[发明专利]一种基于脉冲平均宽度的核脉冲能量测量装置及补偿方法

说明书

本发明公开一种基于脉冲平均宽度的核脉冲能量测量装置及补偿方法，装置包括：积分放大电路，用于将核探测器输出的电荷脉冲放大转换为电压脉冲；阈值甄别电路，用于甄别去除积分放大电路输出的噪声，并将积分放大电路输出的电压信号与阈值电压相比较，并根据比较结果翻转阈值甄别电路的输出状态；脉冲数字化电路，用于将阈值甄别电路输出的负脉冲转换为n个周期为t_s的方波脉冲，脉冲数字化电路由与门或与非门组成；计数电路，用于记录阈值甄别电路输出的负脉冲数量；计时电路，用于记录负脉冲的宽度。能同时测量到核脉冲的计数强度信息与能量信息，能量信息通过测量核脉冲的宽度获得。

技术领域

本发明属于核信号测量技术领域，尤其涉及一种基于脉冲平均宽度的核脉冲能量测量装置及补偿方法。

背景技术

射线粒子被核探测器捕获后，粒子能量会转换为一定电量的电荷脉冲，该电荷脉冲电量和射线能量成正比。传统方法是把探测信号送放大电路进行放大，通过比较器电路甄别掉电气噪声，送计数电路统计计数强度，这种方法，没有射线粒子能量信息，在剂量当量(率)测量时，无法进行能量响应补偿；另外也有采用模数转换器来采集脉冲的峰顶的度的能谱测量方法来获取核脉冲的能量信息，但该方法电子学规模大、电路复杂，功耗高。

发明内容

本发明提供一种基于脉冲平均宽度的核脉冲能量测量装置及补偿方法，用于至少解决上述技术问题之一。

一种基于脉冲平均宽度的核脉冲能量测量装置，包括：积分放大电路，用于将核探测器输出的电荷脉冲放大转换为电压脉冲，所述积分放大电路由运算放大器、反馈网络组成，所述反馈网络由积分电阻和放电电阻并联组成；阈值甄别电路，用于甄别去除所述积分放大电路输出的噪声，并将所述积分放大电路输出的电压信号与阈值电压相比较，并根据比较结果翻转所述阈值甄别电路的输出状态；脉冲数字化电路，用于将所述阈值甄别电路输出的负脉冲转换为n个周期为t_s的方波脉冲，所述脉冲数字化电路由与门或与非门组成；计数电路，用于记录所述阈值甄别电路输出的负脉冲数量；计时电路，用于记录负脉冲的宽度，其中，计算所述负脉冲的宽度的表达式为：t_w＝n×t_s，其中，t_s为方波脉冲，n为周期数。

在本发明的一些实施方式中，所述将所述积分放大电路输出的电压信号与阈值电压相比较，并根据比较结果翻转所述阈值甄别电路的输出状态，包括：若所述积分放大电路输出的电压信号大于阈值电压，则所述阈值甄别电路输出状态为低电平状态；若所述积分放大电路输出的电压信号不大于阈值电压，则所述阈值甄别电路输出状态为高电平状态。

在本发明的一些实施方式中，其中，所述脉冲数字化电路为或门，所述或门的一个输入端接所述阈值甄别电路，所述或门的另一个输入端接时钟脉冲，所述或门的输出端接所述计时电路。

在本发明的一些实施方式中，所述时钟脉冲为方波脉冲。

在本发明的一些实施方式中，所述计数电路与所述阈值甄别电路电连接。

本发明还提供一种基于脉冲平均宽度的核脉冲能量补偿方法，包括：S1、处理核脉冲信号，在核脉冲过阈值后产生一负脉冲电压信号；S2、将所述负脉冲电压信号的一路传输至计数器电路中进行计数，所述负脉冲电压信号的另一路传输至脉冲数字化电路中转换为n个周期为t_s的方波脉冲；S3、将为n个周期为t_s的方波脉冲传输至计时电路中进行计时，并转换为负脉冲的宽度；S4、记录单位时间的核脉冲数N与总脉冲负电平时间T_w，并计算出平均脉冲宽度T＝T_w/N；S5、通过辐射标准场，获得不同能量射线的平均脉冲宽度，并建立平均脉冲宽度以及能量的能量响应校准因子表；S6、在实际测量某一能量信息时通过所测的脉冲宽度，查表获得与能量信息相关联的能量响应校准因子；S7、通过计数率计算出剂量率再乘以能量响应校准因子，实现能量响应补偿。