[发明专利]一种航空综合辐射剂量测量系统

说明书

本发明提出一种航空综合辐射剂量测量系统，所述航空综合辐射剂量测量系统包括：探测器、信号处理模块、信号采集模块、FPGA模块和航空综合辐射剂量数据处理模块；探测器在接收到粒子有效剂量信号后产生电荷信号响应，输出至信号处理模块；将电荷信号响应放大并转换为可采样的模拟信号，输出至信号采集模块；采集模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，输出至FPGA模块，实现对探测器、信号处理模块和信号采集模块进行初始化配置和指令控制，并根据获取的数字信号计算入射粒子沉积能量精细能谱和综合探测粒子的辐射剂量，对入射粒子成分和中子进行鉴别，航空综合辐射剂量数据显示存储模块对FPGA模块上传的数据进行显示和存储。

技术领域

本发明属于航空飞行环境辐射测量领域，具体而言，尤其涉及一种航空综合辐射剂量测量系统。

背景技术

航空飞行环境辐射粒子主要源于银河宇宙线在大气及飞机中产生的各种次级粒子，航空辐照剂量主要以高品质因子辐照事件贡献为主，简单测量吸收剂量会严重低估航空辐照的当量剂量及有效剂量，因此还需要测量每个辐射事件的品质因子，同时保证测量覆盖航空辐照场中各种辐射要素，尤其中子是航空粒子辐照的重点监测内容。

目前，地面常用环境辐射剂量监测仪器能谱响应范围不到3MeV，不满足航空辐射监测需求。

发明内容

本发明的目的在于解决目前地面常用环境辐射剂量监测仪器能谱响应范围不满足航空辐射监测需求的问题，为实现上述目的，本发明提出一种航空综合辐射剂量测量系统；包括：探测器、信号处理模块、信号采集模块、FPGA模块和航空综合辐射剂量数据处理模块；

所述探测器，用于在接收到粒子有效剂量信号后产生电荷信号响应，输出至信号处理模块；

所述信号处理模块，用于将电荷信号响应放大并转换为可采样的模拟信号，输出至信号采集模块；

所述信号采集模块，用于采集模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，输出至FPGA模块；

所述FPGA模块，用于实现对探测器、信号处理模块和信号采集模块进行初始化配置和指令控制，并根据获取的数字信号计算入射粒子沉积能量精细能谱和综合探测粒子的辐射剂量，对入射粒子成分和中子进行鉴别，将数据发送至航空综合辐射剂量数据处理模块；

所述航空综合辐射剂量数据显示存储模块，用于对FPGA模块上传的数据进行显示和存储。

作为所述装置的一种改进，所述探测器包括半导体探测器，所述半导体探测器为Si探测器。

作为所述装置的一种改进，所述Si探测器采用多片叠层Si探测器，厚度不大于0.3mm。

作为所述装置的一种改进，所述信号处理模块包括峰保电路，所述峰保电路用于对模拟信号进行保持采样，所述模拟信号包括双指数信号。

作为所述装置的一种改进，所述信号采集模块包括ADC单元，所述ADC单元用于将模拟信号转换为数字信号。

作为所述装置的一种改进，所述FPGA模块包括信号处理采集控制单元、入射粒子沉积能量精细能谱计算单元、综合探测粒子的辐射剂量计算单元、入射粒子成分鉴别单元、中子探测单元和数据发送单元；

所述信号处理采集控制单元，用于对探测器、信号处理模块和信号采集模块进行初始化和基础配置，发送控制指令；

所述入射粒子沉积能量精细能谱计算单元，用于根据获取的数字信号计算对应的沉积能量dE：

dE＝k·ADC+b (1)

其中ADC为信号采集模块ADC单元进行模数转换后获取的数字信号，k为标定的数字信号与沉积能量dE的线性关系系数，b为拟合公式偏移常数；

所述入射粒子沉积能量精细能谱LET_i为：