一种低成本核能谱多道检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种低成本核能谱多道检测装置，包括：通过定时器产生PWM调制信号对高压模块进行高压控制，根据控制结果对探测器进行调节，获取输出信号并进行信号放大，并通过ADC控制器进行交替采样，将采样数据进行数据滤波和校准，校准数据通过DMA控制器输出至存储单元；基于预设的上限阈值和下限阈值，通过模拟看门狗对采样数据进行监测，根据监测结果产生中断，采用极值寄存器对采样数据进行极值监测，读取极值寄存器对应的最大值和最小值，最大值为检测信号的峰值数据，对峰值数据的道址和对应的核粒子能量进行计算，人机界面读取存储单元的能谱数据和实时采样数据，并将能谱数据经过谱线分析，获取能谱数据的实时能谱图。获取能谱数据的实时能谱图。获取能谱数据的实时能谱图。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本核能谱多道检测装置


[0001]本专利技术涉及核技术应用领域，特别涉及一种低成本核能谱多道检测装置。
[0002]
技术介绍

[0003]目前，随着核电子技术的发展，核谱检测技术得到很大提高。但市场上的各种核谱检测仪器仪表和设备有两种：一种如专利技术专利CN 201410821108
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一种减少计数损失的脉冲幅度测量电路及方法中考虑到MCU数据采样和信号处理速度，将探测器信号通过模拟电路进行信号调理、整形，信号宽度经整形滤波电路展宽后进行数据采样，然后进行脉冲信号软件寻峰处理，得到测量脉冲信号的峰值，需要外加增益调节电路，软件寻峰占用MCU运行时间，脉冲展宽存在检测死时间长，影响脉冲信号的检测效率和通过率；另外一种方法是探测器信号经放大、调理后经高速A/D转换器进入FPGA，在FPGA的控制下通过A/D数据采集和数据分析处理，这样保证了脉冲信号的实时采集和通过率，但这种方法电路复杂且成本高。
[0004]
技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种低成本核能谱多道检测装置，用以解决核谱检测过程中影响脉冲信号的检测效率和通过率，并且电路复杂度和成本较高的情况。
[0006]一种低成本核能谱多道检测装置，包括：通过定时器产生PWM调制信号Dpwm，所述PWM调制信号Dpwm针对高压模块进行高压输出值控制，并根据所述高压输出值控制结果对探测器进行调节，获取探测器对应的输出信号Vi；将所述输出信号Vi进行信号放大处理，获取放大输出信号，并将所述放大输出信号通过ADC控制器进行交替采样，获取采样数据D1；将所述采样数据D1进行数据滤波和数据校准，获取采样数据D3，将采样数据D3通过DMA控制器输出至MCU的存储单元进行数据保存；基于预设的上限阈值和下限阈值，通过模拟看门狗对所述采样数据D3进行监测，并根据监测结果产生中断信号Int；根据所述中断信号Int，采用极值寄存器对所述采样数据D3进行极值监测，并读取极值寄存器对应的最大值和最小值；其中，所述最大值为检测信号的峰值数据，对所述峰值数据的道址和所述道址对应的核粒子能量进行计算，并将计算结果传输至存储单元进行数据保存，人机界面读取MCU中存储单元的能量谱线数据和实时采样数据，并将所述能量谱线数据经过谱线分析，获取能量谱线数据对应的实时能谱图。
[0007]作为本专利技术的一种实施例：所述通过定时器产生PWM调制信号Dpwm，所述PWM调制信号Dpwm针对高压模块进行高压输出值控制，并根据所述高压输出值控制结果对探测器进
行调节，获取探测器对应的输出信号Vi，包括：将所述PWM调制信号Dpwm通过滤波模块进行滤波，获取模拟信号Vp；将所述模拟信号Vp通过第二运算放大器进行放大，获取第一输出信号Vo；将所述第一输出信号Vo通过第二信号调理电路进行调理，获取控制信号Va；将所述控制信号Va对所述高压模块进行高压输出控制，获取高压模块对应的第二输出电压Vb，通过所述第二输出电压Vb对探测器进行调节，并确定所述探测器对应的输出信号Vi。
[0008]作为本专利技术的一种实施例：所述将所述模拟信号Vp通过第二运算放大器进行放大，获取第一输出信号Vo，包括：基于预设的增益值，将所述模拟信号Vp通过第二增益调节进行放大，获取放大后的第一输出信号Vo。
[0009]作为本专利技术的一种实施例：所述将所述输出信号Vi进行信号放大处理，获取放大输出信号，并将所述放大输出信号通过ADC控制器进行交替采样，获取采样数据D1，包括：将所述输出信号Vi经过前置放大电路进行放大，获取输出信号V1；将所述输出信号V1经过MCU内部的第一运算放大器按照可编程的增益调节进行信号放大，获取输出信号V2；将所述输出信号V2经过第一信号调理电路进行信号整形和放大处理，获取输出信号V3；将所述输出信号V3通过ADC控制器中的ADC1快速通道和ADC2快速通道进行A/D转换，获取转换信号，将所述转换信号通过所述ADC1快速通道和ADC2快速通道进行交替信号采样，获取采样数据D1。
[0010]作为本专利技术的一种实施例：所述将所述采样数据D1进行数据滤波和数据校准，获取采样数据D3，将采样数据D3通过DMA控制器输出至MCU的存储单元进行数据保存，包括：将所述采样数据D1通过Sinc
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滤波器进行滤波处理，获取输出信号D2；将所述输出信号D2通过数据校准寄存器进行零偏误差和线性误差校准，获取脉冲信号的采样数据D3；将所述采样数据D3通过存储单元进行数据保存；其中，所述存储单元用于针对采样数据进行实时波形显示。
[0011]作为本专利技术的一种实施例：所述根据所述中断信号Int，采用极值寄存器对所述采样数据D3进行极值监测，并读取极值寄存器对应的最大值和最小值，包括：通过模拟看门狗监测所述采样数据D3，将所述下限阈值设置为采样数据D3的最小刻度值，将所述上限阈值设置为信号上升沿处的采样数据值，当所述采样数据D3大于所述上限阈值时，表示监测到信号的上升沿，产生第一中断信号；当中断服务程序接收到所述第一中断信号时，将极值寄存器中的最大值和最小值进行清零处理，通过极值寄存器对所述采样数据D3进行二次极值监测，确定二次极值监测的最大值和最小值，并将二次监测的最大值和最小值更新为最大值和最小值；将所述下限阈值设置为脉冲信号下降沿处的采样数据值，将所述上限阈值设置为采样数据D3的最大刻度值，模拟看门狗通过所述下限阈值对采样数据D3的检测信号进行监测；
当所述模拟看门狗监测到采样数据D3小于所述下限阈值时，表示监测到检测信号的下降沿，所述模拟看门狗产生第二中断信号；根据所述第二中断信号，读取极值寄存器的最大值和最小值，其中，所述最大值表示所述检测信号的峰值；将所述下限阈值设置为采样数据D3的最小刻度值，将所述上限阈值设置为检测信号上升沿处的采样数据值，并通过所述上限阈值对采样数据的检测信号进行监测，对检测信号的监测结果进行数据保存。
[0012]作为本专利技术的一种实施例：所述人机界面读取MCU内存储单元的谱线数据时，通过USB、UART或ETHERNET方法和MCU进行通信。
[0013]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0014]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0015]附图说明
[0016]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例中一种低成本核能谱多道检测装置的电路结构示意图；图2为本专利技术实施例中一种低成本核能谱多道检测装置中的核能谱检测流程示意图；图1中，探测器
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1000；前置放大电路
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2000；MCU
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3000；ADC控制器
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3100；ADC1快速通道
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本核能谱多道检测装置，其特征在于，包括：通过定时器（3600）产生PWM调制信号Dpwm，所述PWM调制信号Dpwm针对高压模块（6000）进行高压输出值控制，并根据所述高压输出值控制结果对探测器（1000）进行调节，获取探测器（1000）对应的输出信号Vi；将所述输出信号Vi进行信号放大处理，获取放大输出信号，并将所述放大输出信号通过ADC控制器进行交替采样，获取采样数据D1；将所述采样数据D1进行数据滤波和数据校准，获取采样数据D3，将采样数据D3通过DMA控制器（3700）输出至MCU（3000）的存储单元（3300）进行数据保存；基于预设的上限阈值和下限阈值，通过模拟看门狗（3230）对所述采样数据D3进行监测，并根据监测结果产生中断信号Int；根据所述中断信号Int，采用极值寄存器对所述采样数据D3进行极值监测，并读取极值寄存器（3240）对应的最大值和最小值；其中，所述最大值为检测信号的峰值数据，对所述峰值数据的道址和所述道址对应的核粒子能量进行计算，并将计算结果传输至存储单元（3300）进行数据保存，人机界面（7000）读取MCU（3000）中存储单元（3300）的能量谱线数据和实时采样数据，并将所述能量谱线数据经过谱线分析，获取能量谱线数据对应的实时能谱图。2.如权利要求1所述的一种低成本核能谱多道检测装置，其特征在于，所述通过定时器（3600）产生PWM调制信号Dpwm，所述PWM调制信号Dpwm针对高压模块（6000）进行高压输出值控制，并根据所述高压输出值控制结果对探测器（1000）进行调节，获取探测器（1000）对应的输出信号Vi，包括：将所述PWM调制信号Dpwm通过滤波模块（8000）进行滤波，获取模拟信号Vp；将所述模拟信号Vp通过第二运算放大器（3500）进行放大，获取第一输出信号Vo；将所述第一输出信号Vo通过第二信号调理电路（5000）进行调理，获取控制信号Va；将所述控制信号Va对所述高压模块（6000）进行高压输出控制，获取高压模块对应的第二输出电压Vb，通过所述第二输出电压Vb对探测器（1000）进行调节，并确定所述探测器（1000）对应的输出信号Vi。3.如权利要求2所述的一种低成本核能谱多道检测装置，其特征在于，所述将所述模拟信号Vp通过第二运算放大器（3500）进行放大，获取第一输出信号Vo，包括：基于预设的增益值，将所述模拟信号Vp通过第二增益调节（3510）进行放大，获取放大后的第一输出信号Vo。4.如权利要求1所述的一种低成本核能谱多道检测装置，其特征在于，所述将所述输出信号Vi进行信号放大处理，获取放大输出信号，并将所述放大输出信号通过ADC控制器进行交替采样，获取采样数据D1，包括：将所述输出信号Vi经过前置放大电路（2000）进行放大，获取输出信号V1；将所述输出信号V1经过MCU（3000）内部的第一运算放大器（3400）按照可编程的增益调节（3410）进行信号放大，获取输出信号V2；将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏烈祥，汪天照，张晶，阳琴，张慧芹，文富春，罗静，贾伟强，张威，汤涛，皮春辉，廖辉，秦鸣东，秦笑儒，
申请(专利权)人：湖北方圆环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：