一种新型的脉冲中子发生器控制系统的研制

发布时间：2021-12-10 15:33

　　中子发生器是一种能够产生中子射线的仪器设备,由中子管、驱动电源、控制系统组成,它具有中子能量高、单色性好、产额稳定可控、使用安全等特点,其在物质元素分析、石油测井等领域有着广泛的应用。中子发生器有直流和脉冲两种工作模式。直流模式下,中子发生器多用于中子辐照;脉冲模式下,多道分析器利用同步脉冲的触发,将中子伽马能谱进行谱分离,便于物质元素的分析。中子发生器产生的中子与物质可以进行多种核反应,产生非弹、俘获、缓发等特征伽马射线。在最新的国际前沿研究中,这些特征伽马射线能谱可以通过脉冲时间顺序分离出来,有利于中子多元素分析精度的提高,特别适合在线分析技术应用。因此,在实际物料分析过程中,单一的中子能谱已不能满足使用者的需求。为了在中子能谱中获取更多的核反应信息,这就需要中子发生器能产生较为复杂的时序脉冲和相应的同步脉冲。本文针对东北师范大学自主知识产权ZFD-1型自成靶陶瓷中子管,设计了一种新型脉冲中子发生器控制台。该控制台在原有直流/脉冲模式下,根据中子爆发时间的不同,加入了单一脉冲和复合脉冲模式,实现了能谱的分离。此外,中子发生器在正常运行时会产生大量中子射线,为了保证操作人员的安全,需... 

【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中子管结构内部结构

第 3 章 中子发生器控制系统硬件设计为了满足操作人员对于中子核反应信息的需求，本文设计了一种新型的脉冲发生器控制系统。本章重点介绍脉冲中子发生器控制系统的硬件电路设计3.1 控制系统硬件总体设计控制系统由上位机、基于 STM32 的主控电路、辅助驱动电路、基于 FPGA冲时序发生电路、远程波形监测仪和中子定标器组成。脉冲中子发生器有三作模式，直流模式、单一脉冲模式和复合脉冲模式。在直流模式下，离子源脉冲和多道分析器的触发信号都为固定时长的高电平；在单一脉冲模式下源触发脉冲为上位机可调频率和宽度的单一脉冲，多道分析器的触发信号为的同步单一脉冲；在复合脉冲模式下，离子源触发脉冲由高、低频率脉冲相得，多道分析器的触发信号为对应的四路复杂脉冲，且各脉冲之间相对同步.1 为本文设计的脉冲中子发生器控制系统框架图。

图 3.2 主控板设计结构图3.2.1 主控芯片选型Cortex-M3 处理器是一种新型的 ARM 处理器，它采用哈佛结构，拥有独立的数据总线和指令总线，保证了指令与数据访问不冲突[35]。Cortex-M3 内部还设有多个调试组件，用于硬件程序的调试操作，极大的方便了嵌入式研究人员对于


本文编号：3532902