申请/专利权人：福州智元仪器设备有限公司

申请日：2021-03-24

公开（公告）日：2024-05-31

公开（公告）号：CN113075720B

主分类号：G01T1/203

分类号：G01T1/203

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.31#授权;2021.07.23#实质审查的生效;2021.07.06#公开

摘要：本发明公开了一种基于组合式定时器的α、β射线甄别系统及方法，属于α、β射线甄别技术领域，解决了对于目前α、β放射性污染复合检测过程中存在的串扰严重、小脉冲无法可靠分辨等主要问题，依旧存在，其技术方案要点是检测到脉冲宽度大于1uS且幅度高于50mV则为α射线，否则为β射线。幅度识别是利用比较器即可实现，宽度识别是利用单片机内部定时器实现，达到了基于组合式定时器来实现，幅度和脉宽综合检测来甄别出α、β射线的效果。

主权项：1.一种基于组合式定时器的α、β射线甄别方法，其特征在于：所述方法采用一种基于组合式定时器的α、β射线甄别系统；该系统包括测量传感器和微处理器系统，其特征是，所述测量传感器包括高压电路、塑闪探测器和信号放大电路；所述高压电路连接于微处理器系统，用于提供塑闪探测器正常使用时所需的偏置电压；塑闪探测器包括塑料闪烁体、光收集箱和光电倍增管，所述光收集箱呈倒置的梯形结构，光收集箱的内顶部固定涂有ZnS或ZnAg薄层的塑料闪烁体，光收集箱内还覆盖有一层铝膜，光电倍增管固定在一侧通过光收集箱收集光子并进行光电转换，用以产生相应的α、β电脉冲；信号放大电路连接于光电倍增管的输出端，用于α、β电脉冲的调制和滤波；微处理器系统包括下限阈值判断模块、上限阈值判断模块、计数模块、复位模块、门控模块、以及系统时钟模块；所述信号放大电路处理后的脉冲输入分别提供给下限阈值判断模块、上限阈值判断模块，根据电脉冲幅度上限和下限阈值比较，高于上限阈值时符合α射线幅值标准；下限阈值判断模块的输出端分别连接计数模块和复位模块，系统时钟模块连接复位模块，上限阈值判断模块的输出端和复位模块的输出端分别连接于门控模块；计数模块包括定时器一，定时器一工作在外部计数模式，用于根据下限阈值判断模块甄别出的α、β电脉冲总数进行计数；复位模块包括定时器二和比较设定单元，复位模块工作在复位模式，定时器二接收系统时钟计数信号并将比较设定单元设定为1uS的脉宽判断基准，定时器二捕获下限阈值判断模块输出的脉冲上升沿则计数值清零，脉宽为1uS的则输出计数信号；门控模块包括定时器三和逻辑“与”门电路，根据上限阈值判断模块的输出以及复位模块的比较输出的两者信号来使能定时器三的计数输出，依据检测到脉冲宽度大于1uS且幅度高于上限阈值则为α射线，定时器三的计数值即为α射线脉冲的计数值，β射线计数值即为定时器一计数值减去定时器三计数值；所述信号放大电路包括前置放大电路，前置放大电路包括前置输入端、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、放大器A1、和前置输出端，前置输入端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电容C1和电容C2的一端，电容C1的另一端连接电阻R2的一端、放大器A1的输出端和前置输出端，电容C2的另一端连接电阻R2的另一端和放大器A1的反相输入端，放大器的同相输入端接地;所述放大电路还包括连接于前置放大电路的前置输出端的主放大电路，主放大电路包括主输入端、主输出端、放大器U1、放大器U2、电阻R11、电阻R12、电容C11、和限幅二极管D1；主输入端连接放大器U1的同相输入端，放大器U1的反相输入端连接电阻R1的一端、电容C11的一端、电阻R12的一端，放大器U1的输出端连接电容C11的另一端、电阻R12的另一端、放大器U2的同相输入端，放大器U2的反相输入端连接放大器U2的输出端、限幅二极管D1的一端和主输出端，限幅二极管D1的两端分别连接3.3V电压和接地端；所述高压电路为输出0-1100V可调控的；所述微处理器系统包括芯片STM32单片机；所述微处理器系统上还连接有通讯接口模块；所述上限阈值取50mV，下限阈值取30mV；所述方法包括：第一步：系统初始化；第二步：判断下限阈值判断模块、上限阈值判断模块的阈值是否需要调节，如果需要调节，进入调节模式，以键盘输入方式设定上限或下限阈值，如果不需要调节进入第三步；第三步：判断是否有中断任务，有，则进入中断处理，没有就回到第二步；第四步：中断处理，脉冲宽度甄别和幅度甄别，中断返回；脉冲宽度甄别，定时器一配置为外部计数模式，定时器二配置为外部复位模式，即捕获到外部一个上升沿则计数值清零，定时器三设置为门控制模式，即门控制引脚检测到外部为高电平才允许定时器开始计数;定时器一用于总脉冲计数，定时器二、三用于α射线脉冲识别，其中定时器二的溢出作为定时器三的时钟输入，定时器三的计数值即为α射线脉冲的计数值，β射线计数值即为定时器一计数值减去定时器三计数值；脉冲幅度甄别，通过下限阈值判断模块，当脉冲幅度大于下限阈值时，视为α、β射线脉冲组合体，上限阈值判断模块判断脉冲幅度大于上限阈值时，视为α射线脉冲。

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