一种能谱测量的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及矿探测领域。目的是提供一种能谱测量的装置及方法，该装置包括上部电子学单元室以及下部探测器室。所述上部电子学单元室顶部装有把手，所述下部探测器室内部封装有主探测器，主探测器外围设置多个反符合探测器，多个反符合探测器外层设计有屏蔽层，所述屏蔽层外层设计防护层。所述主探测器与反符合探测器均包括闪烁晶体、光耦合体、光电二极管、稳谱电路、前置放大电路以及偏置电源电路。所述稳谱电路由电流监测部分和温度探测部分组成，所述电子学单元室内部包括充电电池、电源转换电路、求和电路、反符合电路以及多道分析电路。结合该装置的结构以及稳谱方法，使得本发明专利技术具有体积小、谱漂小、充电方便的优点。

A device and method for energy spectrum measurement

The invention relates to the field of ore detection. The purpose of this paper is to provide a device and method for energy spectrum measurement, which includes the upper electronics unit room and the lower detector room. The upper chamber electronics unit is arranged on the top of the handle, the lower chamber of the main detector detector package, main detector periphery is provided with a plurality of anti coincidence detector, a plurality of anti coincidence detector design with outer shielding layer, the shielding layer of outer protective layer design. The main detector and the anti coincidence detector include scintillation crystal, optical coupler, photodiode, spectrum stabilizing circuit, preamplifier circuit and bias power circuit. The stable spectrum circuit is composed of a current monitoring part and a temperature detecting part, wherein the interior part of the electronic unit comprises a charging battery, a power conversion circuit, a summing circuit, an anti coincidence circuit and a multi-channel analysis circuit. Combining with the structure of the device and the method of spectrum stabilization, the invention has the advantages of small size, small spectrum drift and convenient charging.

【技术实现步骤摘要】
一种能谱测量的装置及方法
本专利技术涉及矿探测领域，特别是指一种能谱测量的装置及方法。
技术介绍
能谱测量在铀矿勘查工业中是一项十分重要且常用的技术手段，而常规的能谱仪的晶体一般配合光电倍增管使用。但是光电倍增管的增益会受电压稳定性、地磁、温度等影响发生严重漂移，而且光电倍增管与晶体均是易碎部件，体积又较大，不便采用螺丝或其他机械方法等压得太紧，中间配合得不好只好用硅油进行光耦合。在长途运输及野外颠簸之下，中间的缝隙发生细微变化均会造成严重谱漂。尽管地磁屏蔽、硬件电路稳谱在一定程度上可以改善谱漂，但是实际效果还是会存在一定谱漂。基于每次测量重新能量刻度的“软件稳谱”技术，在谱漂严重时更会失效。在小型低精度能谱仪上也有使用晶体配合光电二极管结构的探测仪，使用光电二极管可以极大的减小能谱仪体积，但是光电二极管的分辨率比光电倍增管差很多，而且光电二极管的反向击穿电压、反向漏电流等参数受温度的影响很大，会对能谱仪产生严重的谱漂问题。而且野外探测时间一般长达数月，在探测时，能谱仪的续电问题，不是进行电池的更换，就是使用其他的充电设备进行充电。额外的装置携带给探测人员增加了更多的负担。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供的一种能谱测量的装置及方法，该能谱测量的装置及方法具有体积和谱漂小的优点。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的一个技术方案是：一种能谱测量的装置，包括上部电子学单元室以及下部探测器室，所述下部探测器室内部封装有主探测器，主探测器外围设置多个反符合探测器，多个反符合探测器外层设计有屏蔽层；所述屏蔽层外层设计有防护层，所述防护层内部设置发电机，所述发电机输出端与电子学单元室连接，所述发电机轴承与防护层前侧面板底面设置的两个轮子固定连接，所述轴承中端固定安装转子，所述转子径向外围设置磁铁；所述主探测器与反符合探测器均包括闪烁晶体，所述闪烁晶体顶面贴有外形为锥体的光耦合体，光耦合体的侧面贴有光电二极管，所述光电二极管分别与稳谱电路以及偏置电源电路连接，所述稳谱电路包括电流监测部分和温度探测部分，所述电流监测部分输入端与光电二极管连接，所述电流监测部分输出端与电子学单元室的多道分析电路连接，所述温度探测部分监测闪烁晶体温度，温度探测部分输出端与电子学单元室的多道分析电路连接，电子学单元室的多道分析电路与偏置电源电路电压反馈端连接。优选地，所述主探测器为立方体，4个外形为长方体的反符合探测器相互拼接构成井字型结构。优选地，所述屏蔽层由纯铜与钨钢或铅与钨钢两层结构组成，所述防护层前侧面板顶面设置拉杆。优选地，所述主探测器的闪烁晶体采用LaBr3︰Ce晶体或CsI：Tl晶体，所述反符合探测器的闪烁晶体采用厚度为4cm的CsI：Tl晶体。优选地，所述主探测器中的光耦合体与九个光电二极管的输入端并联连接，所述反符合探测器中的光耦合体与一个光电二极管的输入端连接。优选地，所述光电二极管输出端还与前置放大电路输入端连接，所述光电二极管的个数与前置放大电路、偏置电源电路的个数相同。优选地，所述上部电子学单元室顶面装有把手，所述电子学单元室内部还包括与充电电池输出端连接的电源转换电路，以及通过板间连线与探测器室的前置放大电路输出端连接的求和电路，所述求和电路输出端与反符合电路连接，所述反符合电路输出端与多道分析电路连接。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的另一个技术方案是：提供一种能谱测量的装置的稳谱方法，包括以下步骤：(1)通过电流监测部分监测光电二极管的反向漏电流；(2)电流监测部分将监测到的反向漏电流输出到多道分析电路；(3)多道分析电路根据接收的反向漏电流微调每个偏置电源电路的输出电压，每个光电二极管的输入电压变化值控制反向漏电流平均值保持一致；(4)温度探测部分监测闪烁晶体的温度，并传送至多道分析电路；(5)所述多道分析电路根据接收到的温度信息，使用公式：y＝0.0567x-1.394，计算出每个偏置电源电路输出电压的微调值，其中y为偏置电源电路输出电压的微调值，x为温度。本专利技术具有以下有益效果：在本专利技术的技术方案中，因为采用光电二极管替代光电倍增管作为光读出器件，有效减小能谱测量装置的体积及重量。同时，通过温度探测部分探测闪烁晶体温度传送至多道分析电路，多道分析电路根据接收的温度信息计算出偏置电源电路的输出电压压微调值，使光电二极管在不同温度环境下，均保持一致的增压，克服整个探头的谱漂。而电流监测部分监视每只光电二极管的反向漏电流，实时反馈微调电压，使每只光电二极管在不同温度、不同计数率条件下，平均漏电流保持一致。通过温度探测部分与电流监测部分相互配合工作，使得本专利技术具有谱漂小的优点。因为防护层内部设置发电机，所述发电机轴承与与防护层前侧面板底面设置的两个轮子固定连接，所述轴承中端固定安装转子。在本专利技术装置移动时，两个轮子会进行转动，进而带动轴承进行转动，所述轴承上的转子也会跟着一起转动，所述转子在磁铁中转动使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势，所述感应电动势通过电线传输至电子学单元室的充电电池，不仅解决了野外充电问题，还节省了成本。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1中A-A向视图；图3为发电机转子结构示意图；图4为发电机总体结构示意图；图5为主探测器与反符合探测器的结构示意图；图6为主探测器稳谱流程图；图7为反符合探测器稳谱流程图；图8为本专利技术的求和电路原理图；图9为反康普顿测量流程图；图10为本专利技术的工作流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-2所示，一种能谱测量的装置为上下两个部分，包括上部电子学单元室3以及下部探测器室。所述上部电子学单元室3顶面装有把手4，所述下部探测器室内封装有主探测器1与多个反符合探测器2，所述主探测器1为下部探测器室内部的部分，主探测器1下端设计有窗口6，主探测器1外围部分则为多个反符合探测器2，多个反符合探测器2外层则为屏蔽层5，所述屏蔽层5外层则为防护层7，所述防护层7前侧面板顶面设置有拉杆9，前侧面板底面设置有两个轮子8。所述电子学单元室3包括额定输出7.2V电压的充电电池，所述充电电池输出端与电源转换电路连接，所述电源转换电路包括采用开关电源方案的升压电路、降压电路和反压变换电路，所述电源转换电路为本装置的各部分电路提供所需电压。所述降压电路采用LT3480芯片，得到+3.3V和+5V逻辑电源，而+5V逻辑电源经过进一步滤波获得+5V模拟电源，其输出电流可以达到2A，工作效率可达到80％以上。所述反压变换电路采用MAX764芯片，而该电路输出为－5V，可提供高达1.5W的功率。所述升压电路采用MAX761芯片，输出电压为+12V，提供150mA的输出电流，其转换效率高达90％左右，该电路还提供电池电量不足检测电路，配合LED驱动电路，提供电池电量指示功能。本专利技术所使用的电源转换电路转换效率高，使得电池续航时间大于9小时。电子学单元室3还包括求和电路、反符合电路以及多道分析电路，所述求和电路输入端通过板间连线与探测器室的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能谱测量的装置，包括上部电子学单元室(3)以及下部探测器室，所述下部探测器室内部封装有主探测器(1)，主探测器(1)外围设置多个反符合探测器(2)，多个反符合探测器(2)外层设计有屏蔽层(5)；其特征在于：所述屏蔽层(5)外层设计有防护层(7)，所述防护层(7)内部设置发电机，所述发电机输出端与电子学单元室(3)连接，所述发电机轴承(14)与防护层(7)前侧面板底面设置的两个轮子(8)固定连接，所述轴承(14)中端固定安装转子(13)，所述转子(13)径向外围设置磁铁(15)；所述主探测器(1)与反符合探测器(2)均包括闪烁晶体(10)，所述闪烁晶体(10)顶面贴有外形为锥体的光耦合体(11)，光耦合体(11)的侧面贴有光电二极管，所述光电二极管分别与稳谱电路以及偏置电源电路连接，所述稳谱电路包括电流监测部分和温度探测部分，所述电流监测部分输入端与光电二极管连接，所述电流监测部分输出端与电子学单元室(3)的多道分析电路连接，所述温度探测部分监测闪烁晶体(10)温度，温度探测部分输出端与电子学单元室(3)的多道分析电路连接，电子学单元室(3)的多道分析电路与偏置电源电路电压反馈端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种能谱测量的装置，包括上部电子学单元室(3)以及下部探测器室，所述下部探测器室内部封装有主探测器(1)，主探测器(1)外围设置多个反符合探测器(2)，多个反符合探测器(2)外层设计有屏蔽层(5)；其特征在于：所述屏蔽层(5)外层设计有防护层(7)，所述防护层(7)内部设置发电机，所述发电机输出端与电子学单元室(3)连接，所述发电机轴承(14)与防护层(7)前侧面板底面设置的两个轮子(8)固定连接，所述轴承(14)中端固定安装转子(13)，所述转子(13)径向外围设置磁铁(15)；所述主探测器(1)与反符合探测器(2)均包括闪烁晶体(10)，所述闪烁晶体(10)顶面贴有外形为锥体的光耦合体(11)，光耦合体(11)的侧面贴有光电二极管，所述光电二极管分别与稳谱电路以及偏置电源电路连接，所述稳谱电路包括电流监测部分和温度探测部分，所述电流监测部分输入端与光电二极管连接，所述电流监测部分输出端与电子学单元室(3)的多道分析电路连接，所述温度探测部分监测闪烁晶体(10)温度，温度探测部分输出端与电子学单元室(3)的多道分析电路连接，电子学单元室(3)的多道分析电路与偏置电源电路电压反馈端连接。2.根据权利要求1所述的一种能谱测量的装置，其特征在于：所述主探测器(1)为立方体，4个外形为长方体的反符合探测器(2)相互拼接构成井字型结构。3.根据权利要求1所述的一种能谱测量的装置，其特征在于：所述屏蔽层(5)由纯铜与钨钢或铅与钨钢两层结构组成，所述防护层(7)前侧面板顶面设置拉杆(9)。4.根据权利要求1所述的一种能谱测量的装置，其特征在于：所述主探...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛勇，袁宏，王丽坤，彭玛丽，赵利，马婵华，赖德军，林延畅，
申请(专利权)人：四川省核工业地质调查院，
类型：发明
国别省市：四川,51