基于FPGA的伽玛射线探测系统数据采集与实现

发布时间：2020-06-26 05:15

【摘要】：核能是一种可以造福人类,服务人类的新型能源,在核工业研究、生产、加工、运输等环节都会与射线有着密切的关系,其中伽玛射线是其中最主要的射线之一。在放射源的管理、运输、储存、使用、退役等环节,以及在公共安全检查和危险防范方面,都需要实时快速的对放射源进行探测和搜寻。同时为了保护工作人员身体健康,减少照射量。针对以上需求,研发设计出伽玛射线探测成像系统。伽玛射线探测成像系统是由前端探测器、数据采集处理、图像重建软件等几部分组成。本论文的主要内容介绍伽玛射线探测系统中的数据采集系统。首先介绍了伽玛射线的探测原理、探测方式,通过对前端探测器的工作原理以及输出信号的特性分析,结合研究项目的功能需求和性能要求,提出了数据采集系统的整体设计方案。然后论文主要从硬件设计、软件设计、性能测试等三个方面详细介绍了该数据采集系统,文中给出了硬件结构框图、原理图、设计方案和相关软件说明。重点分析了模数转换、FPGA(现场可编程门阵列)配置、程序设计、千兆以太网传输以及单片机控制的温度采集补偿电路。最后结合前端探测器对数据采集电路板的性能进行了测试和评估,经过一些列的调试、实验测试,表明数据采集系统能够成功地对前端探测产生的4路脉冲信号进行同步处理和分析,实现串并转换、积分计算、以太网传输等功能,在后端的软件重建中结合视频采集能够准确的寻找和发现放射源存在位置。数据采集系统运用了多项技术,差分信号处理、ADC采集、FPGA配置、核心算法、单片机处理、千兆网传输、温度偏移校正等。其性能稳定,能够满足设计的需求。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL816.2
【图文】：

日本的国立放射科学研究所在２００７研发了针对核电站实时监控、紧急情况逡逑下福射剂量检测的一款测向伽玛射线探测器。它包括Ｈ个不同的闪烁体化１灯１）、逡逑ＣｓＩ（ＴＩ）和ＢＧ０。Ｈ个探测器呈立体１２０度摆放如图１．邋１所示。送样设计提高了逡逑探测的灵敏度，同时可Ｗ测量伽玛射线的方向、能量和数量。缺陷是：只能识别逡逑一个占主导地位的入射角，同时测量是视角狭小Ｗ。逡逑

本文编号：2729875