[发明专利]基于蓝牙无线网络的数字化智能核探测计数装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种核探测计数装置，具体地说，是指一种基于蓝牙无线网络的数字化智能 核探测计数装置。

背景技术

核探测计数装置是核测量中的基本测量装置，主要用来确定与某些基本物理量(如源强、 转换几率、反应截面等)相关的脉冲计数频率。它配合α、β、γ等探头，可进行放射性活度、 剂量等测量。核探测计数装置一般包含高压电源模块、低压电源模块、线性放大器模块、单 道脉冲幅度分析模块和定标模块。高、低压电源模块供给核辐射探测器和其它模块所需的电 源，线性放大器模块对核辐射探测器的输出信号进行放大，脉冲幅度分析模块对放大后的信 号实现脉冲幅度分析，并输出脉冲幅度在上、下甄别阈电压之间的输入信号的整形信号，定 标模块对其进行计数，上、下甄别阈电压之差为道宽电压，通过以道宽电压为间隔连续变化 上、下甄别阈电压进行测量，可以测得输入信号的脉冲幅度分布谱，完成单道脉冲幅度分析 功能。若将放大后的信号直接输入定标模块，可测得脉冲总计数，实现定标计数功能。传统 的核探测计数装置一般采用分立元件或小规模集成电路搭建，测量时上、下甄别阈电压需由 人工调节电位器改变其大小，影响道宽的一致性和各道的定位精度，操作麻烦，核探测计数 装置计数时不能实现无人监控、多次重复测量及保存数据，使用不方便，并且体积大、造价 高。

另一方面，由于核辐射环境一般会对人体健康带来一定的影响，特别是对于辐射较强的 场合，更有必要对原有系统进行改进，使现场测试人员能够尽可能远离测试环境。与此同时， 由于核探测计数装置的探头可测量的面积有限，若想同时对一定范围内的核辐射进行测量和 监控，这时便要求核探测计数装置可实现多点同时同步测量。然而，目前还没有相关的文献 或产品对该问题提出解决方案。

发明内容

本发明为了解决传统核探测计数装置计数和定时精度低、系统可互操作性差，无法实现远离 测试环境的实时测量及多点同时同步测量的缺陷，提供一种基于蓝牙无线网络的数字化智能 核探测计数装置，采用先进的高性能单片机作为中央处理单元，结合硬件门控电路实现了高 精度的定时计数功能；采用高集成蓝牙通信单元实现蓝牙无线通信，解决了核探测计数装置 的远程实时测量及多点同时同步测量的问题；采用蜂鸣器和LED指示灯构成声光报警单元， 实现自动声光报警功能；具备液晶、键盘和USB接口实现了友好的人机交互界面；利用可 编程增益放大器实现了输入信号的自适应增益放大。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于蓝牙无线网络的数字化智能核探测计数装置，主要包括：中央处理器单元、信号输 入处理单元、液晶显示与键盘接口单元、USB接口单元、蓝牙通信单元、日历时间单元、声 光报警单元和供配电管理单元。

中央处理器单元采用单片机实现，作为整个装置的控制核心，单片机通过其输入输出端 口与其它各单元进行连接，并对其它各单元的信息进行管理和控制。

信号输入处理单元由可编程增益放大器、甄别电路、脉冲成形电路、反符合电路、阈值 调整电路和门控电路组成，所述的可编程增益放大器对来自探头的输入信号进行自适应放大， 放大后的模拟信号将由单片机的A/D采集端口进行采样，单片机根据采样值自适应调节可编 程放大器的放大倍数，也可以通过手动设置放大倍数，最终可编程增益放大器将输入信号放 大到适当的幅度。甄别电路采用工业级比较器芯片构成，放大后的信号经过甄别电路可以得 到TTL电平的高低电平信号，通过脉冲成形电路将甄别电路得到的TTL电平信号成形为单 片机可以计数的脉冲信号，反符合电路将上、下甄别电路得到的信号进行符合，若信号幅度 处于上、下甄别阈电压之间，则将成形后的脉冲信号通过门控电路送到单片机的计数器端口 进行计数，完成核定标计数功能；另外，通过阈值调整电路可由单片机精确调节甄别电路的 阈值比较电压，上、下甄别阈电压之差为道宽电压，通过以道宽电压为间隔连续变化上、下 甄别阈电压进行测量，可以测得输入信号的脉冲幅度分布谱，完成脉冲幅度分析功能。

液晶显示与键盘接口单元实现核探测计数装置与用户之间的信息交互。液晶显示连接到 单片机的地址/数据总线，键盘连接到单片机的I/O端口，由单片机程序控制，以用户菜单 形式显示测量条件和测量结果，用户可通过键盘输入选择各级菜单，设置测量条件和控制测 量过程的启停。