CN1039306A - 新型闪烁探测器温控自动稳定*** - Google Patents
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Abstract
新型闪烁探测器温控自动稳定***,是由闪烁探测器总成,脉冲放大器,脉冲幅度分析器,高压电源及温敏稳谱控制函数发生器(8)组成的,其中闪烁探测器总成包括闪烁晶体,光电倍增管和温度传感器,其特征在于温敏稳谱控制函数F(T)发生器由信号放大器,模—数变换器,存储体,数—模变换器,罗缉单元组成。使用本***可以不采用稳谱参考源,电路简单,稳谱温度范围广,适用性强,***参数改变时,还可以重新写入控制数,使用方便。
Description
本发明属于核辐射探测领域。
在核辐射测量(能谱测量或强度测量)中,必须解决测量准确性受温度影响的问题,即温度漂移问题。迄今为止,采用温度控制闪烁探测器自动稳定***,大致分为两类,分别如附图1,附图2所示。在附图1中,由温敏稳谱控制函数F(T)发生器[8],根据温度传感器[6],所测得的闪烁探头总成(闪烁体及光电倍增管)温度T,给出控制参量F(T)(电压或电流),用以控制高压电源[7]输出电压,以调整光电倍增管的倍增系数(控制线[9]),或用以控制脉冲放大器[4]增益(控制线[10],脉冲幅度分析器[5]增益(控制线[11]),以达到核辐射测量(能谱测量或强度测量)稳定的目的。
附图2中,发光二极管[33]产生的光脉冲经光电倍增管[3]探测形成的电脉冲经线性脉冲放大器[4]放大由脉冲幅度分析器[5]加以分析,闭环自动稳谱装置[24]将根据光脉冲谱线位置相对标称值的漂移情况给出稳谱控制参量[25],控制测量***增益,例如:控制高压电源[7]的输出电压(控制线[9]以改变光电倍增管[3]的倍增系数,或控制线性放大器[4]的放大倍数(控制线[10]),或控制脉冲幅度分析器[5]的增益(控制线[11],使发光二极管发出的光脉冲谱线回到标称值,以达到稳定测量***的目的。温度传感器[6]测得温度T,温敏控制函数发生器[8]产生控制参量F(T),控制发光二极管脉冲激励源[34]调整发光二极管[33]发出的光脉冲强度。
这类***的技术关键是温敏稳谱控制函数F(T)发生器[8]的构成,它必须在整个工作温度范围内都给出正确的控制参量F(T),才能取得稳定测量的良好效果。现有技术多采用热敏器件网络(含温度传感器)构成温敏稳谱控制函数发生器[8],由于不同类型的闪烁体或光电倍增管温度漂移规率不同,每一测量***的控制特性也会不同,所以这类控制函数F(T)发生器[8]必须针对每一特定的***精心选配,才能取得良好的效果,而且,当***老化,温度漂移特性变化时,稳定***性能变差,甚至,不得不重新选配函数发生器,所以这类***稳定性差,大量生产,维修,使用都不方便。
本发明就是针对上述之不足,提供一种能广泛适应各种类型闪烁探测器温控自动稳定***的温敏稳谱控制函数发生器[8],构成一种新型闪烁探测器温控自动稳定***。
本发明-新型闪烁探测器温控自动稳定***(见附图3),是由闪烁探测器总成[1],脉冲放大器[4],脉冲幅度分析器[5],高压电源[7]及温敏稳谱控制函数发生器[8]组成,闪烁探测器总成[1]包括闪烁晶体[2],光电倍增管[3]和温度传感器[6],其特征在于温敏稳谱控制函数F(T)发生器[8]是由信号放大器[12],模-数(A/D)变换器[13],存储体[14],数-模(D/A)变换器[15],罗缉控制单元[16]组成。由温度传感器[6]来的信号经放大器[12]放大后,由模-数(A/D)变换器[13]转换为数字量[17],作为存储体[14]的地址码存储,必要时,存储体中该地址所存“控制数”输出后,经数-模(D/A)变换器[15]转换得到该温度T下应有的稳谱控制参量F(T),由于这些“控制数”可根据要求事先写入,罗缉控制单元产生时序控制信号,使模-数变换器[13]按一定时间间隔采样变换,存储体[14]输出温度T下应有的“控制数”。存储体[14]及罗缉控制单元[16]也可以由一台有适当输入输出接口的微计算机或单片微计算机***构成。
向存储体写入“控制数”的工作,可根据探测器整体温度实验测出不同温度下应有的“控制数”,再向存储体写入。本专业技术人员做到这一点并不困难。
本发明采用可存入任意函数的温敏稳谱控制函数发生器,进行稳谱控制,可适用于各种闪烁体及光电倍增管,有较广泛的适用性,用于一新***时,只需对控制写入所需控制函数,即正常工作,这种方法不用稳谱参考源,所以不会对被测谱线产生干扰,电路可做得比较简单,所以可以开发出有宽温工作范围的稳定闪烁探头,用以代替较复杂的稳谱***,可节约资金,用以代替未加稳谱措施的探头,则可大大提高***的实用性,尤其在环境温度变化大的场合,例如,在一些工业应用场合,由于四季环境温度变化大,必须按不同季节调节增益,才能正常使用,在操作人员技术素质不高的场合,使用就有困难,使用本***,则可在四季温度变化大的场合应用,无需特别调整。又如,石油地质测井,井深每增加100米,温度上升3.3度,5-6千米以下,井温将达150-200C,所以闪烁探测器用于核测井时,必采取稳定措施,尤其是能谱测井,稳谱成为测井成败的技术关键。本***由于适应性强,不使用稳谱参考源,无谱线干扰,电路简单,测量准确,使用方便。
下面结合附图4介绍一实施例,附图4表示锗酸铋(BGO)闪烁谱仪采用该稳谱***的具体接线图,该电路中的器件和附图2中各部分的对应关系是:
附图4中 附图2中
CA3140 温度信号(直流)放大器[12]
ADC0804 模-数变换器[13]
2716 存储体[14]
AD558 数-模变换器[15]
1455,4538,4024 时序电路[16]
附图5是稳谱过程中测得的能谱曲线,曲线1是常温时能谱,曲线2是温度上升到60C时经过稳谱的能谱,曲线3是温度上升到60C时,不采用稳谱措施的能谱,很明显,不稳谱时,能谱漂移很大,稳谱后,漂移很小,稳谱效果很好。对碘化铯(铊)[CsI(Te)]闪烁谱仪进行了同样的实验,稳谱效果显著。
附图的简单说明如下:
1.闪烁探测器总成 2.闪烁晶体
3.光电倍增管 4.脉冲放大器
5.脉冲幅度分析器 6.温度传感器
7.高压电源 8.温敏稳谱控制函数发生器
9.控制线(倍增系数控制) 10.控制线(放大倍数控制)
11.控制线(增益控制) 12.信号放大器
13.模-数(A/D)变换器 14.存储体
15.数-模(D/A)变换器 16.罗缉控制单元
17.数字量 24.闭环自动稳谱装置
33.发光二极管 34.发光二极管脉冲激励源
Claims (2)
1、新型闪烁探测器温探自动稳定***,是由闪烁探测器总成[1],脉冲放大器[4],脉冲幅度分析器[5],高压电源[7]及温敏稳谱控制函数发生器[8]组成,闪烁探测器总成[1]包括闪烁晶体[2],光电倍增管[3]和温度传感器[6],其特征在于温敏稳谱控制函数F(T)发生器[8]是由信号放大器[12],模--数(A/D)变换器[13],存储体[14],数--模(D/A)变换器[15],罗缉控制单元[16]组成。
2、根据权利要求1所说的新型闪烁探测器温控自动稳定***,其特征在于所说的存储体[14],罗缉控制单元[16],是由一台微计算机***构成。
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