[其他]快响应计数率计及其在水分计上的应用

说明书

核物理应用技术领域的计数率计，带有单板机控制，本发明计数率计的计数设置为了改变现有计数率计计数时间长的缺点，以便及时输出控制信号进行闭环控制，采取了下面的计数设置：以Ｔｒ＝Ｔ／ｒ为一个时间单元进行数据处理，Ｔｒ等分原来需要的计数时间Ｔ，将新的Ｔｒ时间的计数代替最早的Ｔｒ时间内的计数，再相加所有Ｔｒ的计数得到新的Ｔ时间的计数。用此制成的计数率计和用此计数率计的水分计的响应时间短，可用于自动控制。

本发明用于实验核物理和技术应用领域中核事件数的测量和材料中含水量的测量。

当前核辐射强度（核事件在一定时间间隔内的数目）的测量通常是用定标器或计数率计进行的。定标器是测量和显示时间间隔T内的计数，清除以后再测量和显示下一个T时刻的计数。计数率计是将输入的脉冲数转换成慢变化的电压信号（模拟量），其电压的大小正比于输入的脉冲数。由于放射性测量具有统计误差，而测量结果的相对标准误差VN是VN＝I/N，其中N是T时间内的总计数。所以N越大，相对误差越小。因此为保证一定测量精确度就必须有一定的测量时间T，特别是在弱放射性（即N较小）时T必须选得较长。如果测量用常用的计数率计，则必须加大电路的时间常数，以积累足够的总计数N，当把上述定标器或计数率计用于工业生产过程的闭环控制（如在生产线的测厚仪、测水仪等）时，由于测量时间T较长，对快变化过程容易造成滞后和振荡。除此缺点以外，如果对一个多参数系统使用计算机控制时，那么现有计数率计（核心为泵电路）由于输出的是慢变化的模拟电压信号尚需进行一次A/D转换。参考文件Nuclear Instruments and Methods 188（1981）（核仪器与方法319～325页）提及了一种设计方法，美国专利US-3761712给出了水分计的设计。

为了解决计数率计计数时间长，不利于自动控制的缺点，本发明提出了一种实现快响应计数的计数率计及用此计数率计的中子水分计。

图1为快响应计数率计的电路图，图2是中子水分计的方框图。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

第一，本发明的快响应计数率计是由模拟信号处理电路和中央控制装置（简称中控）组成。由中控记录和处理模拟信号处理电路来的脉冲数。本发明计数方法的特征在于由中控控制把原来需要计数的时间T等分成r个单元，每隔Tr＝T/r的时间进行一次数据处理，即清除出最早的那个Tr时间内的计数，然后用新得到的Tr内计数去代替它，再求这r个计数之和就得到了新的T时间的计数，采用此种计数方法的计数率计是快响应计数率计。

第二，本发明的快响应计数率计中的模拟信号处理电路可以是放大成型电路、符合一反符合电路、脉冲幅度甄别器、单道脉冲幅度分析器等;中控可以是单板机或专门设计的微机，其中包括中央处理单元、存贮器、CTC、键盘和显示等部分。本发明的特征在于中控采取了上述的计数功能设置。

第三，快响应计数率计中的模拟信号处理电路可以是放大成型电路，可由一个三极管的放大电路连接到单稳态成型电路L组成。从探头来的信号经一个三极管B的放大电路放大后接入成型电路L，从成型电路L直接接入中控T的CTC的某一通道CLK/TRG上。

第四，本发明的中控T中的（CTC）的四个通道是这样安排的，除与微打相连用去一个通道外，剩下三个，其中一个通道与L相连，同时该通道还与另一通道串联，以扩大计数量程。最后一个通道作定时器用。

第五，作为本发明的一项应用，提出了一种中子水分计，它由中子源101慢中子计数管102和前置放大器103构成的探头104，高压电源107，低压电源106和计数率计105组成，其特点在于计数率计采用了上述的快响应计数率计。

本发明所取得的效果与现有技术相比，具有以下实质性的特点：

第一，响应速度快，由于本发明的计数系统更新一次计数所需的时间Tr为Tr＝T/r，因此本计数率计的响应速度比通常的定标器和计数率计提高了r倍，又因为后者在显示和清除时刻是不计数的，而前者在显示和清除时刻也一直在计数，因此就避免了由于死时间造成的漏计数损失，从而实际的响应速率大大超过了r倍。