[实用新型]一种γ能谱仪

说明书

技术领域

 本实用新型涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种γ能谱仪。

背景技术

γ能谱测量是一种重要的核地球物理方法，根据所测的γ射线能谱，可获得γ辐射总量以及铀、钍、钾等元素含量以及其它有关元素信息，根据这些信息，我们不仅可以进行铀矿勘探，而且还可以将其应用于地质填图，油气勘测，寻找各种金属和非金属矿产等。此外，在许多其它非地学领域，如建筑材料、环境监测、司法侦探、法医鉴定以及海关检测检疫等越来越多地应用这种方法来解决一些实际问题。

γ能谱仪早期是由传统的模拟电路和数字电路来搭建的，随着计算机技术和半导体技术的发展，能谱仪也随之向智能化方向发展。目前，国内已先后研制出了256道微机能谱仪、SIM-MAXG 便携式伽马能谱仪、基于PDA的便携式伽玛能谱仪等能谱仪器，但是国内的γ能谱仪，不同厂家开发的能谱仪在功能、精度等方面存在差别，大部分都采用单片机、ARM或PDA等作为控制器，其性价比较低、便携性较差、功耗较高，而国外的γ能谱仪产品，如identiFINDER型便携式伽玛能谱仪和DigiDART野外高纯锗伽玛谱仪，性能较高、便携性好、功能较齐全，但价格也较昂贵，难以在国内得到广泛应用。

近年来，传统的γ测量仪器虽在一定程度上满足了现代γ测量的需求,但由于其硬件电路复杂、集成度较低、设计与系统升级难度较大、仪器成本高、功耗大、便携性较差的特点，限制了仪器向便携化、小型化、智能化方向发展。随着科学技术的进步和社会生活水平的提高，人们对γ能谱仪的需求日益增加、对其性能要求也越来越高，γ能谱仪将向着性价比高、便携性好、功耗低、性能高、操作简单的趋势发展。

发明内容

 本实用新型克服了现有技术中的不足，提供一种操作简单、功耗低、性能高的便携式多道γ能谱仪，旨在实现对γ射线的能谱测量、谱图显示和能谱分析。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种γ能谱仪，主要包括：探测模块、多道脉冲幅度分析模块、片上可编程系统PSoC3/5资源模块和温度检测模块；

探测模块包括NaI Tl闪烁晶体、光电倍增管PMT、射极跟随器和可调高压电源模块，在γ射线作用下NaI Tl闪烁晶体发光，被光电倍增管进行光电转换及电子倍增后，经射极跟随器输出电脉冲信号；

多道脉冲幅度分析模块，对整形放大后的电脉冲信号的峰值进行采样分析；

PSoC3/5资源模块，通过配置PSoC3/5芯片的内置模拟和数字资源，进行通用串行总线USB及安全数码卡SD卡通信、整个系统的数据分析处理和稳谱处理；

温度检测模块，获取所处工作环境的温度，为系统正常工作提供保证。

本实用新型还可以：

所述多道脉冲幅度分析模块包括脉冲甄别电路、控制电路、峰值采样保持电路和模数AD采集电路，利用PSoC3/5芯片的内置模拟、数字资源及电阻电容，按输入脉冲的峰值分类计数，进行电脉冲信号的峰值分析处理。

所述脉冲甄别电路的PSoC3/5芯片内部配置资源包括电流型数模转换器IDAC、高速电压比较器和与门，结合所述PSoC3/5芯片外部的电阻电容进行脉冲甄别。

所述控制电路由PSoC3/5芯片内置的与非门和D触发器组成，信号有效时，启动峰值采样保持电路和AD采集电路工作。

所述峰值采样保持电路和AD采集电路分别使用PSoC3/5芯片内置的采样保持组件和三角积分模数转换Delta Sigma ADC组件，所述峰值采样保持电路获取脉冲信号峰值，使A/D采集的过程中峰值稳定不变；所述A/D采集电路采集的对象是脉冲信号的峰值。

所述PSoC3/5资源模块包括USB、串行外设接口SPI、电压型数模转换器VDAC、电容感应Capsense、电可擦可编程只读存储器EEPROM和实时时钟RTC；USB与计算机通信进行能谱分析，SPI与SD卡通信达到能谱数据保存；VDAC控制可调高压电源模块的高压输出；Capsense组件进行触摸感应按键操作。

所述稳谱处理由PSoC3/5芯片内核实现，内核对温度检测模块获取的温度和探测的γ能谱数据进行分析处理，通过内置的VDAC控制探测模块的可调高压电源模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：