反符合輸出甄別系統(tǒng)及其反符合甄別算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于放射檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種反符合輸出甄別系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種基于脈沖幅度\時間聯(lián)合的反符合甄別算法。
【背景技術(shù)】
[0002]長期以來“高背景條件下低含量放射性檢測”技術(shù)一直受到國內(nèi)外學者的關(guān)注(H.0eschger, 1975 ；Kenichi Nogami，1978 ；Theorsson P.1991 ;鄭仁圻，1985，1995 ;李德平，1994 ;黃乃明，2004 ;等)。
[0003]現(xiàn)有的環(huán)境低本地γ能譜反符合大部分采用多個探測器耦合測量的方式，實現(xiàn)降低本底計數(shù)、有效提取目標核素放射性信息的目的(P.P.Povinec, 1996 ；A.Chernyaev,2004 ；et al)0
[0004]對于現(xiàn)有的低本底γ射線反符合探測器主要在室內(nèi)分析使用，一般包括三個探測器:主探測器、輔助探測器、塑料環(huán)形探測器，相應反符合電路也是由三部分構(gòu)成，如圖1。主探測器輸出脈沖采集器的Α信號和環(huán)形探測器脈沖采集器的B信號輸入均分別能與剩余兩個輸入構(gòu)成反符合。主探測器輸出脈沖采集器的A路信號能封鎖環(huán)形探測器脈沖采集器的B信號，即主探測器輸出脈沖采集器A信號產(chǎn)生輸出時，將通過反符合使得環(huán)形探測器脈沖采集器的B信號被封鎖。輔助探測器脈沖采集器的C輸入信號可封鎖主探測器輸出脈沖采集器、環(huán)形探測器脈沖采集器的輸出。當輔助探測器脈沖采集器的輸入信號達到或超過甄別閾值時將觸發(fā)甄別器產(chǎn)生輸出信號。該信號處理后的輸出能封鎖主探測器輸出脈沖采集器、環(huán)形探測器脈沖采集器的輸出，該類系統(tǒng)僅能從時間上區(qū)分符合事件，當本底計數(shù)較高時無法準確地區(qū)分符合和假符合，也就無法將人工放射性核素特征信息從本底中高效提取。
[0005]國內(nèi)關(guān)于環(huán)境γ能譜檢測系統(tǒng)的專利研究現(xiàn)狀主要有:山東省科學院海洋儀器儀表研究所的張國華等人的《海洋原位反符合屏蔽γ能譜儀》(CN203502589U)，張穎穎等人的《用于海洋放射性測量的低本底γ能譜儀》(CN103217702A)，清華大學程建平等人《一種低本底γ譜儀的組合屏蔽室》(CN103675887A)等。以上專利中涉及的反符合甄別系統(tǒng)主要集中在實驗室分析和海洋原位分析領(lǐng)域，測量系統(tǒng)規(guī)模較大，而類似于本發(fā)明中的應用于便攜式環(huán)境低放射性檢測儀器中的聯(lián)合使用脈沖幅度\時間來進行符合甄別的系統(tǒng)以及算法還未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種反符合輸出甄別系統(tǒng)，將現(xiàn)有的僅從脈沖時間上依靠3個探測器輸出信號甄別符合事件，改為僅依靠主、輔2個探測器輸出信號就能實現(xiàn)甄別的目的，實現(xiàn)了對整個測量系統(tǒng)的簡化。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供一種基于脈沖幅度\時間聯(lián)合的反符合甄別算法，在現(xiàn)有時間甄別算法的基礎(chǔ)上，配合上述反符合輸出甄別系統(tǒng)優(yōu)化了基于脈沖幅度保留的符合甄別算法。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種反符合輸出甄別系統(tǒng)，包括主探測器輸出脈沖采集器與輔助探測器脈沖采集器；主探測器輸出脈沖采集器與一個脈沖成型模塊連接后分為兩路，一路依次與脈沖幅度甄別器、暫存器、控制器、延遲器連接，延遲器連接輸出模塊，另一路連接時間甄別器；輔助探測器脈沖采集器與另一個脈沖成型模塊連接后與時間甄別器連接，時間甄別器與控制器連接。
[0009]本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種反符合甄別算法，采用一種反符合輸出甄別系統(tǒng)，包括主探測器輸出脈沖采集器與輔助探測器脈沖采集器；主探測器輸出脈沖采集器與一個脈沖成型模塊連接后分為兩路，一路依次與脈沖幅度甄別器、暫存器、控制器、延遲器連接，延遲器連接輸出模塊，另一路連接時間甄別器；輔助探測器脈沖采集器與另一個脈沖成型模塊連接后與時間甄別器連接，時間甄別器與控制器連接；并具體按照以下步驟進行:當信號到來時，首先通過脈沖成型模塊將核信號整形為標準脈沖信號，之后通過脈沖幅度甄別器對脈沖成型模塊輸出的脈沖幅值進行甄別；當輸出脈沖幅值低于閾值時，將脈沖信號存入暫存器；通過時間甄別器對主探測器輸出脈沖采集器、輔助探測器脈沖采集器輸出的經(jīng)過整形后的脈沖時間進行甄別；同時結(jié)合幅度甄別器對主探測器輸出脈沖采集器輸出脈沖幅度的甄別結(jié)果，鑒別是否為符合事件，如果是符合事件則結(jié)束；反之，控制器觸發(fā)輸出控制信號，將緩存脈沖存入延遲器，并通過輸出模塊輸出。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:現(xiàn)有的反符合甄別系統(tǒng)主要服務于實驗室內(nèi)研究和大型測量設(shè)備，隨著對便攜式低本底γ能譜測量需求的增加，反符合甄別系統(tǒng)的小型化也變得日趨緊迫，本發(fā)明為便攜式反康普頓探測器配套設(shè)計輸出甄別系統(tǒng)，將現(xiàn)有的依靠3個探測器輸出信號，改為僅依靠主、輔2個探測器輸出信號就能實現(xiàn)反符合降低本底的目的，實現(xiàn)了對該類檢測系統(tǒng)的重新設(shè)計，最大程度上降低了儀器成本。同時，由于該甄別系統(tǒng)只有兩個信號通道，中間節(jié)點個數(shù)有所減少，較現(xiàn)有技術(shù)而言系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高100%。另外，使用脈沖幅度\時間聯(lián)合甄別算法，較現(xiàn)有技術(shù)的甄別準確率提高26%以上。
【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有反符合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明中反符合輸出甄別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是反符合甄別算法工作原理圖。
[0014]圖中，1、主探測器輸出脈沖采集器，2、環(huán)形探測器脈沖采集器，3、輔助探測器脈沖采集器，4、脈沖成型模塊，5、延遲器，6、時間甄別器，7、輸出模塊，8、脈沖幅度甄別器，9、暫存器，10、控制器。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明反符合輸出甄別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括主探測器輸出脈沖采集器1與輔助探測器脈沖采集器3 ;主探測器輸出脈沖采集器1與一個脈沖成型模塊4連接后分為兩路，一路依次與脈沖幅度甄別器8、暫存器9、控制器10、延遲器5連接，延遲器5后分別接兩個輸出模塊7，另一路連接時間甄別器6 ;輔助探測器脈沖采集器3與另一個脈沖成型模塊4連接后與時間甄別器6連接，時間甄別器6與控制器10連接。
[0016]本發(fā)明一種基于脈沖幅度\時間聯(lián)合的反符合甄別算法，工作原理如圖3所示，具體按照以下步驟進行:
采用上述的反符合輸出甄別系統(tǒng):主探測器輸出脈沖采集器1與一個脈沖成型模塊4連接后分為兩路，一路依次與脈沖幅度甄別器8、暫存器9、控制器10、延遲器5連接，延遲器5后分別接兩個輸出模塊7，另一路連接時間甄別器6 ;輔助探測器脈沖采集器3與另一個脈沖成型模塊4連接后與時間甄別器6連接，時間甄別器6與控制器10連接；
當信號到來時，首先通過脈沖成型模塊4將核信號整形為標準脈沖信號，之后通過脈沖幅度甄別器8對脈沖成型模塊4輸出的脈沖幅值進行甄別；當輸出脈沖幅值低于閾值時(初步認定為有用信息)，將脈沖信號存入暫存器9 ;暫存器9內(nèi)保留脈沖信號的幅度、時間等信息；
通過時間甄別器6對主探測器輸出脈沖采集器1、輔助探測器脈沖采集器3輸出的經(jīng)過整形后的脈沖時間進行甄別；同時結(jié)合幅度甄別器8對主探測器輸出脈沖采集器1輸出脈沖幅度的甄別結(jié)果，鑒別是否為符合事件，如果是符合事件則結(jié)束；反之，控制器10觸發(fā)輸出控制信號，將緩存脈沖存入延遲器5，并通過輸出模塊7輸出。
[0017]其中，符合事件是指:核物理中有許多同時發(fā)生或在短時間間隔內(nèi)發(fā)生并有內(nèi)在因果聯(lián)系的相關(guān)事件稱為符合事件，這種事件往往反映了原子核內(nèi)在的運動規(guī)律，如核級聯(lián)衰變所放射出的粒子之間在時間上是相關(guān)的，級聯(lián)衰變的平均時間間隔是確定的。有些測量要排除符合事件，這種系統(tǒng)就被稱為為反符合系統(tǒng)，反符合電路有確定的分辨時間τ，若探測器分別記錄一組時間間隔小于τ的符合事件，反符合電路無脈沖信號輸出；相反，若記錄事件間隔大于τ，電路輸出脈沖信號(出自《原子核物理試驗方法》復旦大學清華大學北京大學編原子能出版社出版)。
【主權(quán)項】
1.一種反符合輸出甄別系統(tǒng)，其特征在于，包括主探測器輸出脈沖采集器(1)與輔助探測器脈沖采集器(3);主探測器輸出脈沖采集器(1)與一個脈沖成型模塊(4)連接后分為兩路，一路依次與脈沖幅度甄別器(8)、暫存器(9)、控制器(10)、延遲器(5)連接，延遲器(5)連接輸出模塊(7)，另一路連接時間甄別器(6);輔助探測器脈沖采集器(3)與另一個脈沖成型模塊(4)連接后與時間甄別器(6)連接，時間甄別器(6)與控制器(10)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反符合輸出甄別系統(tǒng)，其特征在于，所述延遲器(5)后分別接兩個輸出模塊(7)。3.一種反符合甄別算法，其特征在于，采用一種反符合輸出甄別系統(tǒng)，包括主探測器輸出脈沖采集器(1)與輔助探測器脈沖采集器(3);主探測器輸出脈沖采集器(1)與一個脈沖成型模塊(4)連接后分為兩路，一路依次與脈沖幅度甄別器(8)、暫存器(9)、控制器(10)、延遲器(5)連接，延遲器(5)連接輸出模塊(7)，另一路連接時間甄別器(6);輔助探測器脈沖采集器(3)與另一個脈沖成型模塊(4)連接后與時間甄別器(6)連接，時間甄別器(6)與控制器(10)連接； 并具體按照以下步驟進行:當信號到來時，首先通過脈沖成型模塊(4)將核信號整形為標準脈沖信號，之后通過脈沖幅度甄別器(8)對脈沖成型模塊(4)輸出的脈沖幅值進行甄別；當輸出脈沖幅值低于閾值時，將脈沖信號存入暫存器(9);通過時間甄別器(6)對主探測器輸出脈沖采集器(1)、輔助探測器脈沖采集器(3)輸出的經(jīng)過整形后的脈沖時間進行甄別；同時結(jié)合幅度甄別器(8)對主探測器輸出脈沖采集器(1)輸出脈沖幅度的甄別結(jié)果，鑒別是否為符合事件，如果是符合事件則結(jié)束；反之，控制器(10)觸發(fā)輸出控制信號，將緩存脈沖存入延遲器(5 )，并通過輸出模塊(7 )輸出。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種反符合輸出甄別系統(tǒng)及其反符合甄別算法，主探測器輸出脈沖采集器與一個脈沖成型模塊連接后分為兩路，一路依次與脈沖幅度甄別器、暫存器、控制器、延遲器連接，延遲器連接輸出模塊，另一路連接時間甄別器；輔助探測器脈沖采集器與另一個脈沖成型模塊連接后與時間甄別器連接，時間甄別器與控制器連接；首先通過脈沖成型模塊將核信號整形為標準脈沖信號，之后通過脈沖幅度甄別器對脈沖成型模塊輸出的脈沖幅值進行甄別；結(jié)合幅度甄別器對主探測器輸出脈沖采集器輸出脈沖幅度的甄別結(jié)果，鑒別是否為符合事件。僅依靠主、輔2個探測器輸出信號就能實現(xiàn)甄別的目的，實現(xiàn)了對整個測量系統(tǒng)的簡化。
【IPC分類】G01T1/36
【公開號】CN105425275
【申請?zhí)枴緾N201510884149
【發(fā)明人】趙劍錕, 羅耀耀, 葛良全, 谷懿, 張慶賢, 曾國強
【申請人】成都理工大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月7日