[其他]快响应计数率计方法及水分计

说明书

本发明用于实验核物理和技术应用领域中核事件数的测量和材料中含水量的测量。

当前核辐射强度（核事件在一定时间间隔内的数目）的测量通常是用定标器或计数率计进行的。定标器是测量和显示时间间隔T内的计数，清除以后再测量和显示下一个T时刻的计数。计数率计是将输入的脉冲数转换成慢变化的电压信号（模拟量），其电压的大小正比于输入的脉冲数。由于放射性测量具有统计误差，而测量结果的相对标准误差ν_N是ν_N＝1/N]]>，其中N是T时间内的总计数。所以N越大，相对误差越小。因此为保证一定测量精确度就必须有一定的测量时间T，特别是在弱放射性（即N较小）时T必须选得较长。如果测量用常用的计数率计，则必须加大电路的时间常数，以积累足够的总计数N，当把上述定标器或计数率计用于工业生产过程的闭环控制（如在生产线的测厚仪、测水仪等）时，由于测量时间T较长，对快变化过程容易造成滞后和振荡。除此缺点以外，如果对一个多参数系统使用计算机控制时，那么现有计数率计（核心为泵电路）由于输出的是慢变化的模拟电压信号尚需进行一次A/D转换，变成数字量再输入到计算机中去，这样系统经一次转换，必然要增加误差。现有的中子水分计用的计数率计有着上述缺点。

为了解决计数率计计数时间长，不利于自动控制的缺点，本发明提出了一种实现快响应计数的方法，计数率计及用此计数率计的中子水分计。

图1为快响应计数率计的电路图，图2是中子水分计的方框图。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

第一，本发明的快响应计数率计是由模拟信号处理电路和中央控制装置（单板机，简称中控）组成。由中控记录和处理模拟信号处理电路来的脉冲数。本发明计数方法的特征在于由中控控制把原来需要计数的时间T等分或r个单元，每隔T_r＝T/r的时间进行一次数据处理，即清除出最早的那个T_r时间内的计数，然后用新得到的T_r内计数去代替它，再求这r个计数之和就得到了新的T时间的计数，采用此种计数方法的计数率计是快响应计数率计。

第二，本发明的快响应计数率计中的模拟信号处理电路可以是放大成形电路、符合-反符合电路、脉冲辐度甄别器、单道脉冲辐度分析器等;中控可以是单板机或专门设计的微机，其中包括中央处理单元、存贮器、CTC、键盘和显示等部分。本发明的特征在于模拟信号处理电路和中控采取了上述的计数设置方法。

第三，快响应计数率计中的模拟信号处理电路可以是放大成形电路，可由一个三极管的放大电路连接到单稳态成形电路〔L〕。从探头来的信号经一个三极管〔B〕的放大电路放大后接入成形电路〔L〕，从成形电路〔L〕直接接入中控〔T〕的〔CTC〕的某一通道〔CLK/TRG〕上。

第四，本发明的中控〔T〕中的〔CTC〕的四个通道是这样安排的，除与微打相连用去一个通道外，剩下三个，其中一个通道与〔L〕相连，同时该通道还与另一通道串联，以扩大计数量程。最后一个通道作定时器用。

第五，本发明的中子水分计由探头〔104〕（包括中子源〔101〕、慢中子计数管〔102〕、前置放大器〔103〕）、高压电源〔107〕，低压电源〔106〕和计数率计〔105〕组成。本发明的特征在于计数率计采用了上述的快响应计数率计。

本发明所取得的效果与现有技术相比，具有以下实质性的特点：

第一，响应速度快，由于本发明的计数系统更新一次计数所需的时间T_r为T_r＝T/r，因此本计数率计的响应速度比通常的定标器和计数率计提高了r倍，又因为后者在显示和清除时刻是不计数的，而前者在显示和清除时刻也一直在计数，因此就避免了由于死时间造成的漏计数损失，从而实际的响应速率大大超过了r倍。

第二，由于本发明的计数系统的响应时间T_r可取ms级，这就容易解决工业过程控制（如水分的测量和控制）中容易出现的振荡问题。

第三，由于引进了中央控制装置，因此快响应计数率计的输出是数字量，当使用计算机进行多参数控制时避免了再经过一次A/D转换引进的误差，而且该仪器本身就是智能化的，可实现数据的自动采集和处理，便于实验和应用系统的智能化。

下面结合附图通过实施例进一步说明本发明的细节。