[发明专利]一种同时检测γ射线和中子射线的电路及其检测方法

说明书

本发明是一种同时检测γ射线和中子射线的电路，所述电路包括多射线探测传感器、第一比较器、第二比较器和CPU，所述的多射线探测传感器的一端接地，多射线探测传感器的另外一端与第二比较器的正极连接，所述的第二比较器的输出端与CPU的中断I/O脚连接，第二比较器的负极与第一比较器的输出端连接，所述的第一比较器的负极接地，第一比较器的正极与CPU的DAC脚连接，属于检测射线的电路方面的技术领域。目的是提供一款门限阈值能够灵活调整、能够缩短研发周期和降低研发成本。

技术领域

本发明涉及一种检测射线的电路，特别是一种同时检测γ射线和中子射线的电路及其检测方法。

背景技术

市面上的射线传感器大致有两种：一种是单射线传感器（只能检测一种射线如γ），另一种是多射线传感器（可同时探测多种射线如α、β、γ、中子等）。这两种射线传感器共同特点是，它们输出的信号都是脉冲信号，脉冲的多少代表着射线的剂量率，而幅值则代表着射线的能量。目前市场上的射线探测仪基本上是利用上述两种传感器，配合以下两种检测电路实现的：

第一种、对单射线辐射仪来说，一般是利用单射线传感器，经过脉冲整形和放大，然后送入CPU进行计数处理。而整形放大电路一般由比较器或者更为简单的快速开关晶体三极管/场效应管来实现。

第二种、对多射线辐射仪或者能谱分析仪来说，实现电路和软件就复杂得多。目前一般采用高速采样ADC（几十到几百 M 的采样速率），配合FPGA、DSP或者高速CPU来进行复杂的数据处理和脉冲幅值分离。

传统的辐射仪具有下面特点：

对单射线辐射仪来说，虽然电路和软件都比较简单，但是门限阈值是固定的，用户不能调整，也不能在线调整，因而使用不够灵活。然而对于不同的环境，射线的本底值是不一样的，例如近火山口地区以及核反应堆周围，射线本底值要高一些，居住区就很低。

而多射线检测仪从其实现方案来看，硬件代价很高。高速ADC（模数转换）本身价格较高，使用条件苛刻，FPAGA和高速CPU同样如此。而且由于硬件要求苛刻，所以对应的软件人员素质和水平要求也非常高，一般的软硬件工程师很难胜任，从而导致大大的提高了研发成本。

发明内容

本发明的目的是在于解决现有辐射仪电路以下不足：第一点、门限阈值不能灵活调整，也就是仪器的射线本底值是不可调整的，给用户带来不便；第二点、硬件电路要求苛刻，需要高端IC芯片，成本和研发难度大幅增加；第三点、软件工程师水平要求极高，一般研发工程师很难胜任，从而再一次增加研发周期和时间成本，而提供一种同时检测γ射线和中子射线的电路及其检测方法。

一种同时检测γ射线和中子射线的电路，所述电路包括多射线探测传感器、第一比较器、第二比较器和CPU，所述的多射线探测传感器的一端接地，多射线探测传感器的另外一端与第二比较器的正极连接，所述的第二比较器的输出端与CPU的中断I/O脚连接，第二比较器的负极与第一比较器的输出端连接，所述的第一比较器的负极接地，第一比较器的正极与CPU的DAC脚连接。

进一步的，所述的CPU型号为STM32F205RGT6。

一种同时检测γ射线和中子射线的电路的检测方法，所述的检测方法如下：

（1）、当第二比较器正极接收的脉冲幅值超过第二比较器负极接收的门限阈值时，第二比较器会形成反转并引发CPUI/O脚中断，CPU进行一次计数；

（2）、设定每N秒钟切换一次门限阈值；

（3）、通过CPU的DAC脚置阈值电压为V1，读出CPU每N秒钟内的计数值E1，则计数值E1对应于中子射线的剂量率；

（4）、通过CPU的DAC脚置阈值电压为V2，读出CPU每N秒钟内的计数值E2，所述的计数值E2减去中子射线的计数值E1，即得出γ射线的所对应的剂量率。