片所需要的電源為3.3V，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)輔助電源把5V直流電源轉(zhuǎn)為3.3V電源。2.1DC-DC升壓電路下圖2.2為一種Boost電路。Boost升壓電路是一種常見的開關(guān)DC-DC升壓圖2.1高壓模塊結(jié)構(gòu)圖

2高壓模塊設(shè)計(jì)7電路，它通過開關(guān)管的導(dǎo)通頻率來控制電感儲(chǔ)存和釋放能量，實(shí)現(xiàn)輸出電壓比輸入電壓高。在開關(guān)管Q1導(dǎo)通的時(shí)候?yàn)槌潆娺^程，等效電路圖如下圖2.3所示：這個(gè)時(shí)候，電感L1不斷充電儲(chǔ)存能量，二極管D1反向偏置使得電容不能夠?qū)Φ胤烹娭荒転樨?fù)載提供能量。在開關(guān)管Q1不導(dǎo)通的時(shí)候?yàn)榉烹娺^程，等效電路圖如下圖2.4所示：這個(gè)時(shí)候，因?yàn)殡姼杏蟹较螂妱?dòng)勢(shì)的作用，電感L1把之前儲(chǔ)存的能量慢慢釋放。電感只能夠通過二極管D1和電容C2形成的回路進(jìn)行放電，也就是說給電容C2進(jìn)行充電。這樣相對(duì)于Boost電路充電過程電容兩端的電壓就升高了，達(dá)到直流升壓的效果。圖2.2Boost升壓電路圖2.3Boost電路充電過程等效電路圖


本文編號(hào)：3223399