一種α粒子測(cè)量?jī)x的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于核檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種α粒子測(cè)量?jī)x。
【背景技術(shù)】
[0002]α粒子測(cè)量?jī)x是利用α粒子與探測(cè)器介質(zhì)相互作用特性對(duì)α粒子進(jìn)行測(cè)量的核儀器，它可分為α強(qiáng)度測(cè)量?jī)x和α能譜測(cè)量?jī)x二類?，F(xiàn)有的α強(qiáng)度測(cè)量?jī)x，為滿足不同用戶的需求，其產(chǎn)品呈現(xiàn)出不同量程、不同檔次、不同外形，有造價(jià)便宜的閃爍計(jì)數(shù)儀，有測(cè)表面放射性污染的α表面污染儀，有測(cè)α放射性樣品比活度極低的低本底α測(cè)量?jī)x，有用于核物理實(shí)驗(yàn)的配置真空系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)源的α活度測(cè)量?jī)x。這些儀器基本結(jié)構(gòu)和原理相似，一般由探測(cè)器和屏蔽體、測(cè)量和數(shù)據(jù)處理單元、電源和通訊單元、分析軟件等模塊組成，當(dāng)探測(cè)器受α射線照射時(shí)，產(chǎn)生電離電荷，收集這些電離電荷，使它產(chǎn)生電信號(hào)，經(jīng)多次放大成形后，可以了解入射射線的情況，結(jié)合相關(guān)理論從而可以定性或定量實(shí)現(xiàn)α輻射體的測(cè)量。
[0003]對(duì)巖石和土壤等α輻射樣品的測(cè)量，特別是用于找鈾礦的21°Ρο法的強(qiáng)α輻射體測(cè)量，現(xiàn)有儀器設(shè)備適用性差。現(xiàn)有滿足巖石和土壤等α輻射樣品測(cè)量的儀器多為大型儀器，這類儀器以用途廣、功能多、可同時(shí)測(cè)量多種射線為主要特征，其探頭及裝置要考慮測(cè)量的多樣性，必須有周全的屏蔽裝置和相應(yīng)電路，對(duì)單個(gè)領(lǐng)域(如找鈾礦的21°Ρο的α粒子的測(cè)量)的測(cè)量呈現(xiàn)出“質(zhì)量過?！保嘤喙δ苡脩粲貌坏?。存在的客觀缺點(diǎn):一則在樣品多的情況時(shí)，因操作較繁瑣和測(cè)量通道有限制約工效；二則體積大、重量大、價(jià)格貴，影響了儀器流動(dòng)性和普及性；三則多用途性反而一定程度影響了單類射線測(cè)量精度和單一核素的準(zhǔn)確快速測(cè)量；四則造成儀器更新?lián)Q代速度慢、操作復(fù)雜、保管維護(hù)任務(wù)艱巨；五則難以實(shí)現(xiàn)小型化和一體化的要求。這些缺點(diǎn)給測(cè)量工作造成了諸多不便，因此研制適用性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、工效尚、探測(cè)效率尚、性價(jià)比尚的儀器設(shè)備是有重要意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型旨在提供一種工效高、功耗低、本底低、讀數(shù)自動(dòng)歸一、電腦操控、性能穩(wěn)定、性價(jià)比高等特點(diǎn)的α粒子測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x特別適用于氡子體法找礦及找構(gòu)造中21°Ρ0樣品的放射性強(qiáng)度測(cè)量，也可供環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)防護(hù)、放射性監(jiān)測(cè)、食品檢驗(yàn)、文物考古、地震預(yù)報(bào)、放射性找水、地質(zhì)災(zāi)害防治、原子能農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究等領(lǐng)域的樣品α粒子測(cè)量。為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種α粒子測(cè)量?jī)x，其特征在于，主要由探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理甄別模塊、主控模塊、通訊模塊和電源模塊組成；所述探測(cè)器為金硅面皇半導(dǎo)體探測(cè)器，設(shè)置5個(gè)采集通道，每個(gè)通道均將探測(cè)器與電荷靈敏放大器密封至一個(gè)多層屏蔽裝置中，通過雙屏蔽電纜線與信號(hào)調(diào)理甄別模塊后續(xù)電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述信號(hào)調(diào)理甄別模塊包括前置電荷靈敏放大器、信號(hào)主放大器、甄別器，甄別器輸出脈沖信號(hào)至主控模塊；所述主控模塊主要包括微處理器及其外圍電路和嵌入式程序兩部分，微處理器采用ARM控制器，接收檢測(cè)參數(shù)并將結(jié)果通過通訊模塊傳入電腦終端；所述通訊模塊采用MosBus通訊協(xié)議完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；所述程序模塊包括微處理器端程序和電腦端程序，微處理器端程序完成數(shù)據(jù)采集和發(fā)送，電腦端程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)一步分析整理和提供人機(jī)界面。
[0006]具體的，所述電源模塊包括低壓模塊和高壓模塊，低壓模塊給各電路模塊供電，高壓模塊給探測(cè)器提供偏置電壓。
[0007]具體的，所述探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理模塊、主控模塊、通訊模塊均與電源系統(tǒng)相連接，所述電源系統(tǒng)由EMI濾波器、變壓器、整流電路、穩(wěn)壓電路、濾波電路組成，所述變壓器為R型一體化灌封變壓器。
[0008]探測(cè)器采用金硅面皇半導(dǎo)體探測(cè)器，使得性能穩(wěn)定可靠和使用方便簡(jiǎn)單，使得探測(cè)效率高和分辨率高。設(shè)置五個(gè)采集通道，其裝置器一面可裝樣品，另一面可裝標(biāo)準(zhǔn)源，可隨時(shí)對(duì)儀器性能進(jìn)行標(biāo)定檢驗(yàn)，達(dá)到提高設(shè)備高功效的目的。每個(gè)通道信號(hào)調(diào)理模塊中設(shè)置電荷靈敏放大器做為前置放大器，前置放大器與探測(cè)器相連接，通過前置放大器對(duì)探測(cè)器提供的信號(hào)做預(yù)處理，得到信號(hào)后將信號(hào)傳入信號(hào)放大器再次放大，信號(hào)經(jīng)甄別器篩選，將輸出信號(hào)送入微處理器進(jìn)行處理、分析后顯示測(cè)量結(jié)果。
[0009]為實(shí)現(xiàn)小型化和一體化的目的，本實(shí)用新型只測(cè)α粒子，從而省去笨重鉛室屏蔽，探測(cè)器結(jié)構(gòu)中采用屏蔽裝置，用于降低外部環(huán)境的輻射本底，并將前置放大器與探測(cè)器一體化密封至多層屏蔽裝置中，實(shí)現(xiàn)探測(cè)結(jié)構(gòu)全封閉避光。探測(cè)器將α射線轉(zhuǎn)換成微弱電信號(hào)后，受到傳輸電纜分布電容的影響，使傳遞至測(cè)量?jī)x器輸入端的信號(hào)幅度大大降低，很弱的電磁干擾信號(hào)都可能引起假計(jì)數(shù)，為了減少引線串?dāng)_及電磁屏蔽，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本實(shí)用新型采用雙屏蔽電纜線來傳輸探測(cè)器的輸出信號(hào)，消除外界電磁干擾引起的假計(jì)數(shù)；而探測(cè)器和電荷靈敏放大器一起密封在一個(gè)金屬殼內(nèi)，縮短二者之間的引線長(zhǎng)度。這一設(shè)計(jì)保證了本實(shí)用新型的低本底的同時(shí)降低了設(shè)備由于較多的屏蔽系統(tǒng)帶來的儀器的體積的龐大，使得本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)更加小巧。
[0010]同時(shí)本實(shí)用新型的電源系統(tǒng)由EMI濾波器、變壓器、整流電路、穩(wěn)壓電路、濾波電路組成，變壓器為R型一體化灌封變壓器，使得安裝方便，噪聲低，堅(jiān)固抗震，密封防水，防潮。
[0011]另外本實(shí)用新型微處理器采用嵌入式程序，并通過微處理器終端與電腦終端相結(jié)合實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作的智能化和簡(jiǎn)單化。
【附圖說明】
[0012]圖1本實(shí)用新型模塊組成圖；
[0013]圖2本實(shí)用新型信號(hào)采集系統(tǒng)組成圖；
[0014]圖3本實(shí)用新型樣品裝置器側(cè)視示意圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型樣品裝置器的俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，需要指出的是以下實(shí)施方式僅是以例舉的方式對(duì)本實(shí)用新型所做的解釋性說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限與此，所有本領(lǐng)域的技術(shù)人員以本實(shí)用新型的精神對(duì)本實(shí)用新型所做的等效的替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0017]實(shí)施例1
[0018]一種α粒子測(cè)量?jī)x，如圖1所示，主要由探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理甄別模塊、主控模塊、通訊模塊、電源模塊、程序模塊組成。探測(cè)器采用金硅面皇半導(dǎo)體探測(cè)器，設(shè)置5個(gè)采集通道，每個(gè)通道均將探測(cè)器與電荷靈敏放大器密封至一個(gè)多層屏蔽裝置中，通過雙屏蔽電纜線與信號(hào)調(diào)理甄別模塊后續(xù)電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。信號(hào)調(diào)理甄別模塊如圖2所示，包括前置電荷靈敏放大器、信號(hào)主放大器、甄別器，甄別器輸出脈沖信號(hào)至主控模塊。主控模塊主要包括微處理器及其外圍電路和嵌入式程序兩部分，微處理器采用ARM控制器，接收檢測(cè)參數(shù)并將結(jié)果通過通訊模塊傳入電腦終端。述通訊模塊采用MosBus通訊協(xié)議完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；程序模塊包括微處理器端程序和電腦端程序，微處理器端程序完成數(shù)據(jù)采集和發(fā)送，電腦端程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)一步分析整理和提供人機(jī)界面。
[0019]實(shí)施例2
[0020]—種α粒子測(cè)量?jī)x，如圖1所示，主要由探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理甄別模塊、主控模塊、通訊模塊、電源模塊、程序模塊組成；所述探測(cè)器為金硅面皇半導(dǎo)體探測(cè)器，考慮到半導(dǎo)體探測(cè)器的性能跟靈敏度直徑有密切關(guān)系，靈敏度直徑越大，則探測(cè)范圍越大，探測(cè)靈敏度越高，相應(yīng)價(jià)格也越高，因此本例中采用半導(dǎo)體探測(cè)器的靈敏區(qū)直徑為20mm，電阻率為2?3k Ω.cm，反向漏電流< 14六，偏壓為12￥時(shí)耗盡層厚度> 100 μ m，遠(yuǎn)超4Mev的α射線在該材料中的射程。為提高設(shè)備的功效，設(shè)置5個(gè)采集通道，樣品架結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。每個(gè)通道均將探測(cè)器與電荷靈敏放大器密封至一個(gè)多層屏蔽裝置中，通過雙屏蔽電纜線與信號(hào)調(diào)理甄別模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。信號(hào)調(diào)理甄別模塊包括前置電荷靈敏放大器、信號(hào)主放大器、甄別器，甄別器輸出脈沖信號(hào)至主控模塊；主控模塊主要包括微處理器及其外圍電路和嵌入式程序兩部分，微處理器采用ARM控制器，接收檢測(cè)參數(shù)并將分析結(jié)果通過通訊模塊傳入電腦終端進(jìn)一步處理，實(shí)現(xiàn)α粒子測(cè)量的智能化和簡(jiǎn)單化。通訊模塊采用MosBus通訊協(xié)議完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，程序模塊包括微處理器端程序和電腦端程序，微處理器端程序完成數(shù)據(jù)采集和發(fā)送，電腦端程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)一步分析整理并提供人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)設(shè)備讀數(shù)自動(dòng)歸一、電腦操控等功能。
[0021]電源模塊包括低壓模塊和高壓模塊，低壓模塊給各電路模塊供電，高壓模塊給探測(cè)器提供偏置電壓。探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理模塊、主控模塊、通訊模塊均與電源系統(tǒng)相連接，電源系統(tǒng)由EMI濾波器、變壓器、整流電路、穩(wěn)壓電路、濾波電路組成，變壓器為R型一體化灌封變壓器，結(jié)構(gòu)合理，安裝方便，噪聲低，堅(jiān)固抗震，密封防水防潮。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種α粒子測(cè)量?jī)x，其特征在于，主要由探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理甄別模塊、主控模塊、通訊模塊和電源模塊組成；所述探測(cè)器為金硅面皇半導(dǎo)體探測(cè)器，設(shè)置5個(gè)采集通道，每個(gè)通道均將探測(cè)器與電荷靈敏放大器密封至一個(gè)多層屏蔽裝置中，通過雙屏蔽電纜線與信號(hào)調(diào)理甄別模塊后續(xù)電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述信號(hào)調(diào)理甄別模塊包括前置電荷靈敏放大器、信號(hào)主放大器、甄別器，甄別器輸出脈沖信號(hào)至主控模塊；所述主控模塊主要包括微處理器及其外圍電路和嵌入式程序兩部分，微處理器采用ARM控制器，接收檢測(cè)參數(shù)并將分析結(jié)果通過通訊模塊傳入電腦終端；所述通訊模塊采用MosBus通訊協(xié)議完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。2.如權(quán)利要求1所述的一種α粒子測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述電源模塊包括低壓模塊和高壓模塊，低壓模塊給各電路模塊供電，高壓模塊給探測(cè)器提供偏置電壓。3.如權(quán)利要求1所述的一種α粒子測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理模塊、主控模塊、通訊模塊均與電源系統(tǒng)相連接，所述電源系統(tǒng)由EMI濾波器、變壓器、整流電路、穩(wěn)壓電路、濾波電路組成，所述變壓器為R型一體化灌封變壓器。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于核檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種α粒子測(cè)量?jī)x，包括探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理模塊、主控模塊、通訊模塊、電源模塊、程序模塊。探測(cè)器為金硅面壘半導(dǎo)體探測(cè)器，設(shè)置5個(gè)采集通道，每個(gè)通道均將探測(cè)器與電荷靈敏放大器密封至一個(gè)多層屏蔽裝置中，通過雙屏蔽電纜線與信號(hào)調(diào)理甄別模塊后續(xù)電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。主控模塊微處理器采用ARM控制器，接收檢測(cè)參數(shù)并將結(jié)果通過通訊模塊傳入電腦終端。通訊模塊采用MosBus通訊協(xié)議完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，程序模塊微處理器端程序完成數(shù)據(jù)采集和發(fā)送，電腦端程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)一步分析整理和提供人機(jī)界面。本實(shí)用新型具有工效高、功耗低、本底低、電腦操控、性能穩(wěn)定、性價(jià)比高等有益效果。
【IPC分類】G01T1/24
【公開號(hào)】CN204758834
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520096762
【發(fā)明人】董湘龍, 黃宏業(yè), 滕潤(rùn)球, 肖磉, 曹曉滿, 張文
【申請(qǐng)人】核工業(yè)二三○研究所
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年2月8日