專(zhuān)利名稱：一種用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)處理電路，尤其涉及大氣顆粒物在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的一種用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路。
背景技術(shù)：
大氣顆粒物在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀主要有大氣顆粒物切割器、動(dòng)態(tài)加熱系統(tǒng)(DHS)、主機(jī)、采樣泵組成。其中探測(cè)器處理電路位于主機(jī)中，是整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，探測(cè)器的應(yīng)用設(shè)計(jì)同樣至關(guān)重要。用于輻射強(qiáng)度探測(cè)的探測(cè)器有氣體探測(cè)器、閃爍探測(cè)器和半導(dǎo)體探測(cè)器，其中用蓋革和彌勒名字命名的氣體探測(cè)器，蓋革一彌勒計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)稱G-M計(jì)數(shù)器。使用蓋革-彌勒計(jì)數(shù)器時(shí)，工作電壓要選取在坪上并且要死時(shí)間補(bǔ)償，若同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上粒子射來(lái)且時(shí)間間隔小于200us的話，G-M計(jì)數(shù)器就無(wú)法區(qū)分。閃爍計(jì)數(shù)器負(fù)載電阻上產(chǎn)生脈沖，其幅度一般為零點(diǎn)幾伏到幾伏，較蓋革-彌勒計(jì)數(shù)管的輸出脈沖的幅度為小。閃爍計(jì)數(shù)器的輸出脈沖與入射粒子的能量成正比，它探測(cè)Y射線的效率在20% 30%以上，比蓋革-彌勒計(jì)數(shù)管和離子室高很多；它探測(cè)a、^射線的效率接近100%。由于閃爍體中一次閃爍的持續(xù)時(shí)間很短，所以最大計(jì)數(shù)率一般為106 108數(shù)量級(jí)。若輸出采用電流法，則記錄的輻射強(qiáng)度不受限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計(jì)精度高、穩(wěn)定性好的用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路。本發(fā) 明采用的技術(shù)方案是:一種用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路，包括依次串聯(lián)的光電倍增管、前置放大電路、甄別電路、觸發(fā)器電路和微處理器；所述的光電倍增管的陽(yáng)極連接前置放大電路，光電倍增管的陰極接地，光電倍增管的DY倍增極連接高壓模塊；所述的高壓模塊串聯(lián)若干電阻。光電倍增管的陽(yáng)極輸出很小的電流信號(hào)，且混雜有暗電流、宇宙線等干擾信號(hào)。因此，電路通過(guò)逐級(jí)放大，同時(shí)通過(guò)甄別電路來(lái)對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，從而得到一串合適的脈沖信號(hào)。當(dāng)探測(cè)器微弱的電流信號(hào)輸入到前置放大電路的輸入端時(shí)，前置電路通過(guò)采樣電阻進(jìn)行數(shù)量級(jí)的放大，該輸出信號(hào)為雜亂的脈沖信號(hào)，其經(jīng)過(guò)甄別電路中的比較器進(jìn)行甄別。比較器是一個(gè)具有遲滯回環(huán)傳輸特性的比較器。由于正反饋?zhàn)饔茫@種比較器的門(mén)限電壓是隨輸出電壓Vl的變化而變化。在實(shí)際電路中為了滿足負(fù)載的需要，通常在集成運(yùn)放的輸出端加穩(wěn)壓管限幅電路，從而獲得合適的VOh和V01。根據(jù)遲滯比較器及電壓傳輸特性，Vp= [R4*V0/ (R4+R5) ] + [R4*Vi/ (R4+R5)]，電路翻轉(zhuǎn)時(shí) Vn ^ Vp=O
-4 Vi=Vth=-R4*V0/R5，Vl輸出的幅度為3.6V正向TTL信號(hào)，若直接用微處理器的I/O直
接采集計(jì)數(shù)，則計(jì)數(shù)值會(huì)逐漸衰減同樣也無(wú)法測(cè)量，因此關(guān)鍵在于設(shè)置好匹配電路的阻抗參數(shù)，本發(fā)明選擇的匹配電阻為IKQ。微處理器通過(guò)I/O對(duì)處理過(guò)的信號(hào)進(jìn)行采集計(jì)數(shù)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的前置放大電路的采樣電阻阻值為IMQ ;所述的觸發(fā)器電路的脈沖幅值范圍為0 5V。本發(fā)明采用的有益效果是:本發(fā)明提供一種設(shè)計(jì)精度高、穩(wěn)定性好的用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路，可進(jìn)一步提高大氣顆粒物檢測(cè)精度。


圖1為本發(fā)明示意圖。圖2為本發(fā)明電路圖。圖中所示:1 光電倍增管，2 前置放大電路，3 甄別電路，4 觸發(fā)器電路，5微處理器，6高壓模塊，7運(yùn)算放大器AD620，8比較器LM331，9 RS觸發(fā)器MC14106。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1和圖2，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。一種用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路，包括依次串聯(lián)的光電倍增管1、前置放大電路2、甄別電路3、觸發(fā)器電路4和微處理器5 ;所述的光電倍增管I的陽(yáng)極連接前置放大電路2，陰極接地，DY倍增極連接高壓模塊6 ;所述的高壓模塊6串聯(lián)若干電阻；所述的前置放大電路2采樣電阻阻值為IMQ ;所述的觸發(fā)器電路的脈沖幅值范圍為0 5V。光電倍增管輸出信號(hào)PMT接入AD620運(yùn)算放大器7反相輸入端Ul,在反相輸入端和輸出端跨接精度為1%。的IMQ電阻和15Pf電容，C2和R2分別取105Pf和100Q并聯(lián)，一端接到Ul的正相輸入端，另一端接地，輸出電壓VO經(jīng)過(guò)R3接到LM331比較器8的反相輸入端，在其正向端接參考電壓，取比較器誤差容限為DAC最小位模擬輸出的一半，那么，其比較結(jié)果如下:若|u0| >0.039 V，等效于輸出高電平，否則等效于輸出低電平，比較輸出Vl為3.3V脈沖信號(hào)，經(jīng)MC14106RS觸發(fā)器9的匹配電阻接入其S端進(jìn)而反向輸出0 5V的脈沖到微處理器的I/O 口進(jìn)行計(jì)數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路，其特征在于包括依次串聯(lián)的光電倍增管(I)、前置放大電路(2)、甄別電路(3)、觸發(fā)器電路(4)和微處理器(5);所述的光電倍增管(I)的陽(yáng)極連接前置放大電路(2)，所述的光電倍增管的陰極接地，所述的光電倍增管的DY倍增極連接高壓模塊(6);所述的高壓模塊串聯(lián)若干電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路，其特征在于所述的前置放大電路(2)的采樣電阻阻值為IMQ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路，其特征在于所述的觸發(fā)器電路(4)的脈沖幅值范圍為O 5V。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了大氣顆粒物在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的一種用于閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路，包括依次串聯(lián)的光電倍增管(1)、前置放大電路(2)、甄別電路(3)、觸發(fā)器電路(4)和微處理器(5)；所述的光電倍增管(1)連接高壓模塊(6)；本發(fā)明的閃爍體探測(cè)器的高精度光電倍增管信號(hào)處理電路，可進(jìn)一步提高大氣顆粒物檢測(cè)精度。
文檔編號(hào)G01T1/208GK103197339SQ20131012086
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者張帥, 魯愛(ài)昕, 化利東, 潘煥雙, 胡中原, 施奇兵, 徐合林, 陸明霞 申請(qǐng)人:安徽省安光環(huán)境光學(xué)工程技術(shù)研究中心有限公司