基于天然特征峰的海水伽马能谱温度漂移周期性校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于天然特征峰的海水伽马能谱温度漂移周期性校正方法，属于放射性核素测量技术领域，包括：设置一个短周期；利用海水放射性传感器对待测海水进行伽马能谱测量；在每一个短周期结束时，提取海水放射性传感器在该短周期内测得的海水温度以及伽马能谱中的全部道址；利用校正算法计算所述全部道址的校正值；存储校正后的短周期伽马能谱，并将其与之前已经校正的短周期伽马能谱按照时间顺序依次累加保存，以获得长时间连续的消除温度漂移的伽马能谱。本发明专利技术从数据处理角度入手，对发生温度漂移的伽马能谱进行校正，校正算法简单，灵活方便，无需引入参考源，解决了参考源引入对伽马能谱解析造成干扰的问题。考源引入对伽马能谱解析造成干扰的问题。考源引入对伽马能谱解析造成干扰的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于天然特征峰的海水伽马能谱温度漂移周期性校正方法


[0001]本专利技术属于放射性核素测量
，具体地说，是涉及一种基于天然特征峰的海水伽马能谱温度漂移周期性校正方法。

技术介绍

[0002]海水放射性含量是评价海水生态环境的一项重要指标，是进行海水生态环境评估和海洋科学实验的重要依据。目前，对海水放射性含量进行长期监测主要采用海水原位伽马能谱测量方法。其中，基于碘化钠晶体探测方法研制而成的海水放射性传感器凭借其良好的性能和较低的成本等优势，已经成为目前国内外进行海水放射性含量监测的主流方式。
[0003]但是，海水放射性传感器中的碘化钠晶体、光电倍增管和电子元器件等部分均具有温度效应，在海上长期原位工作过程中容易受到温度变化的影响，导致所测量的伽马能谱产生温度漂移，从而给后续的伽马能谱解析工作带来困难。因此，为了保证海水放射性传感器在海上长期工作过程中测量结果的准确性和有效性，需要对海水放射性传感器进行温度漂移校正。
[0004]现阶段，大部分伽马能谱温度漂移校正方法都需要引入参考源，参考源会在伽马能谱中形成参考峰，并以此作为温度漂移校正的基准。但是，海水放射性含量是低水平或极低水平的，引入参考源不可避免的会对海水实测伽马能谱产生一定程度的干扰，继而影响伽马能谱解析的准确性。
[0005]而自然环境中广泛分布着放射性物质，包括从地球起源时就存在的天然放射性核素和人类核实验产生的人工放射性核素。其中，在天然放射性核素中，钾元素中的
40
K核素和铊元素中的
208
Tl核素相对含量较高，能够在伽马能谱中产生较为明显的天然特征峰，因此，可以使用
40
K核素和
208
Tl核素的天然特征峰作为参考峰，在实验室进行温度
‑
道址关系标定，建立温度
‑
道址对应关系，确定校正算法的参数，进而对发生温度漂移的伽马能谱进行校正。
[0006]由于海水放射性传感器往往应用在需要长期运行的自动化监测平台上，因此，需要一种不引入参考源，不改变海水放射性传感器的硬件设计和结构，且应用灵活、方便的温度漂移校正方法。而对测量得到的伽马能谱数据进行算法校正，对伽马能谱数据进行软件层面的处理，显然是适合海水放射性传感器的实际工作场合的。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对海水放射性传感器测量得到的伽马能谱提出了一种温度漂移校正方法，旨在解决引入参考源的现有伽马能谱温度漂移校正方法，会对伽马能谱产生干扰，进而影响伽马能谱解析的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：基于天然特征峰的海水伽马能谱温度漂移周期性校正方法，包括：
设置一个短周期；利用海水放射性传感器对待测海水进行伽马能谱测量；在每一个短周期结束时，提取海水放射性传感器在该短周期内测得的海水温度以及伽马能谱中的全部道址；计算所述全部道址的校正值：；其中，、、、为校正系数；T为温度；存储校正后的短周期伽马能谱，并将其与之前已经校正的短周期伽马能谱按照时间顺序依次累加保存。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述校正系数的确定过程可以包括：在所述海水放射性传感器使用前首先进行温度
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道址关系标定，根据不同温度下选定天然核素的特征峰道址，建立温度
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道址对应关系；将不同温度与不同温度所对应的特征峰道址PE
T
分别代入以下温度校正函数f(T)，计算校正系数、、、：；其中，PE
R
为参考温度下选定天然核素的特征峰道址，所述参考温度为海水放射性传感器在能量刻度时的环境温度；PE
T
为参考温度以外的其他温度点下选定天然核素的特征峰道址。
[0010]在本申请的一些实施例中，为了消除干扰，提高温度
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道址关系标定过程中特征峰道址测量的准确度，可以对所述海水放射性传感器执行以下具体的温度
‑
道址关系标定过程：将海水放射性传感器整体放入水浴式温度试验箱中；调整温度试验箱的温度，使海水放射性传感器测量环境的实际温度在设定的温度调节范围内等梯度变化，形成至少4个温度点，且其中一个温度点为所述参考温度；在温度试验箱调整至某一设定的温度点时，利用海水放射性传感器在该温度点进行多次伽马能谱测量，计算选定天然核素在多次伽马能谱测量中的特征峰道址的平均值，分别记为该温度点下选定天然核素的特征峰道址；利用所设定的不同温度点和其对应的特征峰道址建立温度
‑
道址对应关系，以用于校正系数的计算。
[0011]在本申请的一些实施例中，为了提高校正算法的准确度，在确定所述校正系数时，可以选定两个天然核素，在对海水放射性传感器进行温度
‑
道址关系标定时，在每一个设定的温度点，分别计算两个选定天然核素在多次伽马能谱测量中的特征峰道址的平均值，使
用不同温度下选定天然核素各自特征峰道址的平均值建立温度
‑
道址对应关系，将两组对应关系分别代入温度校正函数f(T)，计算得到两组校正系数，取两组校正系数的平均值作为所述、、、，以提高道址校正值计算公式的合理性。
[0012]在本申请的一些实施例中，为了使校正算法在整个能谱范围内都能实现准确校正，在选择两种天然核素时，应在伽马能谱的整个道址范围内选择一个道址在前的天然核素和一个道址在后的天然核素。例如，针对整个能谱范围在1~1024道的情况，其中一种天然核素应选择在所述参考温度时的特征峰道址的准确值在450道之前，例如钾元素中的
40
K核素；另外一种天然核素应选择在所述参考温度时的特征峰道址的准确值在700道之后，例如铊元素中的
208
Tl核素。
[0013]在本申请的一些实施例中，为了提高能谱测量的准确性，在对海水放射性传感器进行温度
‑
道址关系标定的过程中，每一次进行伽马能谱测量的时长应等于实际使用过程中所设定的短周期的时长。这样不仅可以保证能谱测量的稳定性，而且通过配置标定条件与实测条件一致，可以保证校正算法的适用性，进而提高校正结果的准确性。
[0014]在本申请的一些实施例中，对于基于碘化钠晶体探测方法的海水放射性传感器，在对所述海水放射性传感器进行温度
‑
道址关系标定时，可以将温度测量模块安装在所述海水放射性传感器内部且紧贴所述碘化钠晶体的位置，以将碘化钠晶体表面的温度作为测量环境的实际温度，由此可以更加实时和准确地测量出传感器所处环境的实时温度变化。配置所述温度试验箱根据所述测量环境的实际温度调节水浴温度，使所述测量环境的实际温度分别稳定在不同的设定温度点。
[0015]在本申请的一些实施例中，在提取所述海水放射性传感器在每一个短周期结束时测得的海水温度时，可以将海水放射性传感器在该短周期测得的海水温度的平均值作为所述海水温度，以提高海水温度测量的准确性。
[0016]在本申请的一些实施例中，在需要提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于天然特征峰的海水伽马能谱温度漂移周期性校正方法，其特征在于，设置一个短周期；利用海水放射性传感器对待测海水进行伽马能谱测量；在每一个短周期结束时，提取海水放射性传感器在该短周期内测得的海水温度以及伽马能谱中的全部道址；计算所述全部道址的校正值：；其中，、、、为校正系数；T为温度；存储校正后的短周期伽马能谱，并将其与之前已经校正的短周期伽马能谱按照时间顺序依次累加保存。2.根据权利要求1所述的基于天然特征峰的海水伽马能谱温度漂移周期性校正方法，其特征在于，所述校正系数的确定过程为：在所述海水放射性传感器使用前首先进行温度
‑
道址关系标定，根据不同温度下选定天然核素的特征峰道址，建立温度
‑
道址对应关系；将不同温度与不同温度所对应的特征峰道址分别代入以下温度校正函数f(T)，计算校正系数、、、：；其中，PE
R
为参考温度下选定天然核素的特征峰道址，所述参考温度为海水放射性传感器在能量刻度时的环境温度；PE
T
为参考温度以外的其他温度点T下选定天然核素的特征峰道址。3.根据权利要求2所述的基于天然特征峰的海水伽马能谱温度漂移周期性校正方法，其特征在于，对所述海水放射性传感器进行温度
‑
道址关系标定的过程包括：将海水放射性传感器整体放入水浴式温度试验箱中；调整温度试验箱的温度，使海水放射性传感器测量环境的实际温度在设定的温度调节范围内等梯度变化，形成至少4个温度点，且其中一个温度点为所述参考温度；在温度试验箱调整至某一设定的温度点时，利用海水放射性传感器在该温度点进行多次伽马能谱测量，计算选定天然核素在多次伽马能谱测量中的特征峰道址的平均值，分别记为该温度点下选定天然核素的特征峰道址；利用所设定的不同温度点和其对应的特征峰道址建立温度
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道址对应关系，以用于所述校正系数的计算。4.根据权利要求3所述的基于天然特征峰的海水伽马能谱温度漂移周期性校正方法，
其特征在于，所选定的天然核素包括两个，在对海水放射性传感器进行温度
‑
道址关系标定时，在每一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖颖，石岩，吴丙伟，冯现东，袁达，程岩，王茜，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：