伽马射线探测波形产生方法及伽马射线探测波形模拟器技术

本申请公开了一种伽马射线探测波形产生方法及伽马射线探测波形模拟器。一种伽马射线探测波形产生方法，方法包括：接收上位机提供的伽马射线的能量数据包；下位机根据标准波形和伽马射线能量数据包，输出对应能量的伽马射线探测波形。根据本申请实施例提供的技术方案，通过上位机提供数据包，下位机根据数据包和标准波形生成模拟的伽马射线探测波形，获得一种实现伽马射线探测波形模拟器的方法。

Method of generating gamma ray detection waveform and gamma ray detection waveform simulator

This application discloses a method for generating gamma ray detection waveform and a gamma ray detection waveform simulator. A method for generating gamma ray detection waveform includes receiving the energy data package of gamma ray provided by the upper computer and outputting the corresponding energy gamma ray detection waveform by the lower computer according to the standard waveform and the energy data package of gamma ray. According to the technical scheme provided by the embodiment of this application, the upper computer provides data packets, and the lower computer generates simulated gamma ray detection waveforms based on data packets and standard waveforms, thus obtaining a method of realizing gamma ray detection waveform simulator.

【技术实现步骤摘要】
伽马射线探测波形产生方法及伽马射线探测波形模拟器
本公开一般涉及伽马射线探测领域，尤其涉及伽马射线探测波形产生方法及伽马射线探测波形模拟器。
技术介绍
伽马射线监视器(GRM，GamaRayMonitor)包括三种探测器，分别是伽马射线探测器(GRD，GamaRrayDetector)、GRM标定探测器(GCD，GRMCalibrationDetector)和GRM粒子探测器(GPM，GRMParticleMonitor)。真实的GRD探测器通常包括复合晶体、光电倍增管、磁屏蔽、分压器、探头电子学、外壳及相应封装。复合晶体内部由铍窗、荷电粒子屏蔽、碘化钠晶体、石英玻璃组成，并通过硅胶封装在晶体外壳内部，磁屏蔽采用多层嵌套屏蔽设计。探头电子学包括放大器、高压模块、高压控制信号驱动电路和高压检测电路等。当空间伽马射线照射到GRD的探测表面上，将产生相应的探测波形。真实的GCD标定探测器通常包含一个嵌有241Am放射源的塑料闪烁体，硅光电倍增管(SiPM)及读出电子学，GCD紧挨着GRD铍窗，安装在晶体外壳上。GCD内存放一个放射源，该放射源在衰变过程中，会产生伽马射线和一个α粒子，伽马射线照射到GRD的探测表面后，会产生相应的标定探测波形。真实的GPM粒子探测器通常由塑料闪烁体、闪烁体帽、高压模块、PMT分压器、PMT、磁屏蔽筒、减震套、高压测控电路和前置放大器部分组成。GPM用于探测空间带电粒子，带电粒子照射到GPM表面时，产生相应的粒子探测波形。在某些需要利用伽马射线监视器输出波形的试验场合，无需每次都启动伽马射线监视器来获取波形。采用伽马射线探测波形模拟器，不仅降低了成本，还消除了使用放射性物质带来的不安全性。模拟真实设备的辅助设备或者装置称为模拟器。模拟器主要模拟真实设备的电接口、数据流、能谱输出和探测波形。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能够用于模拟伽马射线监视器的伽马射线探测波形模拟器及伽马射线探测波形产生方法。第一方面，提供一种伽马射线探测波形产生方法，方法包括：接收上位机提供的伽马射线的能量数据包；下位机根据标准波形和伽马射线能量数据包，输出对应能量的伽马射线探测波形。本申请的一个或多个实施例中，能量数据包包括探测数据包、标定探测数据包；探测数据包包括标定探测同步数据、第一相对时间数据、能量数据，能量数据包括低增益能量数据、高增益能量数据；标定探测数据包包括标定探测同步状态数据、第二相对时间数据和标定能量数据。本申请的一个或多个实施例中，上位机用于：设置各能道对应的最小能量与最大能量；根据能道能量对应关系确定各能量数据对应的能道，并将能量数据转换为能道数据发送至下位机。本申请的一个或多个实施例中，根据标准波形和伽马射线能量数据包，输出对应能量的伽马射线探测波形包括：根据波形幅值与能量的比值相同的原则、以及能量能道对应关系，计算从上位机接收的能道数据所对应的探测波形各点的幅值，所述标准波形为指定能量对应的波形；根据第一相对时间，计算各探测波形的产生时间，并作为对应探测波形起始点的产生时间，第一相对时间数据指相邻探测波形之间的时间间隔。本申请的一个或多个实施例中，根据标准波形和伽马射线能量数据包，输出对应能量的伽马射线探测波形还包括：将所计算的探测波形的各点幅值与临界值比较，若大于临界值，将该点的幅值更新为临界值。本申请的一个或多个实施例中，还包括：根据标定探测同步数据，判断是否生成标定探测波形，若为是则启动第二时间计算单元；根据标定探测同步状态和第二相对时间，计算标定探测波形的产生时间，标定探测同步状态用于表示标定探测波形与探测波形的先后顺序，第二相对时间数据是指标定探测波形与对应探测波形之间的时间差，标定探测波形为与所述标定能量数据对应的波形。本申请的一个或多个实施例中，伽马射线能量数据包包括粒子探测数据包，粒子探测数据包包括第三相对时间、粒子能量；此时，伽马射线探测数据包还包括粒子探测同步数据。本申请的一个或多个实施例中，还包括：根据粒子探测同步数据，判断是否生成粒子探测波形，若为是则启动第三时间计算单元；根据第三相对时间，计算粒子探测波形的产生时间，第三相对时间数据包含粒子探测波形与探测波形之间的时间差，粒子探测波形为与粒子能量对应的波形。本申请的一个或多个实施例中，还包括：利用数字模拟转换器，基于各点的幅值和波形的产生时间，输出对应的波形。第二方面，提供一种伽马射线探测波形模拟器，模拟器包括：上位机，配置用于提供伽马射线的能量数据包；下位机，配置用于根据标准波形和伽马射线能量数据包，输出对应能量的伽马射线探测波形。本申请的一个或多个实施例中，能量数据包包括探测数据包、标定探测数据包；探测数据包包括标定探测同步数据、第一相对时间数据、能量数据，能量数据包括低增益能量数据、高增益能量数据；标定探测数据包包括标定探测同步状态数据、第二相对时间数据和标定能量数据。本申请的一个或多个实施例中，上位机包括：能道能量对应单元，配置用于设置各能道对应的最小能量与最大能量；能道转换单元，配置用于根据能道能量对应关系确定各能量数据对应的能道，并将能量数据转换为能道数据发送至下位机。本申请的一个或多个实施例中，下位机包括：第一幅值计算单元，配置用于根据波形幅值与能量的比值相同的原则、以及能量能道的对应关系，计算从上位机接收的能道数据所对应的探测波形各点的幅值，所述标准波形为指定能量对应的波形；第一时间计算单元，配置用于根据第一相对时间，计算各探测波形的产生时间，并作为对应探测波形起始点的产生时间，第一相对时间数据指相邻探测波形之间的时间间隔。本申请的一个或多个实施例中，下位机包括：临界值判断单元，配置用于将所计算的探测波形的各点幅值与临界值比较，若大于临界值，将该点的幅值更新为临界值。本申请的一个或多个实施例中，下位机包括：第一判断单元，配置用于根据标定探测同步数据，判断是否生成标定探测波形，若为是则启动第二时间计算单元；第二时间计算单元，配置用于根据标定探测同步状态和第二相对时间，计算标定探测波形的产生时间，标定探测同步状态用于表示标定探测波形与探测波形的先后顺序，第二相对时间数据是指标定探测波形与对应探测波形之间的时间差，标定探测波形为与标定能量数据对应的波形。本申请的一个或多个实施例中，伽马射线能量数据包包括粒子探测数据包，粒子探测数据包包括第三相对时间、粒子能量；此时，伽马射线探测数据包还包括粒子探测同步数据。本申请的一个或多个实施例中，下位机包括：第二判断单元，配置用于根据粒子探测同步数据，判断是否生成粒子探测波形，若为是则启动第三时间计算单元；第三时间计算单元，配置用于根据第三相对时间，计算粒子探测波形的产生时间，第三相对时间数据包含粒子探测波形与探测波形之间的时间差，粒子探测波形为与粒子能量对应的波形。本申请的一个或多个实施例中，下位机还包括数字模拟转换单元，配置用于基于各点的幅值和波形的产生时间，输出对应的波形。根据本申请实施例提供的技术方案，通过上位机提供的数据包，下位机根据数据包和标准波形生成模拟的伽马射线探测波形，获得一种实现伽马射线探测波形模拟器的方法。进一步的，根据本申请的某些实施例，通过将能量数据转换为能道数据，还能解决计算量庞大的问题，获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，所述方法包括：接收上位机提供的伽马射线的能量数据包；下位机根据标准波形和所述伽马射线能量数据包，输出对应能量的伽马射线探测波形。

【技术特征摘要】
1.一种伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，所述方法包括：接收上位机提供的伽马射线的能量数据包；下位机根据标准波形和所述伽马射线能量数据包，输出对应能量的伽马射线探测波形。2.根据权利要求1所述的伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，所述能量数据包包括探测数据包、标定探测数据包；所述探测数据包包括标定探测同步数据、第一相对时间数据、能量数据，所述能量数据包括低增益能量数据、高增益能量数据；标定探测数据包包括标定探测同步状态数据、第二相对时间数据和标定能量数据。3.根据权利要求2所述的伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，所述上位机用于：设置各能道对应的最小能量与最大能量；根据所述能道能量对应关系确定各所述能量数据对应的能道，并将所述能量数据转换为能道数据发送至所述下位机。4.根据权利要求3所述的伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，所述根据标准波形和所述伽马射线能量数据包，输出对应能量的伽马射线探测波形包括：根据波形幅值与能量的比值相同的原则、以及所述能量能道对应关系，计算从所述上位机接收的能道数据所对应的探测波形各点的幅值，所述标准波形为指定能量对应的波形；根据所述第一相对时间，计算各探测波形的产生时间，并作为对应探测波形起始点的产生时间，所述第一相对时间数据指相邻探测波形之间的时间间隔。5.根据权利要求4所述的伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，所述根据标准波形和所述伽马射线能量数据包，输出对应能量的伽马射线探测波形还包括：将所计算的探测波形的各点幅值与临界值比较，若大于临界值，将该点的幅值更新为所述临界值。6.根据权利要求1所述的伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，还包括：根据所述标定探测同步数据，判断是否生成所述标定探测波形，若为是则启动第二时间计算单元；根据所述标定探测同步状态和所述第二相对时间，计算所述标定探测波形的产生时间，所述标定探测同步状态用于表示所述标定探测波形与所述探测波形的先后顺序，所述第二相对时间数据是指所述标定探测波形与对应探测波形之间的时间差，所述标定探测波形为与所述标定能量数据对应的波形。7.根据权利要求1所述的伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，所述能量数据包包括粒子探测数据包，所述粒子探测数据包包括第三相对时间、粒子能量；此时，所述伽马射线探测数据包还包括粒子探测同步数据。8.根据权利要求7所述的伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，还包括：根据所述粒子探测同步数据，判断是否生成所述粒子探测波形，若为是则启动第三时间计算单元；根据所述第三相对时间，计算所述粒子探测波形的产生时间，所述第三相对时间数据包含所述粒子探测波形与所述探测波形之间的时间差，所述粒子探测波形为与所述粒子能量对应的波形。9.根据权利要求4、6、8任一项所述的伽马射线探测波形产生方法，其特征在于，还包括：利用数字模拟转换器，基于各点的所述幅值和所述各点的产生时间，输出对应的波形。10.一种伽马射线探测波形模拟器，其特征在于，所述模拟器包括：上位机，配置用于提供伽...

【专利技术属性】
技术研发人员：师昊礼，刘江涛，李陆，张永杰，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11