钍矿石选矿机在线检测系统的研制
发布时间：2023-02-23 10:19
钍是是一种潜在的核能原料,地壳中钍的含量远远大于铀,开发利用钍资源具有重要的战略意义。放射性选矿机在筛选放射性矿石领域有着广泛的应用,本文依据钍矿石的放射性这一特点,研制了钍矿石选矿机放射性在线检测系统,实现了实时检测和快速选矿。论文针对钍矿石块矿的拣选需求,设计了选矿机放射性测量的硬件电路和测量装置。论文取得的主要成果有以下几个方面:(1)研制了适合钍矿石选矿机在线检测系统需求的硬件电路,包括低压电源、主放大器和单道脉冲幅度分析器,设计了在线放射性测量的探测装置。(2)基于EP2C8T144I8N FPGA,开发了十路脉冲计数器和数据处理、传输模块。设计了基于Python语言的用户软件,初步实现了在线测量。(3)利用内蒙包头白云鄂博矿区的钍矿石样品进行模拟测量试验,对本底屏蔽、矿石位置、相邻矿石、环境本底等影响进行了较详细的实验。结果表明:蔽装置能大大降低天然放射性本底,矿石间距在15cm左右时,矿石间的相互影响可忽略不计。(4)基本上完成了钍矿石选矿机在线检测系统样机的制作,实测其检出限为0.87cps。
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题依据
1.2 研究背景
1.2.1 国内发展概况
1.2.2 国外发展状况
1.2.3 钍矿石块矿拣选的意义及问题
1.3 主要研究工作
1.4 本章小结
第2章 理论基础
2.1 钍矿石的放射性
2.1.1 天然放射性
2.1.2 钍矿石中的放射性
2.2 Γ射线探测的理论基础
2.2.1 γ射线与物质的相互作用
2.2.2 γ射线照射量率的计算
2.3 Γ射线的探测
2.3.1 气体探测器
2.3.2 半导体探测器
2.3.3 闪烁体探测器
2.4 闪烁体的选择
2.5 放射性选矿机的工作原理及构架
2.5.1 矿石的射线探测
2.6 探测装置的电路结构
2.7 钍矿石选矿机的探测方式
2.8 本章小结
第3章 钍矿石放射性测量系统的电路设计
3.1 低压电源模块
3.1.1 电源变换模块
3.1.2 滤波电路
3.2 高压电源模块
3.3 主放大器
3.3.1 OP467运算放大器的功能说明
3.3.2 信号放大与成形电路
3.4 单道脉冲幅度分析器
3.4.1 TL084功能说明
3.4.2 LM393电压比较器
3.4.3 电路原理图
3.5 FPGA计数部分
3.5.1 FPGA
3.5.2 CH340电路设计
3.5.3 MAX3232电路设计
3.5.4 电路及说明
3.6 本章小结
第4章 基于FPGA的计数电路
4.1 FPGA的开发环境简介
4.1.1 芯片选型
4.1.2 开发环境
4.1.3 FPGA设计语言
4.2 FPGA的开发代码
4.2.1 总体设计
4.2.2 程序代码
4.3 上位机软件设计
4.3.1 语言介绍
4.3.2 用户界面介绍
4.3.3 Python库文件
4.4 本章小结
第5章 系统集成与联机调试
5.1 探头与屏蔽设计
5.1.1 探头的设计
5.2 主机的装配
5.2.1 机箱的布局
5.2.2 电路板的装配
5.3 整机调试
5.3.1 阈值调节与能谱测量
5.3.2 线性调节范围测量
5.4 指标测试
5.4.1 稳定性测量
5.4.2 一致性测量
5.4.3 检出限测定
5.5 本章小结
第6章 应用实验
6.1 矿石参数的测量
6.1.1 实验样品的准备
6.1.2 比活度的测量
6.2 影响因素的讨论
6.2.1 铅屏蔽的影响
6.2.2 矿石位置的影响
6.2.3 相邻矿石之间的影响
6.3 可靠性检测
6.4 误差讨论
6.4.1 矿石测量起始时间的误差
6.4.2 矿石块度产生的测量误差
6.5 结果及分析
结论
致谢
参考文献
附录
本文编号：3748344
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题依据
1.2 研究背景
1.2.1 国内发展概况
1.2.2 国外发展状况
1.2.3 钍矿石块矿拣选的意义及问题
1.3 主要研究工作
1.4 本章小结
第2章 理论基础
2.1 钍矿石的放射性
2.1.1 天然放射性
2.1.2 钍矿石中的放射性
2.2 Γ射线探测的理论基础
2.2.1 γ射线与物质的相互作用
2.2.2 γ射线照射量率的计算
2.3 Γ射线的探测
2.3.1 气体探测器
2.3.2 半导体探测器
2.3.3 闪烁体探测器
2.4 闪烁体的选择
2.5 放射性选矿机的工作原理及构架
2.5.1 矿石的射线探测
2.6 探测装置的电路结构
2.7 钍矿石选矿机的探测方式
2.8 本章小结
第3章 钍矿石放射性测量系统的电路设计
3.1 低压电源模块
3.1.1 电源变换模块
3.1.2 滤波电路
3.2 高压电源模块
3.3 主放大器
3.3.1 OP467运算放大器的功能说明
3.3.2 信号放大与成形电路
3.4 单道脉冲幅度分析器
3.4.1 TL084功能说明
3.4.2 LM393电压比较器
3.4.3 电路原理图
3.5 FPGA计数部分
3.5.1 FPGA
3.5.2 CH340电路设计
3.5.3 MAX3232电路设计
3.5.4 电路及说明
3.6 本章小结
第4章 基于FPGA的计数电路
4.1 FPGA的开发环境简介
4.1.1 芯片选型
4.1.2 开发环境
4.1.3 FPGA设计语言
4.2 FPGA的开发代码
4.2.1 总体设计
4.2.2 程序代码
4.3 上位机软件设计
4.3.1 语言介绍
4.3.2 用户界面介绍
4.3.3 Python库文件
4.4 本章小结
第5章 系统集成与联机调试
5.1 探头与屏蔽设计
5.1.1 探头的设计
5.2 主机的装配
5.2.1 机箱的布局
5.2.2 电路板的装配
5.3 整机调试
5.3.1 阈值调节与能谱测量
5.3.2 线性调节范围测量
5.4 指标测试
5.4.1 稳定性测量
5.4.2 一致性测量
5.4.3 检出限测定
5.5 本章小结
第6章 应用实验
6.1 矿石参数的测量
6.1.1 实验样品的准备
6.1.2 比活度的测量
6.2 影响因素的讨论
6.2.1 铅屏蔽的影响
6.2.2 矿石位置的影响
6.2.3 相邻矿石之间的影响
6.3 可靠性检测
6.4 误差讨论
6.4.1 矿石测量起始时间的误差
6.4.2 矿石块度产生的测量误差
6.5 结果及分析
结论
致谢
参考文献
附录
本文编号：3748344
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3748344.html
