一种β射线信号处理器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种β射线信号处理器，包括屏蔽窗、闪烁体、光电倍增管、前置放大器、滤波成形电路、脉冲幅度甄别电路和电源模块；β射线通过屏蔽窗进入有机闪烁体，所述闪烁体将射线信号转换为光信号；光信号经光电倍增管转换为电流脉冲信号；从光电倍增管输出的电流脉冲信号依次经前置放大器放大、滤波成形电路进行滤波成形之后，再经过脉冲幅度甄别电路进行幅度甄别后输出方波信号；所述方波信号通过单稳态触发器整形输出标准TTL信号；所述电源模块为光电倍增管、前置放大器和脉冲幅度甄别电路供电。本实用新型专利技术降低了成本，可以广泛应用在环境监测(如PM2.5)、精密测量(测厚仪)和科学研究等方面。科学研究等方面。科学研究等方面。

【技术实现步骤摘要】
一种
β
射线信号处理器


[0001]本技术涉及核辐射探测
，具体涉及一种β射线信号处理器。

技术介绍

[0002]核辐射信号处理器又称核探测元件(nuclear detection element)。是探测辐射射线用的器件。常用的有电离室、计数管和闪烁计数器、原子核乳胶、固体核径迹信号处理器和半导体信号处理器等。这类探测元件可以测量辐射射线和它们的性质。其原理主要是利用射线与物质相互作用时所产生的多种效应。如应用带电粒子与物质作用产生电离的原理制作的电离室、计数管，以及α径迹信号处理器等；利用其荧光作用做成的闪烁计数器；利用电离和激发所引起的化学反应过程制作原子核乳胶，固体核径迹信号处理器等。对带电离子可直接应用上述性质，对不带电的粒子(如γ射线)，则应用其与物质作用的三种效应(光电效应、康普顿-吴有训效应、电子对效应)所产生的二次电子来达到上述目的。
[0003]目前随着我国应用核技术行业的大力发展，核辐射信号处理器的研制具有核心的地位和作用，如α、β、γ、中子等辐射粒子信号处理器在辐照、环境监测、核医疗、工业生产控制中发挥着不可替代的作用。
[0004]然而，现有的核辐射信号处理器的设计或制造仍然还依赖于国外的技术或者零部件，而无法做到完全国产化，从而导致核辐射信号处理器的成本高，不利于工业、医疗等领域的广泛应用。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种β射线信号处理器，本技术为一种能够测量低能β射线的计数型辐射信号处理器，完全实现了国产化，可以广泛应用在放射性污染的场所监测、空气质量的环境监测(如PM2.5)、工业过程控制的精密测量(测厚仪)、临床医学的核酸检测、幽门螺旋杆菌的经典检验、和科学研究等方面。
[0006]本技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种β射线信号处理器，包括屏蔽窗、闪烁体、光电倍增管、前置放大器、滤波成形电路、脉冲幅度甄别电路和电源模块；
[0008]其中，β射线通过屏蔽窗进入有机闪烁体，所述闪烁体将射线信号转换为光信号；光信号经光电倍增管转换为电流脉冲信号；从光电倍增管输出的电流脉冲信号依次经前置放大器放大、滤波成形电路进行滤波成形之后，再经过脉冲幅度甄别电路进行幅度甄别后输出方波信号；
[0009]所述方波信号通过单稳态触发器整形输出标准TTL信号；
[0010]所述电源模块为光电倍增管、前置放大器和脉冲幅度甄别电路供电。
[0011]本技术提供了一种测量低能β射线的计数型辐射信号处理器，其主要由屏蔽窗、闪烁体、光电倍增管(PMT)、前置放大器、滤波成形电路、脉冲幅度甄别电路和电源模块构成的高度集成一体化的小型装置，本技术的工作原理为：
[0012]β射线通过屏蔽窗口进入塑料闪烁体，与之发生相互作用，塑料闪烁体的分子被激发，其退激时向外发射荧光光子，荧光光子再被光电倍增管捕捉转换为电子，经过倍增放大后输出一个电流脉冲信号；此脉冲信号经过前置放大器放大、滤波成形后，再经过脉冲幅度比较器进行幅度甄别输出方波信号；最后再将方波信号通过单稳态触发器整形，输出具有固定脉冲宽度的标准TTL信号。
[0013]优选的，本技术的信号处理器还包括高压模块和分压器，所述电源模块用于将外部输入的直流电源传输给高压模块，通过高压模块转换成可调直流高压电源，该可调直流高压电源通过分压器为光电倍增管的倍增极分配高压。
[0014]本技术的光电倍增管(PMT)的工作条件是需要提供直流高压电源，因此本技术采用但不限于高压模块来将外部输入的直流电源转换为可调直流高压电源，之后再通过分压器为每一个倍增极分配高压，以达到光信号收集和电子倍增放大的目的。
[0015]本技术的电源模块一方面将输入的直流电源提供给高压模块用于转换为高压电源为光电倍增管供电，另一方面还将信号处理器外部的输入电压转换为低电压为信号处理器内部器件模块进行供电。优选的，本技术的电源模块用于将外部输入的直流电源转换为
±
5V低压供电。
[0016]本技术的屏蔽窗窗口是β射线进入信号处理器的端口，其作用是阻挡光线，避免光线进入到光电倍增管中造成干扰。但同时要使尽可能多的β射线穿过屏蔽窗，以提高测量效率。优选的，本技术的屏蔽窗的材料采用但不限于双层镀铝薄膜材料，能够很好地遮挡了光线并使有用的射线穿透。
[0017]优选的，本技术的镀铝薄膜厚度为3～12μm。
[0018]本技术中β射线通过屏蔽窗口进入闪烁体，与之发生相互作用，闪烁体的分子被激发，其退激时向外发射荧光光子，荧光光子再被光电倍增管捕捉转换为电子，经过倍增放大后输出一个电流脉冲信号。优选的，本技术的闪烁体采用但不限于NaI闪烁体、半导体闪烁体或塑料闪烁体。
[0019]优选的，本技术的前置放大器采用但不限于高速运算放大器AD8039。
[0020]优选的，本技术的滤波成形电路采用但不限于RC低通滤波器，所述RC低通滤波器滤除高频干扰，再调整参数使脉冲信号形状为准高斯波形，实现滤波成形。
[0021]优选的，本技术的幅度甄别单稳态整形电路采用但不限于高速比较器MAX907。
[0022]优选的，本技术的单稳态触发器采用但不限于74HCT221。
[0023]从光电倍增管输出的电流脉冲信号是非常微弱的，大约在毫伏量级，必须经过前置放大器将电流信号转换成电压信号，电压幅度放大到2伏左右才有利于后续电路的处理。放大后的电压脉冲信号经过低通滤波器滤除高频干扰，再选择合适参数使脉冲信号形状为准高斯波形，此即为滤波成形。再经过脉冲幅度比较器进行幅度甄别输出方波信号，最后再将方波信号通过单稳态触发器整形，输出具有固定脉冲宽度的标准TTL信号。TTL信号可以通过外接专用计数器或频率计直接读出脉冲计数值，或采用软件计算处理。
[0024]本技术具有如下的优点和有益效果：
[0025]本技术提供了一种测量低能β射线的计数型辐射信号处理器，完全实现了国产化，降低了成本，可以广泛应用在环境监测(如PM2.5)、精密测量(测厚仪)和科学研究等
方面。
附图说明
[0026]此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：
[0027]图1为本技术的信号处理器原理框图。
[0028]图2为本技术的信号处理器内部结构示意图。
具体实施方式
[0029]在下文中，可在本技术的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所技术的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本技术的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种β射线信号处理器，其特征在于，包括屏蔽窗、闪烁体、光电倍增管、前置放大器、滤波成形电路、脉冲幅度甄别电路和电源模块；其中，β射线通过屏蔽窗进入有机闪烁体，所述闪烁体将射线信号转换为光信号；光信号经光电倍增管转换为电流脉冲信号；从光电倍增管输出的电流脉冲信号依次经前置放大器放大、滤波成形电路进行滤波成形之后，再经过脉冲幅度甄别电路进行幅度甄别后输出方波信号；所述方波信号通过单稳态触发器整形输出标准TTL信号；所述电源模块为光电倍增管、前置放大器和脉冲幅度甄别电路供电。2.根据权利要求1所述的一种β射线信号处理器，其特征在于，还包括高压模块和分压器，所述电源模块用于将外部输入的直流电源传输给高压模块，通过高压模块转换成可调直流高压电源，该可调直流高压电源通过分压器为光电倍增管的倍增极分配高压。3.根据权利要求1所述的一种β射线信号处理器，其特征在于，所述电源模块用于将外部输入的直流电源转换为
±
5V低压供电。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：薛红松，
申请(专利权)人：薛红松，
类型：新型
国别省市：