[发明专利]一种瞬发中子衰减常数的综合在线测定方法

权利要求书

1.一种瞬发中子衰减常数的综合在线测定方法，其特征在于所述方法 包括以下步骤：

1)对中子脉冲进行采集，得到中子源与被中子源激发的探测体所产生 的中子脉冲沿时间轴的排列；该排列即为由“0”和“1”组成的中子脉冲 序列，该序列按照中子脉冲出现的位置进行存储，没有脉冲的不存储；

2)将采集后的数据包按给定长度进行分块，实时计算每一块中子信号 的互相关函数并叠加求和，待采集块数到达设定阈值时计算互功率谱密度 函数；

3)对互相关函数利用相关拟合法计算瞬发中子衰减常数，方法是：

(1)提取互相关函数CC(i)延迟时间位于L₁到L₂之间的数据，并将 其赋予数组y，其中i表示延迟时间，-N≤i≤N，N表示延迟时间的最大值； y(j)＝CC(j+L₁)，j表示数组y数值的下标，0≤j≤L₂-L₁，20≤L₁＜L₂≤220， 180≤L₂-L₁≤200；

(2)定义列矢量B、Y、矩阵X以及变量A、α；其中Y＝[y(0)， y(1)，...，y(L₂-L₁)]^T，T表示对矢量进行转置操作；B＝[ln(A)，-α]^T，ln()表示 自然对数；矩阵X为2行L₃列，其中X的第1列全为1，即X(：，1)＝1；第 2列为按大小顺序排列的非负整数，即X(：，2)＝[0，1，2，...，L₃-1]^T，L₃＝L₂-L₁+1， 且上述数据满足公式X×B＝Y；

(3)利用上述数据进行最小二乘拟合，拟合公式为y＝Aexp(-αt)，exp() 表示以e为底的指数，拟合结果包括A和α，其中α就表示瞬发中子衰减 常数；

然后，对互功率谱密度函数按转折频率法计算瞬发中子衰减常数，方 法是：

(1)对于互功率谱密度函数CPSD(i)，0≤i≤M-1，i表示互功率谱密度 函数数值的下标，M表示互功率谱密度函数所包含数值的总个数，其最高 频位于i＝M-1处，也即采样频率f_s＝1GHz，因此，其单位频率间隔为f_interval＝f_s/M；

(2)以50MHz和500MHz处为基点，分别作互功率谱密度函数CPSD 通过该点处的切线S1和S2，S1和S2相交于P点，记P点处坐标为(P_x，P_y)。 相应P点处频率为f_p＝[int(P_x)+1]＊f_interval；

(3)令瞬发中子衰减常数为β，按照转折频率法，则单位 为GHz；

4)对上述两种不同方法计算的结果做综合处理，给出最终测定结果， 方法是：

1)设整个测量过程进行了K次循环，每次循环中，均将两种方法测 量所得到瞬发中子衰减常数记录下来，如第k次循环中，分别记为α_k和β_k， 1≤k≤K，并将所有的α_k和β_k赋予两个行向量Q和R，即Q＝[α₁，α₂，α₃，...，α_K]； R＝[β₁，β₂，β₃，...，α_K]；

2)计算Q所包含元素的均值m_q和方差σ_q，其中计算R所包含元素的均值m_r和方差σ_r，其中 mr=1KΣk=1Kβk,]]>σr=1KΣk=1K(βk-mr)2;]]>

3)若则认为两种方法测量所得结果偏差较大，结果不 可信，应再次测量；若则认为两种方 法测量所得结果相近，结果可信，瞬发中子衰减常数

2.根据权利要求1所述的瞬发中子衰减常数的综合在线测定方法， 其特征在于：所述步骤(1)中，对中子数据进行采集时，中子源及被中子 源激发的探测体产生的中子由中子探测器探测，利用置于计算机中的高速 数据采集卡同时对中子源通道信号和两个探测体通道信号进行超高速采 集，从而得到三个通道的中子脉冲信号的时间分布；在此基础上，所述步 骤(2)中，将三通道数据按相同大小进行分块，每块数据分别计算其自相 关与互相关，并对自相关与互相关分别应用快速傅立叶变换FFT求得自功 率谱和互功率谱。