CN109959962B - 基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于反应堆核测量领域，具体涉及一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器包括设置和显示模块、随机脉冲序列生成模块及整形输出模块，可以输出1cps到106cps范围内计数率按任意指数周期变化的核脉冲信号。本发明的目的是以脉冲型中子探测器信号特性为基础，设计具有脉冲幅度微弱随机、脉冲产生时间随机且计数率按指数规律变化的信号源，在实验室实现脉冲型核测量仪表对探测器随机信号的计数特性和周期测量响应情况的研究和改进。

Description

基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器
技术领域
本发明属于反应堆核测量领域，具体涉及一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器。
背景技术
脉冲型中子探测器输出信号为上升迅速、下降较缓的微弱电流脉冲，包含电子电流脉冲和离子电流脉冲两部分，幅度在微安量级，并存在高斯涨落，脉冲时间间隔近似服从指数分布。脉冲型核测量仪表主要在低中子注量率阶段通过监测脉冲型中子探测器输出信号的计数率和计数率变化率来反映反应堆的状态。
传统的信号发生器一般产生方波、正弦波或三角波等波形的周期信号，主要用于标定被测仪表参数，例如放大倍数、通频带、噪声、测量范围等参数。对于脉冲型核测量仪表，目前并没有合适的仿核探测器信号特性的信号源，用于在实验室研究仪表对随机信号的计数特性和周期测量的响应情况，通常根据实验室测得的电路参数以及积累的堆上试验经验，对仪表适用性进行初步判断，最终需要通过实际堆上试验来验证和修改。
发明内容
本发明的目的是，现有技术不足，提供一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器，设计具有脉冲幅度微弱随机、脉冲产生时间随机且计数率按指数规律变化的信号源，能在实验室实现脉冲型核测量仪表对探测器随机信号的计数特性和周期测量响应情况的研究和改进。
本发明的技术方案是：
一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器，包括设置和显示模块、随机脉冲序列生成模块及整形输出模块；其中设置和显示模块与随机脉冲序列生成模块之间信号双向传导；
所述随机脉冲序列生成模块包括输出计数率控制模块、随机数发生器、信号幅度控制器、纳秒高级精度定时器及窄脉冲发生器，其中输出计数率控制模块中信号单向传输至随机数发生器，随机数发生器中信号单向分别传输至信号幅度控制器和纳秒高级精度定时器，信号幅度控制器和纳秒高级精度定时器分别单向传输信号至窄脉冲发生器，窄脉冲发生器将信号分别单向传输给电子脉冲成型和衰减模块和离子脉冲成型及衰减模块；
所述整形输出模块包括电子脉冲成型和衰减模块、合并输出模块、离子脉冲成型及衰减模块及两个电压-电流转换模块，其中电子脉冲成型和衰减模块将信号单向传输至一个电压-电流转换模块，离子脉冲成型及衰减模块将信号单向传输至另一个电压-电流转换模块，两组信号汇合后共同单向进入合并输出模块。
所述的基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器各项参数为：
计数率输出范围：1cps～106cps；
周期输出范围：2s～999s，-999s～-2s；
输出电流脉冲信号幅度：0～-10μA；
输出电流脉冲时间特性：上升时间约为10ns，下降时间约为400ns；
输出电流脉冲间隔时间定时精度：1ns；
输出阻抗：50Ω或75Ω。
输出范围至少涵盖6个数量级，且变化的信号可以连续地在这个范围内变化。
信号的变化规律是程控的，可以按照预先配置的规律让信号源输出的信号变化。
信号是基于脉冲型中子探测器信号特性的，符合核信号的时间和幅度统计特性。
本发明的有益效果是：
本发明提出了一种新的核信号发生器，该信号发生器利用高速FPGA技术产生脉冲幅度微弱随机、脉冲产生时间随机且计数率按指数规律变化的信号源，输出信号符合脉冲型中子探测器信号特点，可实现1cps到106cps范围内计数率按任意指数周期变化的核脉冲信号。该信号发生器可用于脉冲型中子探测器二次仪表的研究和调试。
附图说明
图1是基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器原理图；
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明进行进一步的介绍：
一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器，包括设置和显示模块、随机脉冲序列生成模块及整形输出模块；其中设置和显示模块与随机脉冲序列生成模块之间信号双向传导；
所述随机脉冲序列生成模块包括输出计数率控制模块、随机数发生器、信号幅度控制器、纳秒高级精度定时器及窄脉冲发生器，其中输出计数率控制模块中信号单向传输至随机数发生器，随机数发生器中信号单向分别传输至信号幅度控制器和纳秒高级精度定时器，信号幅度控制器和纳秒高级精度定时器分别单向传输信号至窄脉冲发生器，窄脉冲发生器将信号分别单向传输给电子脉冲成型和衰减模块和离子脉冲成型及衰减模块；
所述整形输出模块包括电子脉冲成型和衰减模块、合并输出模块、离子脉冲成型及衰减模块及两个电压-电流转换模块，其中电子脉冲成型和衰减模块将信号单向传输至一个电压-电流转换模块，离子脉冲成型及衰减模块将信号单向传输至另一个电压-电流转换模块，两组信号汇合后共同单向进入合并输出模块；
所述的基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器各项参数为：
计数率输出范围：1cps～106cps；
周期输出范围：2s～999s，-999s～-2s；
输出电流脉冲信号幅度：0～-10μA；
输出电流脉冲时间特性：上升时间约为10ns，下降时间约为400ns；
输出电流脉冲间隔时间定时精度：1ns；
输出阻抗：50Ω或75Ω。
输出范围至少涵盖6个数量级，且变化的信号可以连续地在这个范围内变化。
信号的变化规律是程控的，可以按照预先配置的规律让信号源输出的信号变化。
信号是基于脉冲型中子探测器信号特性的，符合核信号的时间和幅度统计特性。
设备组成和功能
基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器原理如图1所示，该信号发生器由设置和显示模块，随机序列发生模块，以及整形输出模块三部分组成。
设置和显示模块的作用是人机交互，用于读取用户设定的起始计数率和指数周期，控制信号源的输出，并在输出状态下实时显示输出计数率情况。
随机脉冲序列生成模块采用高速FPGA技术，在信号源输出状态下，实时计算所需输出计数率，然后通过随机数发生器产生相应计数率状态的随机数，一方面根据随机数控制信号幅度，一方面根据随机数进行纳秒级的高精度定时，在定时完成后利用窄脉冲发生器输出一个幅度可控的纳秒级窄脉冲，从而产生一个幅度和时间随机的窄脉冲序列。
整形输出模块的作用是将随机脉冲序列生成模块产生的信号分别通过电子脉冲成形和衰减电路以及离子脉冲成形和衰减电路，然后通过两个电压-电流转换电路和一个合并输出电路，使最终输出的信号符合脉冲型中子探测器信号特点。

Claims (5)

1.一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器，其特征在于：包括设置和显示模块、随机脉冲序列生成模块及整形输出模块；
所述随机脉冲序列生成模块包括输出计数率控制模块、随机数发生器、信号幅度控制器、纳秒高级精度定时器及窄脉冲发生器，其中输出计数率控制模块中信号单向传输至随机数发生器，随机数发生器中信号单向分别传输至信号幅度控制器和纳秒高级精度定时器，信号幅度控制器和纳秒高级精度定时器分别单向传输信号至窄脉冲发生器，窄脉冲发生器将信号分别单向传输给电子脉冲成型和衰减模块和离子脉冲成型及衰减模块；
所述整形输出模块包括电子脉冲成型和衰减模块、合并输出模块、离子脉冲成型及衰减模块及两个电压-电流转换模块，其中电子脉冲成型和衰减模块将信号单向传输至一个电压-电流转换模块，离子脉冲成型及衰减模块将信号单向传输至另一个电压-电流转换模块，两组信号汇合后共同单向进入合并输出模块。
2.如权利要求1所述的一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器，其特征在于：
所述的基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器各项参数为：
计数率输出范围：1cps～106cps；
周期输出范围：2s～999s，-999s～-2s；
输出电流脉冲信号幅度：0～-10μA；
输出电流脉冲时间特性：上升时间10ns，下降时间400ns；
输出电流脉冲间隔时间定时精度：1ns；
输出阻抗：50Ω或75Ω。
3.如权利要求1所述的一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器，其特征在于：输出范围至少涵盖6个数量级，且变化的信号可以连续地在这个范围内变化。
4.如权利要求1所述的一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器，其特征在于：信号的变化规律是程控的，可以按照预先配置的规律让信号源输出的信号变化。
5.如权利要求1所述的一种基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器，其特征在于：信号是基于脉冲型中子探测器信号特性的，符合核信号的时间和幅度统计特性。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111917387B (zh) * 2020-08-13 2022-05-20 中国核动力研究设计院 一种中子探测器信号的高速采集***

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10142340A (ja) * 1996-11-08 1998-05-29 Tsuyusaki Tomoko 乱数発生装置と暗号化装置
WO2012163239A1 (zh) * 2011-06-02 2012-12-06 中国科学技术大学 核辐射脉冲幅度的数字化方法及***

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1238586B (de) * 1961-10-25 1967-04-13 Inst Plasmaphysik Ges Mit Besc Verfahren zum Betrieb eines Neutronengenerators und Einrichtung zum Ausueben dieses Verfahrens
SU307539A1 (ru) * 1969-08-11 1990-03-07 Andreev A N Генератор нейтронных импульсов
US4731572A (en) * 1982-12-17 1988-03-15 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Precision electronic speed controller for an alternating-current
JP4064009B2 (ja) * 1999-07-30 2008-03-19 株式会社東芝 線種弁別型放射線検出装置
DK1882929T3 (da) * 2006-07-28 2012-01-23 Sage Innovations Inc Detektionssystem og detektionsfremgangsmåde baseret på pulserede virksomme partikler
EP1883281B1 (en) * 2006-07-28 2012-09-05 Sage Innovations, Inc. A method for generating a pulsed flux of energetic particles, and a particle source operating accordingly
DK2106678T3 (da) * 2006-12-28 2010-09-20 Fond Per Adroterapia Oncologic Ionaccelerationssystem til medicinske og/eller andre anvendelser
RU72555U1 (ru) * 2007-11-19 2008-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" Схема импульсного нейтронного генератора
JP2010085415A (ja) * 2009-12-28 2010-04-15 Japan Atomic Energy Agency ２次元放射線および中性子イメージ検出器
CN102455430A (zh) * 2010-10-27 2012-05-16 成都理工大学 一种核脉冲信号的数字化成形方法
CN103580654B (zh) * 2013-10-18 2016-08-17 中国核动力研究设计院 反应堆周期信号发生器及其实现方法和使用方法
CN106405616B (zh) * 2016-09-06 2019-05-21 中国核动力研究设计院 一种脉冲测量方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10142340A (ja) * 1996-11-08 1998-05-29 Tsuyusaki Tomoko 乱数発生装置と暗号化装置
WO2012163239A1 (zh) * 2011-06-02 2012-12-06 中国科学技术大学 核辐射脉冲幅度的数字化方法及***

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