便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種數(shù)據(jù)測量儀器，特別涉及一種便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]γ能譜儀廣泛用于地質(zhì)工業(yè)、食品、衛(wèi)生環(huán)境的放射性監(jiān)測和建筑材料生產(chǎn)和檢測、建工行業(yè)等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中，很多都在現(xiàn)場工作，需要儀器功能滿足技術(shù)要求的同時又需要具有操作方便、功耗低、結(jié)構(gòu)便攜等優(yōu)勢?，F(xiàn)有的γ能譜儀主要有兩類:一類是以現(xiàn)有的計算機(jī)為數(shù)據(jù)處理中心構(gòu)建的γ能譜儀，這類γ能譜儀具有很強的處理數(shù)據(jù)和實時顯示普線的能力，測量端與計算機(jī)主要采用串口或USB通訊方式，這兩種通訊方式必須要有線纜進(jìn)行物理連接，在野外操作不方便，線纜容易出現(xiàn)接觸不好、短接等故障，且整機(jī)功耗大，體積大，難以集成為專用儀器，不適于野外測量。另一類是以單片機(jī)構(gòu)建的γ能譜儀，目前這類γ能譜儀最新的集成有液晶和鍵盤，操作方便，具有數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集、顯示、和存儲等基本功能，但數(shù)據(jù)處理能力不強，不適應(yīng)進(jìn)行大型數(shù)據(jù)運算，無法滿足現(xiàn)場技術(shù)人員的需要，同時，這類γ能譜儀在傳統(tǒng)γ能譜儀增加的液晶和鍵盤的模塊，同樣也增加了儀器的體積和功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本實用新型在于提供一種便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀，解決了上述兩類儀器的缺點，其極大的提高了儀器的集成度，降低了儀器主機(jī)體積、重量，操作更加方便，降低了儀器的功耗；同時增強了儀器的數(shù)據(jù)處理能力，以及儀器的可重構(gòu)性功能。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種便攜式可重構(gòu)的Y多道能譜儀，它包括探測模塊、信號處理模塊、多道數(shù)據(jù)采集分析模塊、微控制器模塊、wifi無線通訊模塊和平板電腦；
[0006]探測模塊包括NaI (TI)閃爍晶體、光電倍增管ΡΜΤ、射極跟隨器和可調(diào)高壓電源模塊，NaI (TI)閃爍晶體在γ射線作用下發(fā)光，被光電倍增管PMT進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及電子倍數(shù)增后，經(jīng)射極跟隨器輸出電脈沖信號；
[0007]信號處理模塊主體為高信噪比放大器，一端與探測模塊連接，另一端與多道數(shù)據(jù)采集分析模塊連接，對信號進(jìn)行整形放大處理；
[0008]多道數(shù)據(jù)采集分析模塊一端與前置放大器連接，另一端與微控制器模塊連接，用于對整形放大后的電脈沖信號的峰值進(jìn)行采樣分析；
[0009]微控制器模塊與多道數(shù)據(jù)采集分析模塊和wifi無線通訊模塊連接，微控制器模塊通過1對信號處理模塊和多道數(shù)據(jù)采集分析模塊進(jìn)行控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。
[0010]所述的多道數(shù)據(jù)采集分析模塊采用16位ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9467。
[0011]所述的微控制器模塊采用ARM芯片LPC2290。
[0012]所述的wifi無線通訊模塊米用Marvell 88W8686, Marvel I 88W8686米用spi總線與ARM芯片LPC2290連接，通過wifi無線通訊信號把數(shù)據(jù)傳給手持的平板電腦，同時接收平板電腦發(fā)送的指令傳給微控制器模塊。
[0013]由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型所述的便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀，包括探測模塊、信號處理模塊、多道數(shù)據(jù)采集分析模塊、微控制器模塊、wifi無線通訊模塊、平板電腦；探測模塊、信號處理模塊、多道數(shù)據(jù)采集分析模塊、微控制器模塊、wifi無線通訊模塊組成儀器的測量端，比單片機(jī)構(gòu)建的γ能譜儀少了顯示屏和鍵盤，同時采用平板電腦代替?zhèn)鹘y(tǒng)的主機(jī)，大大降低了儀器的體積、重量和功耗。且使用了無線通訊模塊使得儀器的數(shù)據(jù)傳輸更為方便簡潔。不同的測量端可以與不同的平板電腦構(gòu)建一臺γ能譜儀，實現(xiàn)了儀器的可重構(gòu)性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2是本實用新型便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀的探測模塊結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做更詳細(xì)說明。
[0017]實施例1:
[0018]參閱圖1，一種便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀，該便攜式可重構(gòu)的Y多道能譜儀包括探測模塊、信號處理模塊、多道數(shù)據(jù)采集分析模塊、微控制器模塊、Wifi無線通訊模塊和平板電腦；
[0019]其中探測模塊包括NaI (TI)閃爍晶體、光電倍增管ΡΜΤ、射極跟隨器和可調(diào)高壓電源模塊，在γ射線作用下NaI (TI)閃爍晶體發(fā)光，被光電倍增管PMT進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及電子倍數(shù)增后，經(jīng)射極跟隨器輸出電脈沖信號；
[0020]信號處理模塊主體為高信噪比放大器，一端與探測模塊連接，另一端與多道數(shù)據(jù)采集分析模塊，對信號進(jìn)行整形放大處理；
[0021]多道數(shù)據(jù)采集分析模塊采用16位ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)AD9467，一端與前置放大器連接，另一端與微控制器模塊連接，對整形放大后的電脈沖信號的峰值進(jìn)行采樣分析；
[0022]微控制器模塊采用ARM芯片LPC2290，與多道數(shù)據(jù)采集分析模塊和wifi無線通訊模塊連接，微控制器模塊通過1對信號處理模塊和多道數(shù)據(jù)采集分析模塊進(jìn)行控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸；
[0023]wifi 無線通訊模塊米用 Marvell 88W8686, Marvel I 88W8686 米用 spi 總線與 ARM芯片LPC2290連接，通過wifi無線通訊信號把數(shù)據(jù)傳給手持的平板電腦，同時接收平板電腦發(fā)送的指令傳給微控制器模塊；
[0024]平板電腦采用Windows8或Android操作系統(tǒng)，其上的處理軟件包括數(shù)據(jù)采集和分析功能，Windows8或Android操作系統(tǒng)開發(fā)兩個版本，具有圖形化和可視化的功能。在軟件中采用反卷積算法實現(xiàn)譜線的解析，并實現(xiàn)自動的核素識別功能，方便用戶使用。
[0025]平板電腦與測量端的wifi無線通訊模塊通過中間的無線訪問接點(無線路由器)連接。
[0026]本實用新型所述的便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀提高儀器集成度，降低了儀器的體積、重量和功耗，對于采用10寸的平板電腦，主機(jī)的重量600g左右；對于正常工作的譜儀，其功耗控制在300mW以內(nèi)存；儀器的道數(shù):256、512、1024、2048、4096、8196道可選；同時使用了無線通訊模塊使得儀器的數(shù)據(jù)傳輸更為方便簡潔。不同的測量端可以與不同的平板電腦構(gòu)建一臺γ能譜儀，實現(xiàn)了儀器的可重構(gòu)性。
【主權(quán)項】
1.一種便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀，它包括探測模塊、信號處理模塊、多道數(shù)據(jù)采集分析模塊、微控制器模塊、wifi無線通訊模塊和平板電腦；其特征在于: 探測模塊包括NaI (TI)閃爍晶體、光電倍增管ΡΜΤ、射極跟隨器和可調(diào)高壓電源模塊，NaI (TI)閃爍晶體在γ射線作用下發(fā)光，被光電倍增管PMT進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及電子倍數(shù)增后，經(jīng)射極跟隨器輸出電脈沖信號； 信號處理模塊主體為高信噪比放大器，一端與探測模塊連接，另一端與多道數(shù)據(jù)采集分析模塊連接，對信號進(jìn)行整形放大處理； 多道數(shù)據(jù)采集分析模塊一端與前置放大器連接，另一端與微控制器模塊連接，用于對整形放大后的電脈沖信號的峰值進(jìn)行采樣分析； 微控制器模塊與多道數(shù)據(jù)采集分析模塊和wifi無線通訊模塊連接，微控制器模塊通過1對信號處理模塊和多道數(shù)據(jù)采集分析模塊進(jìn)行控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀，其特征在于:所述的多道數(shù)據(jù)采集分析模塊采用16位ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9467。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀，其特征在于:所述的微控制器模塊采用ARM芯片LPC2290。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀，其特征在于:所述的wifi無線通訊模塊采用Marvell 88W8686, Marvel I 88W8686采用spi總線與ARM芯片LPC2290連接，通過wifi無線通訊信號把數(shù)據(jù)傳給手持的平板電腦，同時接收平板電腦發(fā)送的指令傳給微控制器模塊。
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式可重構(gòu)的γ多道能譜儀，它包括探測模塊、wifi無線通訊模塊和平板電腦；其特征在于：探測模塊包括NaI（TI）閃爍晶體、光電倍增管PMT、射極跟隨器和可調(diào)高壓電源模塊；信號處理模塊主體為高信噪比放大器，一端與探測模塊連接，另一端與多道數(shù)據(jù)采集分析模塊連接；多道數(shù)據(jù)采集分析模塊一端與前置放大器連接，另一端與微控制器模塊連接；微控制器模塊分別與多道數(shù)據(jù)采集分析模塊和wifi無線通訊模塊連接，微控制器模塊通過IO對信號處理模塊和多道數(shù)據(jù)采集分析模塊進(jìn)行控制；wifi無線通訊模塊通過wifi無線通訊信號把數(shù)據(jù)傳給手持的平板電腦。不同的測量端可以與不同的平板電腦構(gòu)建一臺γ能譜儀，實現(xiàn)了儀器的可重構(gòu)性。
【IPC分類】G01T1/36
【公開號】CN204649975
【申請?zhí)枴緾N201520309588
【發(fā)明人】張遠(yuǎn)林, 宋瀅, 余錫琴
【申請人】中國人民解放軍第一0一醫(yī)院
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月14日