專利名稱：多道脈沖分析器及峰飄實時修正方法
技術領域：
本發(fā)明涉及放射性物質射線探測和核素識別領域，尤其涉及對多道
譜儀、特別是Nal多道譜儀的峰飄進行實時修正的方法，以及采用該方法的多道脈沖分析器。
背景技術：
多道譜儀是一種由閃爍晶體、光電倍增管、電子學放大器以及多道脈沖分析器組成的用于探測各種射線并進行核素識別的裝置，它基本的思想是閃爍晶體吸收(或部分吸收)射線、發(fā)光并將光匯聚到光電倍增管中；光電倍增管對光進行光電轉換、并線性倍增成電脈沖；電子學放大器對電脈沖進行成型放大等處理，并將處理后的電脈沖傳送到多道脈沖分析器；多道脈沖分析器對該電脈沖進行分析并轉換成數字信號。由于上述過程是一個線性放大和轉換過程，因此可利用多道脈沖分析器測定入射射線的能譜，并進行核素識別。
在閃爍晶體中，Nal閃爍晶體因其光產額高、探測效率高、能量分辨較好，所以仍然是現在使用最廣的閃爍晶體，因而由Nal閃爍晶體組成的NaI多道譜儀是放射性物質監(jiān)測和核素識別、分析的重要工具。
但是，由于NaI多道譜儀中Nal閃爍晶體的發(fā)光效率、光傳輸效率，光電倍增管性能，放大器增益，高壓的穩(wěn)定性等隨環(huán)境溫度、濕度的變化影響較大，所以由Nal多道譜儀測量到的射線能譜的形狀和峰位會受這些環(huán)境因素的影響而發(fā)生飄移、失真，因此經常需要用標準的放射源對其進行重新定標。
在現有技術中通常采用放射源內標法，如在晶體內參雜少量放射性核素；或利用LED發(fā)光模擬射線在探測器中的過程來進行重新定標，此外還有一些現有技術采用自然本底譜中特征峰進行人工重新定標。但是這些重新定標技術都存在無法對峰漂移進行實時監(jiān)控的缺點，而且由于重新定標經常涉及到使用標準的放射源，因此還存在需要對這些標準放射源進行嚴格管理的問題。

發(fā)明內容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的提供了一種能夠便捷地實現多道譜
儀、特別是NaI多道譜儀的峰漂移的實時修正的多道譜儀峰漂修正方法及采用該方法的多道脈沖分析器。
申請人注意到在一個穩(wěn)定的幾何與空間條件下，環(huán)境中的自然本底譜及天然放射性元素的特征能量峰(在下文中將二者一起稱為環(huán)境本底譜)的能譜結構和特征峰相對比較穩(wěn)定。申請人利用環(huán)境本底譜相對穩(wěn)定的特點而做出了本發(fā)明。
根據本發(fā)明的一個方面，提供了 一種用于對多道鐠儀的峰漂移進行實時修正的方法，所述方法包括步驟獲得所述多道譜儀的能量刻度參數；獲得當前和先前的環(huán)境本底能謙參數；對當前和先前環(huán)境本底能譜參數進行分析以確定二者之間是否出現峰漂，并且確定峰漂修正系數；以及利用所述峰漂修正系數修正所述多道鐠儀的能量刻度參數。
所述多道譜儀峰漂修正方法優(yōu)選為還包括步驟根據所述多道譜儀的能量刻度參數隨環(huán)境溫度的變化關系而獲得多道譜儀環(huán)境溫度修正系數，并對所述多道譜儀的能量刻度參數進行進一步修正。
根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種多道譜儀中使用的多道脈沖分析器，用于對多道譜儀的峰漂移進行實時修正，所述多道脈沖分析器包括標準能譜刻度器，用于獲得所述多道譜儀的能量刻度參數；環(huán)境本底譜刻度器，用于獲得當前和先前的環(huán)境本底能諳參數；峰漂檢測器，用于對當前和先前環(huán)境本底能譜參數進行分析以確定二者之間是否出現峰漂，并且確定峰漂修正系數；以及參數修正器，用于利用所述峰漂修正系數修正所述多道譜儀的能量刻度參數。
所述多道譜儀優(yōu)選為Nal多道譜儀。
所述多道脈沖分析器優(yōu)選為還包括溫度系數檢測器，用于根據所述多道鐠儀的能量刻度參數隨環(huán)境溫度的變化關系而獲得多道譜儀環(huán)境溫度修正系數、以對所述多道譜儀的能量刻度參數進行進一步修正。
根據本發(fā)明的多道譜儀峰漂修正方法及多道脈沖分析器通過對Nal多道譜儀因各種原因引起的能量峰位飄移進行實時修正，因此可以實現對多道譜儀峰漂的實時監(jiān)控和修正，以便該多道譜儀可以在條件較差環(huán)境下正常工作。此外，由于根據本發(fā)明的多道譜儀峰漂修正方法及多道脈沖分析器在峰漂修正過程中并沒有涉及使用標準放射源，因此減少了因放射源管理不便引起的困難。


根據在下文中描述的實現和實施例并且參考附圖，根據本發(fā)明的多道譜儀峰漂修正方法及多道脈沖分析器的這些及其他方面并變得明顯并
且得到闡述，在附圖中
圖1為根據本發(fā)明實施例的多道譜儀的框圖；以及
圖2為根據本發(fā)明實施例的多道譜儀峰漂修正方法的流程圖。
具體實施例
圖1示出了根據本發(fā)明實施例的多道譜儀10。類似于傳統(tǒng)的多道譜儀，多道譜儀10包括NaI閃爍晶體20、光電倍增管30、電子學放大器40和多道脈沖分析器40。為了簡明起見，此處不再對和傳統(tǒng)多道譜儀中的部件相同的功能加以說明，而僅僅對與本發(fā)明相關的功能進行詳細描述。
多道諉儀10還包括環(huán)境溫度傳感器5 0，用于獲取當前的環(huán)境溫度，并且將其提供給多道脈沖分析器40。
多道脈沖分析器40包括標準能譜刻度器130、譜儀參數存儲器140、環(huán)境本底譜刻度器IIO、環(huán)境參數存儲器120、峰漂檢測器150、參數修正器160、溫度系數檢測器170、和能謙刻度器180。
標準能語刻度器130利用標準的放射源對多道譜儀進行能量刻度以獲得該多道譜儀的能量刻度參數Ei=Axi+B， i = l，2，3，……1024;其中i代表多道的道數，Ei代表第i道能量，A、 B代表能量刻度系數。標準能譜刻度器130將所獲得的能量刻度參數A、 B存儲到i普儀參數存儲器140中，譜儀參數存儲器140除了存儲由標準能譜刻度器130進行能量刻度而獲得的能量參數A和B之外，還存儲了經參數修正器160修正的能量參數A，和B，。
環(huán)境本底謙刻度器IIO用于獲得當前環(huán)境的本底能譜D，并且對該本底能譜D進行能量刻度，Di=Axi+B，i=l，2，3，......1024;其中
i代表多道的道數，Di代表第i道本底能譜能量，A、 B代表能量刻度系數。環(huán)境本底譜刻度器110還獲得環(huán)境本底譜D中的天然放射性核素的特征能量峰，如PEAK40K等，并且將這些參數，如Di、 PEAK々OK等存儲到環(huán)境參數存儲器中。環(huán)境參數存儲器120除了存儲當前的本底能譜D的參數之外，還存儲了先前由環(huán)境本底譜刻度器110獲得的本底能譜C的參數Ci。
環(huán)境本底譜刻度器110定期對當前環(huán)境的本底譜D進行能量刻度以獲得本底譜參數Di ，并且將所獲得的本底譜參數Di提供給峰漂檢測器150。峰漂檢測器150除了接收本底譜參數Di之外，還從環(huán)境參數存儲器120獲得先前存儲的本底譜參數Ci，對參數Di和Ci進行相應處理以判斷在當前本底譜D和先前本底傳C之間是否出現了峰漂，如果出現峰漂，則根據峰漂情況(如峰漂位移，幅值等)來確定峰漂修正系數AA，并且將所確定的峰漂修正系數提供給參數修正器160以便對能量刻度參數A和B進行修正。
峰漂檢測器150的具體處理如下首先用Ci擬合Di,得到最小殘差i普Bi,i = l，2，3， ......1024;用二次微商法對殘差譜Bi尋峰；判
斷已知特征能量峰區(qū)(如PEAK4 0K)是否存在峰；如果不存在峰(在一定閾值范圍內)則認為該譜儀無漂移；否則就認為該譜儀存在漂移，而且在該峰附近應存在一個類似的負相峰；查找該負相峰，并且通過確定兩峰間的位移，幅值變化等差別信息，來相應地確定峰漂修正系數AA。
參數修正器160接收峰漂檢測器"0所提供的峰漂修正系數AA，并且利用該峰漂修正系數AA對能量刻度參數A和B進行修正以獲得修正后的能量刻度參數A，和B，。
此外，溫度系數檢測器170根據所述多道譜儀的能量刻度參數隨環(huán)境溫度的變化關系，由來自環(huán)境溫度傳感器5 0的環(huán)境溫度信息確定多道謙儀環(huán)境溫度修正系數Ti。而參數修正器160還可以根據來自溫度系數檢測器170的多道譜儀環(huán)境溫度修正系數Ti對能量刻度參數A和B進行進一步的修正。參數修正器160將修正后的能量刻度參數A，和B，存儲到譜儀參數存儲器140,以便在該多道譜儀的后續(xù)射線檢測中使用。
能譜刻度器180使用經修正的能量刻度參數A，和B，對本底譜Di和后續(xù)測量到的能譜Ni進行重新刻度，從而獲得了經峰漂修正的本底譜Di，和能譜Ni，。
這樣，就可以通過定時利用環(huán)境本底譜刻度器IIO對當前環(huán)境的本底譜D進行能量刻度，并且將其與先前存儲的環(huán)境本底譜C進行比較，來確定是否發(fā)生了峰漂，并且在如果發(fā)生峰漂的情況下，對譜儀參數存
儲器MO中存儲的能量刻度參數A和B進行修正，以保證譜儀測量的 準確性。
此外，可以在每次利用多道譜儀進行射線測量時都利用環(huán)境本底譜 刻度器110對環(huán)境本底譜進行能量刻度，從而實現了對峰漂的實時監(jiān) 控和4務正。
圖2示出了根據本發(fā)明實施例的多道譜儀峰漂修正方法的流程圖。 在步驟S210中，利用標準放射源在標準能諳刻度器130對多道譜儀進 行能量刻度以獲得該多道語儀的能量刻度參數A和B,并且將其存儲到 譜儀參數存儲器140中。在步驟S220處，利用環(huán)境本底譜刻度器110 測量此時當前環(huán)境的本底語C，并且對其進行能量刻度以獲得本底譜參 數Ci。隨后在一定時間間隔之后，在步驟S230處，再次利用環(huán)境本底 譜刻度器110測量此時當前環(huán)境的本底譜D，并且對其進行能量刻度以 獲得本底譜參數Di。在步驟S240處，分析當前獲得的本底譜參數Di 和先前獲得的本底譜參數Ci，以確定是否發(fā)生峰漂。如果沒有發(fā)生峰 漂則在步驟S250處將本底譜參數Di存儲為先前的本底譜參數Ci ，而 且處理返回到步驟S230以進行進一步處理。當然，由于并未發(fā)生峰漂， 步驟S250是可以忽略的。如果發(fā)生峰漂，這在步驟S260處確定峰漂 修正系數AA，并且在步驟S270處，利用所確定的峰漂修正系數AA和 多道譜儀環(huán)境溫度修正系數Ti對能量刻度參數A和B進行修正以獲得 修正后的能量刻度參數A，和B，以便在后續(xù)射線測量中使用。隨后在步 驟S280中存儲修正后的能量參數A，和B，和本底譜參數Di，并且返回到 步驟S230來接著監(jiān)控和修正峰漂。
根據上述技術方案，包括NaI多道譜儀探測系統(tǒng)在內的所有NaI多 道譜儀探測系統(tǒng)，只要采用環(huán)境本底能譜進行實時和非實時峰飄修正， 均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
按照上述的技術方案，所有射線(X射線、中子、帶電粒子)能譜 儀探測系統(tǒng)，只要采用環(huán)境本底能譜進行實時和非實時峰飄修正，均屬 于本發(fā)明的保護范圍之內。
應該注意的是上述實施例對本發(fā)明進行說明而不是對本發(fā)明進行限 制，并且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的范圍的情況下可設計 出替換實施例。在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞"包含"不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞"一"或"一個"不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。
權利要求
1、一種多道譜儀中使用的多道脈沖分析器，用于對多道譜儀的峰漂移進行修正，所述多道脈沖分析器包括標準能譜刻度器，用于獲得所述多道譜儀的能量刻度參數；環(huán)境本底譜刻度器，用于獲得當前和先前的環(huán)境本底能譜參數；峰漂檢測器，用于對當前和先前環(huán)境本底能譜參數進行分析以確定二者之間是否出現峰漂，并且確定峰漂修正系數；以及參數修正器，用于利用所述峰漂修正系數修正所述多道譜儀的能量刻度參數。
2、 如權利要求1所迷的多道脈沖分析器，其中所述峰漂檢測器根 據峰漂位移來確定所述峰漂修正系數。
3、 如權利要求1所述的多道脈沖分析器，其中所述峰漂檢測器利 用二次微商法來確定是否出現峰漂。
4、 如權利要求1-3任何一個所述的多道脈沖分析器，還包括溫度 系數檢測器，用于利用與環(huán)境溫度相對應的多道鐠儀環(huán)境溫度修正系 數、對所述多道譜儀的能量刻度參數進行進一步修正。
5、 如權利要求l-3任何一個所述的多道脈沖分析器，其中所述多 道譜4義為Nal多道諳4義。
6、 如權利要求l-3任何一個所述的多道脈沖分析器，其中還包括 存儲器，用于存儲當前和先前的環(huán)境本底能i普參數，以及修正前后的所 述多道譜儀的能量刻度參數。
7、 如權利要求1-3任何一個所述的多道脈沖分析器，其中所述環(huán)境本底譜刻度器持續(xù)獲得所述當前環(huán)境本底能譜參數，所述峰漂檢測器 持續(xù)確定峰漂修正系數，以及所述參數修正器持續(xù)修正所述多道譜儀的 能量刻度參數，以便所述多道脈沖分析器對多道鐠儀的峰漂移進行實時 修正。
8、 一種多道譜儀峰漂修正方法，包括步驟 獲得所述多道譜儀的能量刻度參數；獲得當前和先前的環(huán)境本底能譜參數；對當前和先前環(huán)境本底能譜參數進行分析以確定二者之間是否出現 峰漂，并且確定峰漂修正系數；以及利用所述峰漂修正系數修正所述多道譜儀的能量刻度參數。
9、 如權利要求8所述的方法，其中所述確定峰漂修正系數包括根 據峰漂位移來確定所述峰漂修正系數。
10、 如權利要求8所述的方法，其中所述確定是否出現峰漂包括利 用二次微商法來確定是否出現峰漂。
11、 如權利要求8-IO任何一個所述的方法，其中還包括步驟利 用與環(huán)境溫度相對應的多道譜儀環(huán)境溫度修正系數、對所述多道譜儀的 能量刻度參數進行進一步修正。
12、 如權利要求8-IO任何一個所述的方法，其中所述多道譜儀為 Nal多道譜4義。
13、 如權利要求8-IO任何一個所述的方法，還包含步驟存儲當 前和先前的環(huán)境本底能譜參數，以及修正前后的所述多道譜儀的能量刻 度參數。
14、 如權利要求8-IO任何一個所述的方法，還包含步驟持續(xù)獲 得當前環(huán)境本底能譜參數，以便實時進行多道譜儀峰漂修正。
15、 一種多道譜儀，包括如權利要求1-7中任一個所述的多道脈沖分析器。
全文摘要
提供了一種多道譜儀中使用的多道脈沖分析器，包括標準能譜刻度器，用于獲得所述多道譜儀的能量刻度參數；環(huán)境本底譜刻度器，用于獲得當前和先前的環(huán)境本底能譜參數；峰漂檢測器，用于對當前和先前環(huán)境本底能譜參數進行分析以確定二者之間是否出現峰漂，并且確定峰漂修正系數；以及參數修正器，用于利用所述峰漂修正系數修正所述多道譜儀的能量刻度參數。還提供了由該多道脈沖分析器采用的修正方法。該多道譜儀峰漂修正方法和多道脈沖分析器可以比較方便地對多道譜儀峰漂進行實時修正和監(jiān)控。
文檔編號G01T1/00GK101470207SQ20071030854
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權日2007年12月29日
發(fā)明者津 林, 簡應榮, 謝亞麗, 崑 趙, 明 阮 申請人:同方威視技術股份有限公司