便携式多道核谱仪研制

2362486 2017-10-19 | rar | 0.5 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

现代核谱测量仪器的发展逐渐趋于便携化、小型化和智能化。虽然之前的便携式核谱测量仪器集成度较高，但是成本和功耗也相对较高，已满足不了现代野外核辐射探测的需求。笔者所设计的便携式多道核谱仪采用STM32F103 作为控制器，利用控制器自身携带的ADC 采样，对γ 射线进行数据采集，处理后通过液晶显示模块对谱线进行显示; 同时也可将测量的数据存储在存储卡中，用于电脑更加精确地离线分析（利用设计的核谱处理软件），以弥补野外分析不足的缺陷。由于系统大部分的电路集成在控制器中，外围电路很少，并且采用了市场上高性能、低成本、低功耗的32 位处理器，因此与其他嵌入式核谱测量仪器相比，该设计不仅集成度和工作时间显著提高，而且成本和功耗也明显降低，更适合野外探测。
　　1 硬件系统设计
　　整个核谱仪的硬件系统由探测器及放大电路模块、高速数据采集和处理模块、程控运放模块、存储和显示模块组成。系统的结构如图1 所示。
　　便携式多道核谱仪研制

　　图1 硬件系统结构框图
　　1.1 放大电路的设计
　　核辐射测量中，探测器输出的信号比较小，需要加以放大再进行测量，而放大器分为前置放大和主放两部分。前置放大电路的主要作用是提高系统的信噪比和减少外界干扰，因此比较简单。前置放大器的体积小，紧靠探测器并与探测器构成一个整体，称为探头。
　　主放电路的主要作用是对信号进一步进行放大成形，以方便后续测量。经前置放大的信号首先通过C1-R3 组成的微分电路成形，然后通过一个反相线性放大节进行线性放大，利用C3-R5-R6极零相消电路消除下冲，然后经过有源积分滤波器将信号进一步放大成形，这时的信号就可用于后续工作中。主电路如图2 所示。
　　便携式多道核谱仪研制