一种伽马能谱仪制造技术

本发明专利技术提供一种伽马能谱仪，包括探测端和远程监测端；探测端包括探测模块，用于将伽马射线转化为电信号；信号处理模块，用于对探测器阵列输出的电信号进行整形放大处理；数据采集分析模块，用于对整形放大后的电脉冲信号进行采样分析；温度检测模块，用于获取所处工作环境的温度；报警模块，用于发出声光报警；无线通讯模块，用于实现探测端和远程监测端的数据传输；微处理器，在温度超过阈值时控制报警模块进行报警；对数据采集分析模块、信号处理模块及无线通讯模块进行控制，用于进行数据处理和传输；远程监测端包括可视化界面和数据处理软件，数据处理软件包括用于识别核素的核素识别模块，以及用于进行测量氡气含量的氡气含量测量模块。

【技术实现步骤摘要】
一种伽马能谱仪
本专利技术涉及伽马射线的能谱探测领域，具体涉及一种伽马能谱仪。
技术介绍
伽马能谱仪广泛用于地质工业、食品、卫生环境的放射性监测和建筑材料生产和检测、建工行业等领域。在这些应用中，很多都在现场工作，需要仪器功能满足技术要求的同时又需要具有操作方便、功耗低、结构便携等优势。现有的伽马能谱仪主要有两类：一类是以现有的计算机为数据处理中心构建的伽马能谱仪，这类伽马能谱仪具有很强的处理数据和实时显示普线的能力，测量端与计算机主要采用串口或USB通讯方式，这两种通讯方式必须要有线缆进行物理连接，在野外操作不方便，线缆容易出现接触不好、短接等故障，且整机功耗大，体积大，难以集成为专用仪器，不适于野外测量。另一类是以单片机构建的伽马能谱仪，目前这类伽马能谱仪最新的集成有液晶和键盘，操作方便，具有数据采集、显示、和存储等基本功能，但数据处理能力不强，不适应进行大型数据运算，无法满足现场技术人员的需要，同时，这类伽马能谱仪在传统伽马能谱仪增加的液晶和键盘的模块，同样也增加了仪器的体积和功耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种伽马能谱仪，该伽马能谱仪可以很好地解决上述问题。为达到上述要求，本专利技术采取的技术方案是：提供一种伽马能谱仪，该伽马能谱仪包括探测端和远程监测端；探测端包括：探测模块，包括闪烁晶体阵列、光导阵列及探测器阵列，闪烁晶体阵列的接收端靠近伽马射线源，闪烁晶体阵列的出射端靠近光导阵列，闪烁晶体阵列将伽马射线转换成可见光，光导阵列将可见光引导至探测器阵列，探测器阵列将可见光转换成电信号；信号处理模块，输入端与探测器阵列的输出端连接，输出端与数据采集分析模块的输入端连接，用于对探测器阵列输出的电信号进行整形放大处理；数据采集分析模块，与信号处理模块的输出端连接，用于对整形放大后的电脉冲信号进行采样分析；温度检测模块，用于获取所处工作环境的温度；报警模块，用于发出声光报警；无线通讯模块，用于实现探测端和远程监测端的数据传输；微处理器，对温度检测模块和报警模块进行控制，在温度超过阈值时控制报警模块进行报警；对数据采集分析模块、信号处理模块及无线通讯模块进行控制，用于进行数据处理和传输；远程监测端包括可视化界面和具有图形化功能的数据处理软件，数据处理软件包括核素识别模块和氡气含量测量模块；核素识别模块采用反卷积分算法对数据采集分析模块的处理结果进行解析，实现核素的识别；氡气含量测量模块对数据采集分析模块的处理结果进行解析，计算出214Bi的含量，再根据214Bi的含量计算出氡气的含量。该伽马能谱仪具有的优点如下：(1)包括探测端和与探测端数据连接的远程监测端，探测端主要用于现场勘探，然后将探测的数据进行初步处理后发送至远程监测端，由远程监测端来完成进一步解析，实现核素的识别；因此，探测端无需显示屏和键盘，大大降低了仪器的体积、重量和功耗；(2)氡气会在很短的时间内衰变成214Bi，214Bi放出伽马射线，本专利技术在远程监测端增加氡气含量测量模块，可以通过探测端探测到的伽马射线计算出214Bi的含量，并通过214Bi的含量反推出氡气的含量，实现氡气含量测量的功能，扩大了该能谱仪的使用范围；(3)每根闪烁晶体与其对应的光导和探测器构成各自独立的伽马射线的探测通道，每条探测通道对应独立的数字多道脉冲处理器，避免了脉冲信号相互干扰的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的伽马能谱仪的结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。根据本申请的一个实施例，提供一种伽马能谱仪，如图1所示，包括探测端和远程监测端。探测端包括：探测模块，包括闪烁晶体阵列、光导阵列及探测器阵列，闪烁晶体阵列的接收端靠近伽马射线源，闪烁晶体阵列的出射端靠近光导阵列，闪烁晶体阵列将伽马射线转换成可见光，光导阵列将可见光引导至探测器阵列，探测器阵列将可见光转换成电信号；信号处理模块，输入端与探测器阵列的输出端连接，输出端与数据采集分析模块的输入端连接，用于对探测器阵列输出的电信号进行整形放大处理；数据采集分析模块，与信号处理模块的输出端连接，用于对整形放大后的电脉冲信号进行采样分析；温度检测模块，用于获取所处工作环境的温度；报警模块，用于发出声光报警；无线通讯模块，用于实现探测端和远程监测端的数据传输；微处理器，对温度检测模块和报警模块进行控制，在温度超过阈值时控制报警模块进行报警；对数据采集分析模块、信号处理模块及无线通讯模块进行控制，用于进行数据处理和传输。远程监测端包括可视化界面和具有图形化功能的数据处理软件，数据处理软件包括核素识别模块和氡气含量测量模块。核素识别模块采用反卷积分算法对数据采集分析模块的处理结果进行解析，实现核素的识别。根据222Rn的衰变纲图可知，222Rn首先通过α衰变为218Po，而99.98％的218Po会通过α衰变为214Pb，214Pb通过β-衰变为214Bi，214Bi放出伽马射线，被该伽马能谱仪的探测端探测到，氡气含量测量模块根据数据采集分析模块的初步处理结果计算出214Bi的含量；由于整个衰变的过程发生得很快，所以氡气含量测量模块可以通过214Bi的含量反推出222Rn的含量，实现测量氡气含量的过程。闪烁晶体阵列由多个闪烁晶体沿二维周期排布组成，所述光导阵列由与闪烁晶体相同多的光导沿二维周期排布组成，所述探测器阵列由与闪烁晶体相同多的探测器沿二维空间周期排布组成。闪烁晶体阵列设置在屏蔽壳内，且闪烁晶体阵列外围由里到外依次包裹反光层、绝缘层和避光层。闪烁晶体为碘化铯晶体。探测端还包括GPS模块，GPS模块包括GPS天线和GPS数据处理模块，GPS数据处理模块一端与GPS天线连接，另一端通过串口与微处理器连接。在GPS测量方面，微处理器通过串口向GPS模块发指令，从而控制GPS模块工作；GPS数据处理模块通过GPS天线接收卫星数据，通过模块内部处理单元处理数据后，得到测点的经纬度以及高程位置数据，由微处理器通过串口读取这个数据并保存到Flash中。探测端还包括低压电源模块，低压电源模块为14V可反复充电式的锂电池，为探测端的各个模块供电。以上所述实施例仅表示本专利技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本专利技术范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术保护范围。因此本专利技术的保护范围应该以所述权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伽马能谱仪，其特征在于，包括探测端和远程监测端；探测端包括：探测模块，包括闪烁晶体阵列、光导阵列及探测器阵列，闪烁晶体阵列的接收端靠近伽马射线源，闪烁晶体阵列的出射端靠近光导阵列，闪烁晶体阵列将伽马射线转换成可见光，光导阵列将可见光引导至探测器阵列，探测器阵列将可见光转换成电信号；信号处理模块，输入端与探测器阵列的输出端连接，输出端与数据采集分析模块的输入端连接，用于对探测器阵列输出的电信号进行整形放大处理；数据采集分析模块，与信号处理模块的输出端连接，用于对整形放大后的电脉冲信号进行采样分析；温度检测模块，用于获取所处工作环境的温度；报警模块，用于发出声光报警；无线通讯模块，用于实现探测端和远程监测端的数据传输；微处理器，对温度检测模块和报警模块进行控制，在温度超过阈值时控制报警模块进行报警；对数据采集分析模块、信号处理模块及无线通讯模块进行控制，用于进行数据处理和传输；远程监测端包括可视化界面和具有图形化功能的数据处理软件，数据处理软件包括核素识别模块和氡气含量测量模块；核素识别模块采用反卷积分算法对数据采集分析模块的处理结果进行解析，实现核素的识别；氡气含量测量模块对数据采集分析模块的处理结果进行解析，计算出...

【技术特征摘要】
1.一种伽马能谱仪，其特征在于，包括探测端和远程监测端；探测端包括：探测模块，包括闪烁晶体阵列、光导阵列及探测器阵列，闪烁晶体阵列的接收端靠近伽马射线源，闪烁晶体阵列的出射端靠近光导阵列，闪烁晶体阵列将伽马射线转换成可见光，光导阵列将可见光引导至探测器阵列，探测器阵列将可见光转换成电信号；信号处理模块，输入端与探测器阵列的输出端连接，输出端与数据采集分析模块的输入端连接，用于对探测器阵列输出的电信号进行整形放大处理；数据采集分析模块，与信号处理模块的输出端连接，用于对整形放大后的电脉冲信号进行采样分析；温度检测模块，用于获取所处工作环境的温度；报警模块，用于发出声光报警；无线通讯模块，用于实现探测端和远程监测端的数据传输；微处理器，对温度检测模块和报警模块进行控制，在温度超过阈值时控制报警模块进行报警；对数据采集分析模块、信号处理模块及无线通讯模块进行控制，用于进行数据处理和传输；远程监测端包括可视化界面和具有图形化功能的数据处理软件，数据处理软件包括核素识别模块和氡气含量测量模块；核素识别模块采用反卷积分算...

【专利技术属性】
技术研发人员：解波，葛良全，熊盛青，曾国强，郭生良，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51