[发明专利]便携式低功耗组织等效正比计数器的电子学系统

说明书

技术领域

 本发明属于电子学系统，具体涉及一种便携式低功耗组织等效正比计数器的电子学系统。

背景技术

组织等效正比计数器（TEPC）系统通过测量与微剂量学量直接相关的量，即线能，得到吸收剂量、有效品质因子和剂量当量。基于TEPC系统的测量方法，可以直接模拟测量人体细胞组织的剂量当量，在国外已被广泛应用于微剂量学、辐射防护、辐射治疗、空间辐射等领域的基础学科研究。

核反应堆、大型加速器等核设施周围工作场所内，往往存在着复杂的混合电离辐射，例如反应堆安全壳内，空间位置狭小不利于大型仪器仪表测量使用；又如空间辐射剂量测量，对于测量仪表的体积重量、功耗等要求相当严苛，虽然TEPC探测器体积较小可制成便携式仪表，但是传统的TEPC配备的电子学系统设备体积较大，一般需要交流供电，不满足航天器、空间站等辐射环境剂量测量使用需求。因此，开发一种体积小重量轻、结构紧凑且低功耗的TEPC电子学系统是非常必要的。

美国NASA研制了基于TEPC和集成电子学系统的便携式谱仪。2000年至2002年国际空间站（ISS）采用了圆柱形的TEPC测量系统，为应用于航天测量，该电子学系统重量轻，体积小，总重量23磅 ( 约合10.4kg，不包括电源和数据存储器)，体积：30cm×10cm×5cm(不包括探头部分)。目前市场在售的TEPC测量系统由美国远西公司（Far West Technology）制造，整机尺寸是16cm直径、34cm高、5kg重量。

近年来，随着集成电路制造工艺的飞速发展，集成电路的特征尺寸不断降低，芯片密度和工作频率相应增加，降低电路的电压和功耗己成为集成电路设计关注的一个焦点。低功耗技术已经广泛应用于集成电路设计中，采用电池供电的便携式电子产品获得了快速发展和普及。基于目前的低功耗集成电路设计思想，研制更为小巧紧凑的电子学系统，适合于TEPC信号获取与处理。

申请人根据TEPC探头输出信号特点进行集成电路的设计，前期设计时采用了两路主放电路独立放大信号再进行谱连接的思路,如此需要将前置放大器(前放)输出信号由比较器进行预选择,阈值以内进入第一路高增益主放电路,阈值以外进入第二路低增益主放电路，阈值由γ辐射所致电压脉冲信号幅值确定（阈值为该幅值的2.5倍～3倍，约50mV）。这个设计思路存在一个关键问题，进行电路元器件测试时，比较器在阈值过低时输出电平不准确无法控制，也就是说这种设计思路目前是不可行的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合于组织等效正比计数器的便携式低功耗电子学系统，以克服原有设计的测量不准确，难以控制的缺陷，用户针对测量对象即辐射场预判后，可选择测量模式，降低功耗。

本发明的技术方案如下：一种便携式低功耗组织等效正比计数器的电子学系统，包括与组织等效正比计数器的输出端相连接的前置放大器，所述前置放大器的输出信号依次经过两级主放大器进行连续放大，每级主放大器的输出信号引出后分别经过与每个主放大器相连接的峰保持器和模数转换器输送至单片机，由单片机程序设定阈值来控制线能谱数据取舍范围。

进一步，如上所述的便携式低功耗组织等效正比计数器的电子学系统，其中，单片机程序控制取得线能谱数据形成双通道三种测量模式：只经一个主放大器输出信号用于高LET辐射场信号获取，另一通道信号不作处理；经两个主放大器输出信号用于低LET辐射场信号获取，另一通道信号不作处理；未知混合辐射场测量时为扩展测量范围，需要打开双通道进行信号获取，将两个通道线能谱数据进行连接形成完整的线能谱。

进一步，如上所述的便携式低功耗组织等效正比计数器的电子学系统，其中，所述的组织等效正比计数器集成电路由可充电池进行供电。

进一步，如上所述的便携式低功耗组织等效正比计数器的电子学系统，其中，所述的前置放大器为电荷灵敏前置放大器。

进一步，如上所述的便携式低功耗组织等效正比计数器的电子学系统，其中，所述的单片机设有串行通信端口，可与计算机相连接。

进一步，如上所述的便携式低功耗组织等效正比计数器的电子学系统，其中，所述的单片机外设用于定时存储数据的存储卡，所存储数据可待后期查看。