手持式一体化多功能γ能谱仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种手持式一体化多功能γ能谱仪，包括γ辐射探测器、ＧＰＳ模块、多道脉冲幅度分析器、多道数据采集分析模块和低功耗电源管理模块；所述γ辐射探测器经信号处理模块和多道数据采集分析模块相连接；所述微处理器分别与ＧＰＳ模块、多道数据采集分析模块和人机接口模块相连接；所述ＧＰＳ模块包括ＧＰＳ天线和ＧＰＳ数据接收处理模块；所述ＧＰＳ数据接收处理模块一端连接ＧＰＳ天线，另一端与微处理器相连接；所述ＧＰＳ模块通过串口与微处理器相连接，微处理器通过ＵＳＢ接口与计算机进行相连。该能谱仪适用于地质矿产勘探、环境核辐射监测、核反恐等多个领域，具有结构简单合理、体积小功耗低、价格低廉、使用方便等优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种y能谱仪，具体涉及一种可实现镭、铀、钍、钾含量 及其活度分析和y辐射剂量率分析的手持式一体化多功能y能谱仪。技术背景Y能谱测量广泛应用于地质工业、卫生环境放射性监测等领域。在地质工业中，常要对地层进行横向和纵向的勘测。通过对测区y能谱资料进行分析和类比， 提出成矿有利地区，供地质找矿验证。在环境放射性监测领域，如在核辐射泄漏 事故中，y能谱法也是一种常规的确定所泄漏核素的方法。因此特别适用于地质 填图、划分地层边界、探査地质构造、矿产资源勘查、环境辐射监测、天然和 人工放射性核素现场检测等领域。在这些应用中，很多都工作于现场，需要仪 器功能满足要求的同时又需要操作方便、功耗低、结构便携等特点。现有的现 场Y能谱测量装置，都采用Nal (Tl)探测器以及GPS定位系统与y多道能谱测 量分析系统分离的方法设计，这给用户现场操作带来了很多不便，从而在某种 程度上降低工作效率，并限制了人们对环境辐射分布的研究和更进一步的探索。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种手持式一体化多功能y 能谱仪，该手持式一体化多功能y能谱仪针对目前环境地球领域的现场y核辐射 探测的应用要求，将NaI (Tl)探测器、y多道能谱测量分析系统和现场GPS定 位系统采用一体化设计，构成一个可完成镭、铀、钍、钾含量分析和y辐射剂 量率测量以及现场全球定位的综合系统，还具有结构简单合理、体积小、功耗 低、价格低廉、使用方便等优点。为能达到上述专利技术目的，所采用的技术方案是 一种手持式一体化多功能y 能谱仪，其特征在于包括y辐射探测器、GPS模块、多道脉冲幅度分析器、 多道数据采集分析模块和低功耗电源管理模块；所述y辐射探测器由NaI(Tl)晶体与光电倍增管相连组成；所述Y辐射探测器经信号处理模块和多道数据采集 分析模块相连接；所述微处理器分别与GPS模块、多道数据采集分析模块和人 机接口模块相连接；所述GPS模块包括GPS天线和GPS数据接收处理模块； 所述GPS数据接收处理模块一端连接GPS天线，另一端与微处理器相连接；所 述GPS模块通过串口与微处理器相连接，微处理器通过USB接口与计算机进行 相连。按照本技术提供的手持式一体化多功能Y能谱仪，其特征在于所述 微处理器还设置有用于和计算机数据分析系统相连接的USB接口。按照本技术提供的手持式一体化多功能Y能谱仪，其特征在于所述 NaI(Tl)晶体以及光电倍增管外面包裹一层磁屏蔽材料。按照本技术提供的手持式一体化多功能Y能谱仪，其特征在于所述 手持式一体化多功能Y能谱仪采用铝质材料制成的金属外壳。通过上面的叙述可以看出，本技术具有以下优点在结构设计上，采用便携式一体设计方案，方便现场操作和维护；在系统设计上，采用NaI(Tl)晶 体，同时与多道分析系统以及GPS系统进行一体化设计；在系统功能上，完成 传统的Y能谱测量分析的同时，把GPS技术作为一种可选功能的形式集成到系 统中，方便对测点现场的定位要求；在系统性能上，采用低功耗电源设计方案， 并采用最新的OLED显示技术；该能谱仪留有USB接口，方便与计算机的后台 数据库相连接，以便数据的二次分析；在技术指标上，能量分辨率优于8%(铯 137源)，样品中镭(铀)、钍、钾放射性比活度之和大于37Bq/Kg时，其测量不 确定度<10%, 256道全谱显示，GPS定位精度水平误差<3米，整机功耗〈300mW， 整机重量〈3Kg。附图说明图1为本技术提供的手持式一体化多功能Y能谱仪的模块连接原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步描述-图1为本技术提供的手持式一体化多功能y能谱仪的模块连接原理图。 如图中所示， 一种手持式一体化多功能y能谱仪，其特征在于包括y辐射探测 器、GPS模块、多道脉冲幅度分析器、多道数据采集分析模块和低功耗电源管 理模±央；所述y辐射探测器由NaI(Tl)晶体与光电倍增管相连组成；所述Y辐射 探测器经信号处理模块和多道数据采集分析模块相连接；所述微处理器分别与gps模块、多道数据采集分析模块和人机接口模块相连接；所述GPS模块包括 gps天线和GPS数据接收处理模块；所述GPS数据接收处理模块一端连接GPS 天线，另一端与微处理器相连接；所述GPS模块通过串口与微处理器相连接， 微处理器通过USB接口与计算机进行相连。所述微处理器还设置有用于和计算机数据分析系统相连接的USB接口 。所 述NaI(Tl)晶体以及光电倍增管外面包裹一层磁屏蔽材料。所述手持式一体化多 功能y能谱仪采用铝质材料制成的金属外壳。使用时，通过y辐射探测器探测y射线与物质作用发生的电磁辐射的产生电 信号的强度，通过多道数据采集分析模块确定环境y放射性有没有异常；通过 gps模块自动确定测量地点，结合计算机数据分析系统，完成异常分布情况的 分析，从而在找矿领域可分析成矿有利地区，供地质找矿验证；在环境核辐射监 测领域，达到核事故环境污染分布监测目的，以便进行应急处理。在电路功能上主要完成y能谱测量分析和现场GPS定位数据的测量。在y 能谱测量方面，由于y射线与物质发生作用时会发生的电磁辐射，通过核辐射 探测器把这个电磁辐射转换成微弱的电讯号。然后通过后续电路，对这个微弱 的点讯号进行整形放大，使之成为一个电脉冲信号后进入多道数据采集分析模 块。通过控制电路控制多道脉冲幅度进行工作，把不同幅度的模拟信号转换成 对应的数字信号，这个数字代表一个道地址，以道地址作为存储器的地址码记 录脉冲数，各道地址的记数就可以把脉冲幅度的分布情况表现出来。而幅度信 号大小为各元素辐射能量不同的表现，相应道址的计数代表相应能量的辐射强 度。多道数据进入微处理器后，可以通过软件调用，对数据进行分析处理，数据保存及输出等。在GPS测量方面，采用GPS模块与微处理器连接，通过串口 向GPS模块发指令，从而控制GPS模块工作。GPS数据接收处理模块通过GPS 天线接收卫星数据，通过模块内部处理单元处理数据后，得到测点(的经讳度 以及高程位置数据，由微处理器通过串口读取这个数据并保存到Flash中。在物理结构上，采用NaI(Tl)探测器、多道数据采集分析模块和全球定位系 统一体化设计。为了避光、避磁、避电场等的要求，整个结构采用金属外壳， -般采用铝质材料。由于考虑到GPS天线对系统的影响以及定位精度的要求， 采用外接有源天线的方式，而不是在系统内嵌入无源GPS天线。GPS数据接收模块结合GPS天线接收现场定位信息，通过串口传给微处理 器。y多道能谱数据采集分析装置在采集y能谱数据同时，通过GPS模块获取 当前测点的经度、纬度、高程位置信息。为了满足现场便携性工作的要求，对 系统各个部件进行便携式一体化设计，同时，为了满足现场长时连续性工作的 需求，在系统设计上采用低功耗设计电源管理方案。对y辐射探测的灵敏度主要取决与核辐射探测器，为了满足现场工作灵敏 的要求，通常选用尺寸比较大的NaI(Tl)晶体探测器，能量分辨率一般能优于8% (铯137源)。同时，由于NaI(Tl)探测器受环境因素比较大，在结构设计上，考 虑到避光、避磁设计；在考虑温度影响时，在采取隔温设计的同时，在电本文档来自技高网...

【技术保护点】
手持式一体化多功能γ能谱仪，其特征在于：包括γ辐射探测器、ＧＰＳ模块、多道脉冲幅度分析器、多道数据采集分析模块和低功耗电源管理模块；所述γ辐射探测器由ＮａＩ（Ｔｌ）晶体与光电倍增管相连组成；所述γ辐射探测器经信号调理模块和多道数据采集分析模块相连接；所述微处理器分别与ＧＰＳ模块、多道数据采集分析模块和人机接口模块相连接；所述ＧＰＳ模块包括ＧＰＳ天线和ＧＰＳ数据接收处理模块；所述ＧＰＳ数据接收处理模块一端连接ＧＰＳ天线，另一端与微处理器相连接；所述ＧＰＳ模块通过串口与微处理器相连接，微处理器通过ＵＳＢ接口与计算机进行相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁卫撑，方方，王敏，阎萍，姜赞成，周伟，刘易，黄洪全，龚迪琛，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]