一种海洋放射性测量传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种海洋放射性测量传感器，包括采集单元、信号处理单元、感温元件和控制单元；所述采集单元用于采集反射性核素发出的γ射线，并根据γ射线的能量生成与之对应的脉冲电压；所述信号处理单元接收所述采集单元输出的脉冲电压，并对所述脉冲电压的幅度进行放大处理；所述感温元件用于检测所述传感器的温度；所述控制单元接收所述感温元件输出的温度检测信号，并输出增益放大值至所述的信号处理单元，通过调节信号处理单元的放大增益，以调整所述脉冲电压的幅度。本实用新型专利技术的传感器可以对海洋环境中的放射性核素进行长期、自动化、连续监测，并可适用于各种海洋自动化监测平台，并可推广应用到其他水体环境的放射性监测工作过程中。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于海洋放射性测量
，具体地说，是设及一种用于对海洋的 放射性情况进行现场检测的测量装置。
技术介绍
我国对海洋的放射性监测仍然停留在传统的现场采样和带回实验室检测的方式， 程序繁琐，耗时费力。更重要的是，运种断续的检测模式不可能对海洋的放射性情况进行有 效监测，更难进行污染的及时预警。 基于化KT1)闪烁体设计的丫谱仪因为具有探测效率高、适用溫度范围宽、性能稳 定、成本和功耗低等优点，在环境放射性测量、工业在线核测控、采矿及核防护安全等领域 有着广泛的应用。目前，国外已经研制出了基于Nal (T1)闪烁体丫谱仪的海洋放射性现场测 量传感器并获得了实际应用，该技术是目前及未来一段时间内海洋放射性现场测量技术的 发展和应用重点。值得注意的是，海洋环境监测和灾害预警的特点在于需要获取长期、连续 的监测数据，要求用于海水放射性监测的传感器必须具有长期、自动化和稳定、可靠运行的 功能。但是，由于化KT1)闪烁晶体、光电倍增管和电子学系统都具有一定的溫度效应，任何 溫度变化都会引起传感器输出的能谱峰位发生漂移，W致对能谱解析造成困难，影响到海 洋放射性核素的识别和活度检测结果。因此，研究解决长时间、自动、连续测量情况下发生 的γ谱峰漂移，是海洋放射性现场监测设备的关键技术。 传统的陆地放射性检测多通过已知核素的特征峰位进行稳谱，或者将传感器置入 恒溫装置，W达到稳谱的目的。但是，运种传统的稳谱方法显然不适合海洋放射性现场的自 动化、长期连续监测的应用要求。对于其他稳谱方法，多通过引入稳定内置放射性标准参考 源或者LED、激光等参考源的等效丫峰位，W达到稳定待测能区谱峰的目的。但是，运些参考 源自身也会受溫度影响，造成参考源参考峰位的漂移，进而影响传感器的稳谱结果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种海洋放射性测量传感器，通过在传感器上配置感 溫元件，使传感器具备感应自身溫度变化的功能，由此可W为解决传感器溫漂问题提供硬 件上的技术支持。 为解决上述技术问题，本技术采用W下技术方案予W实现： -种海洋放射性测量传感器，包括采集单元、信号处理单元、感溫元件和控制单 元;其中，所述采集单元用于采集反射性核素发出的丫射线，并根据丫射线的能量生成与之 对应的脉冲电压;所述信号处理单元接收所述采集单元输出的脉冲电压，并对所述脉冲电 压的幅度进行放大处理;所述感溫元件用于检测所述传感器的溫度;所述控制单元接收所 述感溫元件输出的溫度检测信号，并输出增益放大值至所述的信号处理单元，通过调节信 号处理单元的放大增益，W调整所述脉冲电压的幅度。 进一步的，在所述采集单元中设置有化I(Tl)晶体和光电倍增管，所述化KT1)晶 体用于采集反射性核素发出的γ射线，并发出光子;所述光电倍增管的受光面紧贴所述化I (T1)晶体安装，通过Nal(Tl)晶体发出的光子聚集在光电倍增管的光阴极上，进而在光电倍 增管的输出端形成信号幅度与所述γ射线的能量成正比的脉冲电压并输出。 优选的，所述光电倍增管优选采用不含钟的光电倍增管。 又进一步的，在所述信号处理单元中设置有前置放大器和信号调理模块，所述前 置放大器接收所述光电倍增管输出的脉冲电压，并对所述脉冲电压进行初级放大;所述信 号调理模块根据所述控制单元输出的增益放大值调整其放大增益，并接收前置放大器输出 的脉冲电压，并根据调整后的放大增益对所述脉冲电压的幅度进行调整。 为了提高溫度检测的准确度，在所述化ΚΤ1)晶体的外部包裹有侣外壳，所述感溫 元件通过导热硅胶粘贴在所述Nal(Tl)晶体的侣外壳上，并通过不诱钢卡髓进行固定。 优选的，所述感溫元件为溫度传感器，所述溫度传感器的一端为探头部分，所述探 头部分伸入到所述的不诱钢卡髓中，另一端连接导线，所述导线伸入到传感器内部，并连接 所述的控制单元。 进一步的，在所述传感器中还设置有多道脉冲幅度分析模块和接口，所述多道脉 冲幅度分析模块接收所述信号调理模块输出的脉冲电压，并生成T能谱数据通过所述接口 输出至外部的用户设备。 优选的，所述接口优选采用RS232接口。 再进一步的，在所述传感器中还设置有电源模块，接收外部供电并转换成不同的 供电电源，为所述采集单元、信号处理单元、感溫元件、控制单元和多道脉冲幅度分析模块 供电。 为了使所述海洋放射性测量传感器能够适应海洋作业环境，本技术在所述传 感器的外部还包覆有防水、耐压外壳，在所述外壳上设置有防水插头，所述防水插头通过数 据线连接所述的接口，通过电源线连接所述的电源模块。 与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是:本技术通过在海洋放射 性测量传感器上增设感溫元件，通过感溫元件检测传感器的自身溫度变化，由此可W为传 感器调整其自身的放大增益提供依据，继而为解决传感器的溫漂问题提供了硬件上的技术 支持。采用本技术的传感器，不仅可W对海洋环境中的海水、海底沉积物和海洋生物等 放射性核素的活度进行长期、自动化、连续监测，而且还可适合于各种海洋自动化监测平 台，并能推广应用到其他水体环境的放射性长期、自动化和连续监测的工作过程中。 结合附图阅读本技术实施方式的详细描述后，本技术的其他特点和优点 将变得更加清楚。【附图说明】 图1是本技术所提出的海洋放射性测量传感器的一种实施例的外部结构示意 图； 图2是图1所示传感器的一种实施例的电路原理框图； 图3是图1所示传感器的溫漂自校正方法的一种实施例的工作流程图。【具体实施方式】 下面结合附图对本技术的【具体实施方式】进行详细地描述。 本实施例的海洋放射性测量传感器为了解决传感器因其自身溫度变化而导致通 过其检测生成的丫能谱数据的峰位发生漂移的问题，提出了一种可W检测自身溫度变化的 海洋放射性测量传感器。通过使海洋放射性测量传感器具备自身溫度检测功能，从而可W 根据传感器的自身溫度变化调整传感器的放大增益，进而使其生成的脉冲电压的幅度可W 根据传感器的溫度变化进行调整。通过将传感器生成的脉冲电压的幅度调整到所述传感器 在基准溫度下对相同放射性核素进行测量时所对应的脉冲电压的幅度上，从而在利用所述 传感器生成的脉冲电压进行能量刻度时，便可W对应到正确的道址上，实现对丫谱峰漂移 的校正，继而得到准确的γ能谱数据。 基于上述设计思想，本实施例首先在海洋放射性测量传感器1上增设感溫元件2， 例如溫度传感器等，如图1所示，W用于对传感器1的溫度进行实时检测。对于基于化I (Τ1) 晶体设计的传感器1来说，由于在整个传感器1中，化ΚΤ1)晶体的溫度变化对丫谱峰漂移的 影响最为明显，因此，本实施例优选对化ΚΤ1)晶体的溫度进行检测，结合化ΚΤ1)晶体的溫 度变化对传感器的放大增益进行调整，W校正丫能谱数据的峰位漂移。 为了对所述化I (Τ1)晶体的溫度变化实现准确检测，本实施例首先将所述化I (Τ1) 晶体包裹在一层侣外壳4中，所述Nal(Tl)晶体位于图1所示传感器1的右侧，即传感器1的前 端。利用导热硅胶将所述感溫元件2粘贴到所述侣外壳4上，并使感溫元件2的探头部分紧贴 Nal(T1)晶体所在的位置，W准确感测Nal(T1)晶体的溫度变化。 为了提高感溫元件2在传感器1上安装固定的可靠性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋放射性测量传感器，其特征在于，包括：采集单元，用于采集反射性核素发出的γ射线，并根据γ射线的能量生成与之对应的脉冲电压；信号处理单元，接收所述采集单元输出的脉冲电压，并对所述脉冲电压的幅度进行放大处理；感温元件，用于检测所述传感器的温度；控制单元，接收所述感温元件输出的温度检测信号，并输出增益放大值至所述的信号处理单元，通过调节信号处理单元的放大增益，以调整所述脉冲电压的幅度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖颖，张颖，刘东彦，吴丙伟，胡云川，孔祥峰，赵阳，程岩，王昭玉，王茜，郭翠莲，刘岩，吴宁，张述伟，张丽，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：新型
国别省市：山东;37