一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法技术

本发明专利技术属于放射性测量领域，具体涉及一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法。具体包括以下步骤：步骤一、基于多道γ能谱仪的数据采集，设定测量参数；步骤二、建立温度校正模型，确定多项式校正系数；步骤三、基于多项式拟合，选取矿物样品，采用步骤一中测量参数和步骤二中的多项式系数，进行校正。本发明专利技术利用数字信号处理技术结合多项式拟合算法建立温度校正曲线，实现测量谱图的实时校正，提高谱图的定性、定量分析能力，更好的为找矿勘探、油气普查、区域地质调查等相关领域服务。

A Temperature Compensation Method for Multichannel Gamma Spectrometer Based on Polynomial Fitting

The invention belongs to the field of radioactivity measurement, in particular to a temperature compensation method of a multi-channel gamma spectrometer based on polynomial fitting. It includes the following steps: step 1, setting measurement parameters based on data acquisition of multi-channel gamma spectrometer; step 2, establishing temperature correction model to determine polynomial correction coefficient; step 3, selecting mineral samples based on polynomial fitting, using polynomial coefficients in step 1 and step 2 to correct. The invention uses digital signal processing technology and polynomial fitting algorithm to establish temperature correction curve, realizes real-time correction of measurement spectrum, improves the ability of qualitative and quantitative analysis of spectrum, and better serves related fields such as prospecting and exploration, oil and gas survey, regional geological survey, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法
本专利技术属于放射性测量领域，具体涉及一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法。
技术介绍
核物探γ能谱测量技术常用于勘查放射性矿床,目前已成功用于固体矿产的找矿勘探、油气田普查、区域地质调查、水文地质和工程地质等。随着对天然辐射场中低能量γ谱学及其应用的深入研究，以及适应环境辐射调查、建材与建筑装饰材料放射性检测的需要，要求γ能谱系统应能够适应环境温度引起的测量差异。目前对于γ能谱温度补偿的方法主要有温度补偿电路实现。该系统主要由主放大器、脉冲峰值保持器、多道脉冲幅度分析器、滑尺、多道数据缓存器及嵌入式微功耗计算机及其外设等组成。采用“外隔内引”热传导技术,使外部温度场的变化被隔热层挡住,只能缓慢地、均匀地传到探头的内部,而探头内部温度场的变化又能迅速被传送到其他部位,保证探头内部温度分布的一致性以此实现温度补偿更能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法，利用数字信号处理技术结合多项式拟合算法建立温度校正曲线，实现测量谱图的实时校正，提高谱图的定性、定量分析能力，更好的为找矿勘探、油气普查、区域地质调查等相关领域服务。为解决上述技术问题，本专利技术一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法，具体包括以下步骤：步骤一、基于多道γ能谱仪的数据采集，设定测量参数；步骤二、建立温度校正模型，确定多项式校正系数；步骤三、基于多项式拟合，选取矿物样品，采用步骤一中测量参数和步骤二中的多项式系数，进行校正。所述步骤二中，设置相应电压阈值及采样时间，在k个不同温度T1,T2,T3,...,Tk条件下测量标准源137Cs的γ能谱图，对应温度下137Cs的峰位为P1,P2,P3,...,Pk；n次多项式校正系数a0、a1、a2、…、an由下式确定：其中(·)-1表示矩阵求拟，(·)T表示矩阵转置。所述步骤三中，具体为选取矿物样品，采用步骤一中测量参数和步骤二中的多项式系数，选取温度Tm为标准温度(1≤m≤k)，Tj温度下137Cs峰位为Pj，将该条件下谱图数据校正到Tm温度下：故其中Pj为校正前峰位，为校正后峰位。所述步骤一中，多道γ能谱仪的测量参数为，采样频率：8MHZ。所述步骤一中，多道γ能谱仪的测量参数为，测量时间：10小时。所述步骤一中，多道γ能谱仪的测量参数为，电压脉冲阈值：2050。所述步骤一中，多道γ能谱仪的测量参数为，能量标定系数：斜率2.91、截距：-5971。本专利技术的有益技术效果在于：该方法基于数字信号处理技术，利用制定的温度、峰位模型建立校正曲线，对温度进行补偿，可实现测量谱图的实时校正。基于多项式拟合的温度补偿算法处理谱图数据，实现了γ能谱图的快速、准确校正，为放射性测量、野外地质勘探、环境评价等相关领域提供了有力技术保障。附图说明图1为实施例一标准源137CsT＝25°条件下多道γ能谱图；图2为实施例二T＝-10°条件下多道γ能谱图；图3为实施例二T＝1°条件下多道γ能谱图；图4为实施例二T＝25°条件下多道γ能谱图；图5为实施例二T＝50°条件下多道γ能谱图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例一本专利技术一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法，具体包括以下步骤：步骤一、基于多道γ能谱仪的数据采集，设定测量参数；NaI晶体探测器输出信号脉冲，在脉冲幅度分析部分采用单一脉冲波形解谱技术取代传统的峰值采样保持的数据处理方法，以软件技术完成传统复杂的硬件功能，以提高仪器的各项技术指标、可靠性、灵活性和可操作性，通过对γ射线产生的脉冲幅度进行逐一解析实现对放射性样品含量的准确测量；本仪器由：组合式NaI晶体探测器，辅以脉冲成形电路、脉冲放大电路、高压转换电路、A/D采样转换电路、数据采集分析处理软件等部分组成。如图1所示；采用上述搭建的多道γ能谱仪系统采集数据；为了获得稳定的γ能谱，相关参数调节如下：采样频率：8MHZ测量时间：10小时电压脉冲阈值：2050能量标定系数：斜率2.91、截距：-5971；步骤二、建立温度校正模型，确定多项式校正系数，采用步骤一中的测量参数，设置相应电压阈值及采样时间，在k个不同温度T1,T2,T3,...,Tk条件下测量标准源137Cs的γ能谱图，对应温度下137Cs的峰位为P1,P2,P3,...,Pk；其中一个温度条件下的谱图如图1所示；利用n次多项式拟合温度T与峰位P关系如下：其中a0、a1、a2、…、an为n次多项式校正系数。上述公式的矩阵形式如下：在上述k个温度实验条件下，利用n次多项式拟合获得如下矩阵方程故n次多项式校正系数a0、a1、a2、…、an由下式确定：其中(·)-1表示矩阵求拟，(·)T表示矩阵转置。步骤三、基于多项式拟合，选取矿物样品，采用步骤一中测量参数和步骤二中的多项式系数，选取温度Tm为标准温度（1≤m≤k），Tj温度下137Cs峰位为Pj，将该条件下谱图数据校正到Tm温度下：故其中Pj为校正前峰位，为校正后峰位。实施例二步骤1，获取标准温度下137Cs的γ能谱图设置相应电压阈值及采样时间，在4个不同温度：T1＝-10°、T2＝1°、T3＝25°、T4＝50下测量标准源137Cs的γ能谱图如图2—图5所示。步骤2，建立校正模型，获取校正系数利用3次多项式拟合上述四个温度条件下谱图数据，建立如下矩阵方程：其中P1＝535.44、P2＝582.48、P3＝673.62、P4＝797.10；T1＝-10°、T2＝1°、T3＝25°、T4＝50°。故校正系数为：步骤3，基于多项式拟合的温度补偿设置相同采样条件，采集不同温度下137Cs峰位如表1所示。实验中以室温T3＝25°为标准(峰位：673.62Kev)，将表格1中谱图数据校正到该温度下。利用步骤2中的校正系数以及下式校正之后的峰位如表格2：其中Tm＝25，a0、a1、a2、a3值如步骤2中所示。从表格2可以看出，对于不同温度条件下采集的多道γ能谱图，通过基于多项式拟合的温度补偿算法校正后，137Cs峰位基本都校正到673Kev附近，平均偏差为0.78Kev，基本满足实际应用需求。表格1不同温度条件下137Cs峰位：温度(摄氏度)峰位(Kev)温度-55101530354045峰位556.67598.01618.37634.63694.56716.14741.72766.27表格2温度补偿校正后137Cs峰位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一、基于多道γ能谱仪的数据采集，设定测量参数；步骤二、建立温度校正模型，确定多项式校正系数；步骤三、基于多项式拟合，选取矿物样品，采用步骤一中测量参数和步骤二中的多项式系数，进行校正。

【技术特征摘要】
1.一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一、基于多道γ能谱仪的数据采集，设定测量参数；步骤二、建立温度校正模型，确定多项式校正系数；步骤三、基于多项式拟合，选取矿物样品，采用步骤一中测量参数和步骤二中的多项式系数，进行校正。2.根据权利要求1所述的一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法，其特征在于：所述步骤二中，设置相应电压阈值及采样时间，在k个不同温度T1,T2,T3,...,Tk条件下测量标准源137Cs的γ能谱图，对应温度下137Cs的峰位为P1,P2,P3,...,Pk；n次多项式校正系数a0、a1、a2、…、an由下式确定：其中(·)-1表示矩阵求拟，(·)T表示矩阵转置。3.根据权利要求2所述的一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法，其特征在于：所述步骤三中，具体为选取矿物样品，采用步骤一中测量参数和步骤二中的多项式系数，选取温度Tm为标准温度(1≤m≤k)，Tj温度下137Cs峰位为Pj，将该条件下谱图数据校正到Tm温度下：故其中Pj为校正前峰位，为校正后峰位。4.根据权利要求3所述的一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法，其特征在于：所述步骤一中，多道γ能谱仪的测量参数为，采样频率：8MHZ。5.根据权利要求4所述的一种基于多项式拟合的多道γ能谱仪温度补偿方法，其特征在于：所述步骤一中，多道γ能谱仪的测量参数为，测量时间：10小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，郭冬发，李伯平，黄秋红，董晨，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11