[发明专利]中子辐照后电荷耦合器件暗信号的原位测量系统及方法

权利要求书

1.一种中子辐照后电荷耦合器件暗信号的原位测量方法，其特征在于：

步骤一、搭建中子辐照后电荷耦合器件暗信号的原位测量系统；

所述原位测量系统包括辐射源(1)、CCD辐照单元(2)、信号处理单元(3)和上位机(4)；

所述辐射源(1)用于产生中子源束流，诱发CCD辐照单元(2)产生位移损伤；

所述CCD辐照单元(2)包括CCD传感器(21)，所述CCD传感器(21)的感光面与中子源束流方向垂直；

所述信号处理单元(3)包括FPGA主控模块、CCD驱动电路模块、A/D转换模块、图像数据缓存模块、传输模块和电源模块；

所述CCD驱动电路模块分别与CCD传感器(21)、FPGA主控模块连接，将FPGA主控模块产生的TTL时序驱动信号转换为满足CCD传感器(21)电压要求的驱动信号，所述CCD传感器(21)在驱动信号的驱动下完成图像采集，并输出图像模拟量信号；

所述A/D转换模块分别与CCD传感器(21)、FPGA主控模块连接，对图像模拟量信号进行前级滤波、信号放大、暗电平钳位、去噪声相关双采样处理，并将该图像模拟量信号转化为数字量信号；

所述FPGA主控模块用于产生CCD传感器(21)正常工作的TTL时序驱动信号，提供A/D转换模块所需的嵌位和采样/保持脉冲信号，同时产生同步控制逻辑时序，协调图像数据缓存模块和传输模块将图像数据传输至上位机(4)；

所述图像数据缓存模块与FPGA主控模块相连，用于缓存经A/D转换模块得到的图像数据；

所述传输模块与FPGA主控模块相连，将缓存于图像数据缓存模块中的图像数据传输至上位机(4)；

所述上位机(4)对图像数据进行处理，获得暗信号的变化曲线；

所述电源模块分别与CCD传感器(21)、FPGA主控模块、CCD驱动电路模块、A/D转换模块、图像数据缓存模块、传输模块连接，为各模块提供稳定的电压；

步骤二、将CCD传感器感光面擦拭干净，用遮光纸完全遮挡CCD传感器的感光面，使CCD传感器工作于无光照条件下，然后将CCD传感器放置于辐照点，使中子源束流方向与CCD传感器的感光面垂直；

步骤三、将实验环境温度控制在设定温度，控制温度对暗信号的影响；

步骤四、将信号处理单元分别与CCD辐照单元、上位机相连接，电源模块供电；

步骤五、通过上位机设置CCD传感器的积分时间，完成辐照前暗信号的采集，并保存数据；

步骤六、重复步骤五N次，完成辐照前暗信号的测量，获取CCD传感器辐照前的暗信号数据；

步骤七、在步骤六获取的暗信号数据中，剔除每帧数据中所有像素的极值后再求平均值，根据处理后的暗信号数据判断CCD传感器是否处于稳定的工作状态，当CCD传感器处于稳定工作状态后，辐射源开启，开始辐照；

步骤八、辐照完成，辐射源关闭后开始测试；

步骤九、CCD传感器采集数据，根据采集的数据判断CCD传感器是否失效，若CCD传感器能够采集数据，则执行下一步；

步骤十、每间隔一定时间，上位机设置CCD传感器的积分时间，采集CCD传感器辐照后的暗信号数据，共采集M次，并保存该暗信号数据；

步骤十一、在步骤十获取的暗信号数据中，计算每帧像素的平均值，再剔除M组数据中的极值，获得暗信号的变化曲线。

2.根据权利要求1所述的中子辐照后电荷耦合器件暗信号的原位测量方法，其特征在于：步骤三中，设定温度为25度；步骤五中，N为10；步骤十中，M为30。

3.根据权利要求1所述的中子辐照后电荷耦合器件暗信号的原位测量方法，其特征在于：所述信号处理单元(3)设置在屏蔽盒(6)中，屏蔽盒(6)用于屏蔽辐射源(1)对信号处理单元(3)的影响，使得信号处理单元(3)设置在辐照室内，减小CCD辐照单元(2)和信号处理单元(3)的传输距离，确保系统的稳定运行。

4.根据权利要求3所述 的中子辐照后电荷耦合器件暗信号的原位测量方法，其特征在于：所述CCD辐照单元(2)还包括与CCD传感器(21)匹配的插座(22)，所述CCD传感器(21)通过插座(22)设置在辐射板(23)上。