[发明专利]一种双GM计数管宽量程伽马剂量计及监测方法

说明书

本发明提供一种双GM计数管宽量程伽马剂量计及监测方法，该伽马剂量计包括低压电源、高压电源、高量程GM计数管、低量程GM计数管、阳极负载、阴极负载、信号调理电路、量程切换电路、单片机工作系统、通讯模块以及上位机。其中，信号调理电路将GM计数管产生的电流脉冲信号转化为规则的电压脉冲信号；量程切换电路用于控制GM计数管的开通和关断；单片机工作系统用于脉冲计数采集、剂量率转化以及自动控制量程切换。本发明实现了对GM计数管输出信号的高效处理，采用在GM计数管阴极串联三极管的方式简单可靠地控制GM计数管通断，并且采用量程滞回判断的逻辑，实现双GM计数管的自动稳定切换，能够有效拓宽伽马剂量计的线性探测量程，提高仪器性能。

技术领域

本发明属于核辐射探测技术领域，具体涉及一种双GM计数管宽量程伽马剂量计。

背景技术

GM计数管因其输出脉冲幅值大、稳定性高、成本低、前置电路结构简单等优点，被广泛应用于核辐射探测仪器中。尤其在需要对伽马剂量率进行连续多点监测的场合，GM计数管具有明显的优势。然而，一般来说，单个GM计数管的线性量程范围仅有3～4个数量级，而在各种应用场合中的剂量率范围可达7～8个数量级，传统单个GM计数管设计的伽马剂量计已不能满足需求。

采用具有不同量程范围的双GM计数管设计伽马剂量计，可有效扩展其线性量程范围，实现双GM计数管工作的关键技术是量程切换技术。现有的双GM计数管工作方式中，两个GM计数管同时工作或者一个GM计数管连续工作而另一个GM计数管受控制通断，会减少GM计数管的使用寿命，尤其在高剂量率下低量程GM计数管未关断时，会对低量程GM计数管产生更大的损伤；对两个GM计数管同时控制使得任何时刻仅有一个GM计数管工作的技术也相继被提出，其中，在高压侧串联开关的方式容易造成电路损坏，降低仪器的可靠性；在低压侧使用继电器作为开关的方式，电路结构复杂、体积大，而且存在电磁辐射。

受GM计数管固有死时间以及高剂量率下脉冲堆叠现象的影响，脉冲计数法工作模式下的GM计数管线性量程极易受限。其中，脉冲计数法下GM计数管的固有死时间，可以通过调整电路参数减小，比如降低阳极电阻值、选取合适的工作电压等，但这种方法只能在一定程度上减小GM计数管的固有死时间而不能彻底消除其影响。此外，高剂量率下脉冲堆叠的现象也会造成大量漏计数，导致GM计数管的量程受限，而通过改进信号调理电路可以减少脉冲堆叠，但是现有技术中针对脉冲堆叠现象改进电路的分析非常少，虽然GM计数管输出脉冲幅值大且易于检测，但其信号调理电路若不能得到改善，也会极大地降低剂量计仪器的性能。

发明内容

为了解决了背景技术中GM计数管用作剂量率监测时的不足，本发明的目的在于提供一种双GM计数管宽量程伽马剂量计及监测方法，本发明实现了对GM计数管输出信号的高效处理以及高低量程GM计数管的稳定自动切换，能够有效拓宽伽马剂量计的线性探测量程，提高仪器性能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：