本实用新型专利技术公开了一种机载吊舱辐射环境监测装置，包括主控板和工控机电脑，所述主控板和工控机电脑之间通过无线数据透传模块相连接，主控板通过数字多道板和光电倍增管连接溴化澜晶体，主控板通过数字多道板和光电倍增管PMT连接NaI探头，主控板通过数字多道板和光电倍增管PMT连接积分采集板，主控板通过数字多道板和光电倍增管PMT连接塑料闪烁体，主控板还连接硅PIN探测器，主控板上还连接有高度计和定位模块，本实用新型专利技术的有益效果是：1、实现吊舱式剂量率的测量范围更宽，能响线性度好。2、溴化澜与NaI双探头的核素测量，实现高分辨率与高探测效率的结合。辨率与高探测效率的结合。辨率与高探测效率的结合。
【技术实现步骤摘要】
一种机载吊舱辐射环境监测装置
[0001]本技术涉及监测
，具体是一种机载吊舱辐射环境监测装置。
技术介绍
[0002]无人机航空放射性探测技术的研发及应用目前国内还处于摸索阶段，机载吊舱辐射环境监测装置通常采用固定翼式飞机或大型直升飞机搭载大体积的NaI(Tl)晶体或高分辨率的高纯锗作为辐射探测器。目前主要有美国的PICO公司，法国的RMD以及国内的成都理工大学、河北航测遥感中心、中国国土资源航空物探遥感中心开展过相关科学研究工作。
[0003]1、现有吊舱剂量率测量，一般采用NaI探头+GM管探头的方式，该方式测量能响一般只能测到50keV～3MeV，对于30keV的低能射线要不无法测到要不误差极大，并且剂量上限也很难达到10Gy/h的剂量率。
[0004]2、现有吊舱式剂量率测量，一般采用NaI+GM双探头方式实现，但测量无法很好的兼容能量响应与测量范围上限。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于提供一种机载吊舱辐射环境监测装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种机载吊舱辐射环境监测装置，包括主控板和工控机电脑，所述主控板和工控机电脑之间通过无线数据透传模块相连接，主控板通过数字多道板和光电倍增管连接溴化澜晶体，主控板通过数字多道板和光电倍增管PMT连接NaI探头，主控板通过数字多道板和光电倍增管PMT连接积分采集板，主控板通过数字多道板和光电倍增管PMT连接塑料闪烁体，主控板还连接硅PIN探测器，主控板上还连接有高度计和定位模块。
[0008]作为本技术的进一步方案：所述工控机电脑上设有显示器和键盘。
[0009]作为本技术的进一步方案：所述定位模块包括GPS模块和北斗模块。
[0010]作为本技术的进一步方案：所述NaI探头为2升NaI探头。
[0011]作为本技术的进一步方案：所述NaI探头包括探测器、前置放大器、主放大器、高压电源、电源管理模块、ADC模块、FPGA模块和MCU，电源管理模块分别连接高压电源、前置放大器、主放大器、高压电源、ADC模块、FPGA模块和MCU，高压电源还连接探测器，探测器、前置放大器、主放大器、ADC模块、FPGA模块和MCU依次连接，MCU还连接通讯模块。
[0012]作为本技术的进一步方案：所述主放大器包括极零相消电路、极性转换电路、积分滤波放大电路和二次积分电路及基线恢复电力，主放大器包括极零相消电路、极性转换电路、积分滤波放大电路和二次积分电路及基线恢复电力依次连接。
[0013]作为本技术的进一步方案：所述主控板上还设有用于连接无人机的通讯接口。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、实现吊舱式剂量率的测量范围更
宽，能响线性度好。2、溴化澜与NaI双探头的核素测量，实现高分辨率与高探测效率的结合。
附图说明
[0015]图1是本技术的系统方框图。
[0016]图2为本技术的结构图。
[0017]图3是双探头切换流程图
[0018]图4为伽马能谱探测单元原理图。
[0019]图5为分压器的结构图。
[0020]图6为前置放大器与主放大器之间连接方式图。
[0021]图7为主放大器原理图。
[0022]图8为数字化处理模块原理图。
[0023]图9为信号处理流程图。
[0024]图10为剂量率线性曲线图。
[0025]图11为能量响应线性度误差图。
[0026]图中：1-2L的NaI探测器；2、恒温控制器；3、1.5英寸溴化澜探测器；4、塑料闪烁体探测器；5、硅PIN探测器主控板；6、与无人机通信接口。
具体实施方式
[0027]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]请参阅图1，实施例1：本技术实施例中，一种机载吊舱辐射环境监测装置，由溴化澜探头、NaI探头、塑料闪烁体、硅PIN、GPS信号获取单元、高度计、主控制器、无线透传、地面站设备、能谱分析处理及飞行平台控制软件组成。系统组成如图1所示。
[0029]空中辐射监测系统设计为由辐射探测器、信号采集模块、GPS定位模块（利用机载设备）、图像采集模块（利用机载设备）、数据通讯模块（利用机载设备）组成。辐射探测器采用大体积的碘化钠晶体探测器、塑料闪烁体探测器、硅PIN探测器进行组合测量，可实现剂量率异常监测、放射源定位、核素识别和覆盖跨越7个量级的剂量率监测；信号采集板卡主要包括前置放大器、高速A/D采样模块、FPGA、微处理器、高低压电源等。
[0030]双探头切换流程，
[0031]开机后，实时采用NaI探头进行剂量率测量，当发现剂量率大于本底值，同步用NaI探头与溴化澜探头进行采集谱线数据，先采用NaI探头进行核素识别，如果无法识别出核素，则采用溴化澜探测器的核素进行识别核素。工作流程图如图3所示。
[0032]伽马能谱探测单元设计：
[0033]伽马能谱探测单元由前放、电源底板和多道脉冲幅度分析器组成；完成了对放射性物质发射出射线的采集，并将其转换成脉冲信号被多道脉冲能谱分析器分析输出原始波形，输出原始谱线和核素识别结果。如图4所示。
[0034]1）前放、电源底板设计：
[0035]伽马能谱探测单元电源底板设计包括了探测器、前放设计、高压电源设计，实现对探头的供电和信号的初步放大。
[0036]（1）探测器设计：探测器由晶体、光电倍增管(PMT)或者SIPM、分压器和前置放大器等组成，封装在铝壳中，外壳一般用薄铝做成，内壁采用坡莫合金作为磁屏蔽，以防止在强外磁场附近磁场漏入光电倍增管而影响输出脉冲幅度和分辨率。同时分压器采用如下图所示，由于无源偏置电路后几级电压跌落比较严重，造成分压不均衡，因此有源偏置电路采用了电压性场效应晶体作用跟随器，稳定R1-Rn各级的电压，稳压效果更好功耗更低，倍增级和阳极之间的电流变化对分压电阻链的影响几乎为零。
[0037]（2）放大电路：
[0038](a):电荷灵敏前置放大器具有良好的低噪声性能，其输出信号幅度基本上不受探测器的极间电容、放大器开环时的输入电容以及电压增益等参数稳定性的影响。目前，在高分辨能谱测量系统中，都采用电荷灵敏前置放大器。前置放大器与主放大器之间用一般采用如图6所示：屏蔽较好的电缆连接，可以抑制外界干扰。除了前置放大器要有良好的屏蔽以及足够的放大倍数外，在传送弱信号时，所用电缆也要有良好的屏蔽和抑制噪声的性能。必要时，还需要使用低噪声双层屏蔽电缆或双芯电缆。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机载吊舱辐射环境监测装置，包括主控板和工控机电脑，其特征在于，所述主控板和工控机电脑之间通过无线数据透传模块相连接，主控板通过数字多道板和光电倍增管连接溴化澜晶体，主控板通过数字多道板和光电倍增管PMT连接NaI探头，主控板通过数字多道板和光电倍增管PMT连接积分采集板，主控板通过数字多道板和光电倍增管PMT连接塑料闪烁体，主控板还连接硅PIN探测器，主控板上还连接有高度计和定位模块。2.根据权利要求1所述的一种机载吊舱辐射环境监测装置，其特征在于，所述工控机电脑上设有显示器和键盘。3.根据权利要求1所述的一种机载吊舱辐射环境监测装置，其特征在于，所述定位模块包括GPS模块和北斗模块。4.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘思平，李晨，张志勇，杨奎，
申请(专利权)人：上海仁机仪器仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：
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