本发明专利技术公开一种用于检测特定放射性核素的能量分段的方法，该方法采用NaI晶体及光电倍增管组成探测器组件，将高能射线转换为微弱脉冲信号，信号放大电路将微弱脉冲信号放大整形为一定幅度的信号供给后续电路，放大整形后的信号输出给采用2个低偏置电压高速比较器组成上甄别阈和下甄别阈判别电路，并由高精度低温漂集成电压基准源电路产生基准源，并由精密电位器调节后给比较器提供比较电压，调节电位器即调节上甄别阈和下甄别阈电压。本发明专利技术的优点在于：硬件简单易行，只需小尺寸的探测器，就可完成一定精度的测量，不需要大体积的屏蔽室，因此构成的定量检测仪器成本大大降低，使得普通的消费都也能购买使用特定核素的定量检测仪器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种检测放射性核素方法，尤其是一种用于检测特定放射性核素的能量分段的方法及其电路。
技术介绍
核探测技术领阈，一般都使用光电转换探测器将吸收的高能射线转换为微弱的电子脉冲，并通过信号处理技术转换成可测量的脉冲信号，信号的幅度则反应了射线的能量。要探测某种特定的放射性核素(如铯-137，Cs-137)的强度，则需要使用多道脉冲幅度分析器(mult1-channelanalyzer, MCA),取得特定的放射性核素对应能量峰位(如铯-137的电子对效应全能峰在662KeV)的脉冲计数，根据一定的算法，得到核素的强度。此方法在得到全能段谱线的情况下，提取出其中的一些特定的能段数据用于计算，并通过一定的修正得到最终的结果。此方法的不足在于需要使用多道脉冲幅度分析器获得全能段的谱线，硬件和算法都比较复杂，需要大尺寸的探测器，较大的仪器体积，高速的硬件检测电路，漫长的检测过程，不能采集较高计数率的脉冲信号，并且造价昂贵，特别是对于需要快速测量特定单个核素的场合不适用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于检测特定放射性核素的能量分段的方法及其电路，在简便直接的硬件电路上，采集特定能段数据，快速测量特定核素的含量。本专利技术的技术方案为:一种用于检测特定放射性核素的能量分段的方法，该方法采用NaI晶体及光电倍增管组成探测器组件，将高能射线转换为微弱脉冲信号，信号放大电路将微弱脉冲信号放大整形为一定幅度的信号供给后续电路，放大整形后的信号输出给采用2个低偏置电压高速比较器组成上甄别阈和下甄别阈判别电路，并由高精度低温漂集成电压基准源电路产生基准源，并由精密电`位器调节后给比较器提供比较电压，调节电位器即调节上甄别阈和下甄别阈电压；比较器输出信号给单稳态触发器构成的反符合电路和与非门电路，就可以得到幅度在上下甄别阈之间的特定脉冲信号；脉冲信号由MCU控制器采集后得到脉冲计数，经过线性滤波调整等算法计算数量，定量测量特定放射性核素；在对电路能量定标后，根据特定放射性核素的能量特征峰，调节上下阈值的电压，根据能段宽度调整相应的上下阈值的道宽，就可以适应各种不同的放射性核素的定量检测。用于检测特定放射性核素的能量分段的电路，该电路包括由探测器、放大电路、单道脉冲幅度分析器、微控制器电路，探测器在高压电源的激励下，将吸收高能射线，并转化微弱的电子信号；放大电路将探测器所得到的微弱电子信号放大并展宽为具有一定幅度的可测量的脉冲信号；单道脉冲幅度分析器将脉冲信号中，脉冲幅度介于上下甄别阈之间的甄别出来，给微控制器用于计数；微控制器获得指定幅度区间的脉冲计数后，通过特殊线性拟合算法计算，实现特定放射性核素的定量检测；单道脉冲幅度分析器包括上下阈值调节器、比较器、可重复触发的单稳态触发器、与非门电路，经过放大展宽后的脉冲信号，通过两个上下阈值比较器，得到正脉冲信号；再通过两个不同的可重复触发的单稳态触发器电路，输入到与非门电路。本专利技术的优点在于:硬件简单易行，只需小尺寸的探测器，就可完成一定精度的测量，不需要大体积的屏蔽室，因此构成的定量检测仪器成本大大降低，使得普通的消费都也能购买使用特定核素的定量检测仪器。由于使用硬件的脉冲计数，能测量很高的计数率(高达20K/s以上)，因此测量范围更高。通过比较器，使得脉冲幅度位于上下甄别阈值之间的脉冲才作为有效脉冲计入统计数据，从而方便地从能量谱线中取出特定能段的计数，屏蔽了不想测量的放射性核素的能量计数，从而使的单核素的测量结果更加精确。在需要测量不同放射性核素的场合，只需要通过调节上下甄别阈值水平，就可以得到不同放射性核素的电子对效应全能峰能量计数，灵活方便，适用于各种放射性核素的定量检测。针对某些放射性核素具有几个能量特征峰值，可以使多个单道脉冲幅度甄别电路，单独计数，就可以得到多个能段数据。附图说明图1为本专利技术所述的检测特定放射性核素的原理框 图2为单道脉冲幅 度分析器电路原理框 图3为单道脉冲幅度分析器电路 图4为单道脉冲幅度分析器逻辑时序图。图中J20为图3中的电位器VRl调节输出的上阈值电压、J21为图3中电位器VR2调节输出的下阈电压Jl为图3中的上阈值比较器U2A的输出信号、J3为图3中的下阈值比较器U2B的输出信号J24为图3中的上阈值单稳态触发器U4A的输出信号，J25为图3中的下阈值单稳态触发器U4B的输出信号；J2为图在中的与非门U6A的输出信号。具体实施例方式本专利技术采取以下技术方案:前端采用NaI晶体及光电倍增管组成探测器组件，将高能射线转换为微弱脉冲信号；信号放大电路将微弱脉冲信号放大整形为一定幅度的信号供给后续电路；放大整形后的信号输出给采用2个低偏置电压高速比较器组成上甄别阈和下甄别阈判别电路，并由高精度低温漂集成电压基准源电路产生基准源，并由精密电位器调节后给比较器提供比较电压，调节电位器即调节上甄别阈和下甄别阈电压。比较器输出信号给单稳态触发器构成的反符合电路和与非门电路，就可以得到幅度在上下甄别阈之间的特定脉冲信号。脉冲信号由MCU控制器采集后得到脉冲计数，经过线性滤波调整等算法计算数量，定量测量特定放射性核素。在对电路能量定标后，根据特定放射性核素的能量特征峰，调节上下阈值的电压，根据能段宽度调整相应的上下阈值的道宽，就可以适应各种不同的放射性核素的定量检测。如图1所示，本专利技术涉及的检测特定放射性核素的电路原理框图，包括由探测器、放大电路、单道脉冲幅度分析器、微控制器电路四大部分组成，探测器在高压电源的激励下，将吸收高能射线，并转化微弱的电子信号；放大电路将探测器所得到的微弱电子信号放大并展宽为具有一定幅度的可测量的脉冲信号；单道脉冲幅度分析器将脉冲信号中，脉冲幅度介于上下甄别阈之间的甄别出来，给微控制器用于计数；微控制器获得指定幅度区间的脉冲计数后，通过特殊线性拟合算法计算，实现特定放射性核素的定量检测。由于某些核素在能量谱线中具有几个能量特征峰，为了提高测量精度，可采用图1所示的多个单道脉冲幅度分析器，获取多个能段数据，更好地适应测量。如图2所示，单道脉冲幅度分析器由上下阈值调节器、比较器、可重复触发的单稳态触发器、与非门电路组成。经过放大展宽后的脉冲信号，通过两个上下阈值比较器(信号都从比较器负端输入)，得到正脉冲信号；再通过两个不同的可重复触发的单稳态触发器电路，输入到与非门电路。若输入的一个脉冲，幅度介于上下阈值之间，则单道脉冲幅度分析器会输出一个负脉冲，否则没有输出。如图3所 示为实际电路原理图，图中所示，精密电位器VRl的将2.5V的基准电压分压后，得到单道脉冲辐度分析器的上阀电压，调节端连接阻抗匹配电阻R2，再连接到比较器U2A的正输入端3脚，经过放大后的脉冲信号(AMP)连接了一个阻抗匹配电阻R3后再连到了比较器U2A的负输入端2脚；比较器U2A的比较输出端I脚连接了一个上拉电阻R1，同时连接到单稳态触发器U4A的负输入端11脚；U4A的8脚接地，16脚接电源，同时，电源和地之间并联了一个退耦电容C2，U4A的13脚和14脚之间并联了一个电阻R7和二极管VI，U4A的14脚和15脚之间并联了一个电容C4，R7和C4组成RC电路，决定了单稳态触发器的输出脉冲宽度，Vl为快速放电用。同理比较器U2B作为下阀比本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于检测特定放射性核素的能量分段的方法，其特征在于：该方法采用NaI晶体及光电倍增管组成探测器组件，将高能射线转换为微弱脉冲信号，信号放大电路将微弱脉冲信号放大整形为一定幅度的信号供给后续电路，放大整形后的信号输出给采用2个低偏置电压高速比较器组成上甄别阈和下甄别阈判别电路，并由高精度低温漂集成电压基准源电路产生基准源，并由精密电位器调节后给比较器提供比较电压，调节电位器即调节上甄别阈和下甄别阈电压；比较器输出信号给单稳态触发器构成的反符合电路和与非门电路，就可以得到幅度在上下甄别阈之间的特定脉冲信号；脉冲信号由MCU控制器采集后得到脉冲计数，经过线性滤波调整等算法计算数量，定量测量特定放射性核素；在对电路能量定标后，根据特定放射性核素的能量特征峰，调节上下阈值的电压，根据能段宽度调整相应的上下阈值的道宽，就可以适应各种不同的放射性核素的定量检测。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：范美仁，易勇，瞿金辉，
申请(专利权)人：贝谷科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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