[发明专利]核信号随机特性模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对核信号的随机特性进行模拟的方法。

背景技术

在进行数字化核信号处理方法和核仪器研究中，处理方法与设备性能的可靠性都是建立在对大量核信号分析的基础上才能得到保证。核信号可以借助放射源产生，而在实际的工作环境中，放射源的使用往往受到工作场地、时间等条件的限制；特别是，长时间的射线照射会对工作者的身体健康带来严重影响。因此，模拟产生丰富多样的核随机信号就显得非常必要。

由于放射性核素衰变的随机性，探测器中产生的电离、激发、光电转换及电子倍增等也是随机的。核辐射探测器的电输出信号的随机特点，主要表现为脉冲幅度和相邻脉冲的时间间隔的随机性。目前的核随机信号发生器对这种随机特性进行模拟时，或者简单设计为单一的均匀分布、高斯分布、指数分布、多项式分布及泊松分布等基本分布，或者设计为这些基本分布的简单组合，而实际上核信号的随机特性往往较为复杂，用为数不多的基本分布加以描述是不准确的，难以满足随机特性的灵活性和多样性要求。另外，目前的核随机信号发生器并未对测试条件或环境-如探测器的分辨率、放射现场、谱漂移等-加以考虑。因此，由这些信号发生器提供给谱仪的脉冲信号其随机性具有单一和不灵活的特点，同时也不能对放射性现场进行逼真模拟。

发明内容

本发明的目的在于公开一种对核信号的随机特性进行模拟的方法。该方法克服了上述不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明所涉及的一种对核信号随机特性进行模拟的方法，采用参数化模型，可以方便、灵活地对放射现场的核信号随机特性进行学习并通过随机抽样进行逼真模拟；可根据需要调整模型参数以适应不同放射性测量条件及现场环境下的核信号随机特性模拟，例如，可通过调整参数以模拟由探测器分辨率和辐射强度的变化以及核能谱漂移等因素带来的统计特性的变化；另外，也可产生多种波形的脉冲信号。该模拟方法产生的核随机信号满足了在核仪器与核信号处理方法研究中对核信号多样化的要求。所述核信号随机特性模拟方法，其特征在于：包括DSP数字信号处理器、探测器、信号处理模块、多道数据采集分析模块、电源管理模块、多通道模拟信号输出模块、人机接口(含液晶显示器和键盘)等硬件模块；其特征在于：还包括参数化模型的软件模块。所述DSP数字信号处理器与多道数据采集分析模块、多通道模拟信号输出模块及人机接口(含液晶显示器和键盘)相连，另外还与计算机相连；信号处理模块分别与多道数据采集分析模块和探测器相连；所述多道数据采集分析模块与DSP数字信号处理器相连。

1、按照本发明提供的核信号随机特性模拟方法，其特征在于：采用了高性能的DSP数字信号处理器，将控制与数值计算功能融为一体。

2、按照本发明提供的核信号随机特性模拟方法，其特征在于：DSP与多通道模拟信号输出模块相连。

3、按照本发明提供的核信号随机特性模拟方法，其特征在于：置有探测器通道，含信号处理模块、多道数据采集分析模块。

4、按照本发明提供的核信号随机特性模拟方法，其特征在于：有a、γ及x三种射线探测通道，探测通道电路板采用分离式插接。

5、按照本发明提供的核信号随机特性模拟方法，其特征在于：置有与计算机连接的接口。

6、按照本发明提供的核信号随机特性模拟方法，其特征在于：置有键盘和LCD人机接口。

7、按照本发明提供的核信号随机特性模拟方法，其特征在于：还包括参数化模型的软件模块：

(1)通过探测器通道对放射现场的核脉冲幅度和相邻脉冲时间间隔进行不间断统计；

(2)利用小波分析方法对所得的脉冲幅度和相邻脉冲时间间隔的统计特性进行分解，提取多分辨率模型；

(3)模拟时，对多分辨率模型进行分解，运用正态组合对所得的多分辨率模型再次建立参数化统计模型，并采用随机抽样产生核随机信号；

(4)为了对探测器通道中高速A/D转换器采集的大量量化数据进行再现，采用了小波压缩技术，节省了存储空间。

(5)通过对正态组合模型的参数调整以模拟由探测器分辨率和辐射强度的变化等因素带来的统计特性的变化；

(6)可以用隐MARKOV双重模型对由环境引起的能谱漂移进行模拟：即用模拟环境条件的状态转移模型对高斯组合模型的参数进行调整，用正态组合抽样实现。

本发明的有益效果是：