基于WinCE系统的伽马核素与中子巡测仪研制
发布时间：2022-12-08 22:34
针对生活中对环境放射性物质的检测和因核技术应用的不断发展而可能导致的放射性污染等实际问题,为了确定放射性污染种类及浓度,需要有能够快速识别放射性核素并给出浓度定量值的便携式核素识别仪,该仪器是进行核素分析、检测核设施安全性、辐射防护和防止核恐怖主义发生的有效手段。为了使仪器达到易用、集成化的目的,逐渐由大型核仪器检测设备发展成具有能谱测量、分析及处理等功能的小型化、便携化的核素识别仪。本文主要采用2英寸的NaI（Tl）晶体与超薄片Cs2LiYCl6（Ce）（CLYC）晶体的切面进行耦合作为复合探测器对原始核脉冲信号采集,然后通过数字多通道脉冲幅度分析器转化为能谱数据存储在STM32的FIFO中,再利用搭载WinCE系统的核心板卡通过串口传输方式进行数据交互,开发基于WinCE系统的应用程序,实现对谱分析算法封装、谱线绘制与信息展示。能谱分析算法提前运用MATLAB进行理论验证并将其在具有嵌入式平台SDK的Visual Studio 2008集成开发环境进行编写到应用程序。论文的主要研究内容和取得的主要成果如下:（1）探测器设计:在常用伽马能谱...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外核素识别仪器研究现状
1.2.2 谱仪算法研究现状
1.3 研究内容
第2章 核辐射探测器类型及射线与物质的相互作用
2.1 探测器概述
2.2 射线与物质的相互作用
2.2.1 伽马射线与物质的相互作用
2.2.2 中子与物质的相互作用
2.3 闪烁体探测器
2.3.1 γ射线探测器
2.3.2 中子探测器
2.4 本章小结
第3章 硬件系统设计
3.1 系统结构方案
3.2 探测器设计
3.2.1 光收集器
3.2.2 光电转换器
3.2.3 探测器结构
3.3 电路系统
3.3.1 数字多通道脉冲幅度分析器
3.3.2 电池电量监测
3.3.3 蜂鸣器报警
3.3.4 电源系统设计
3.4 上位机操作系统选型及主控底板设计
3.4.1 操作系统
3.4.2 操作系统主控板
3.4.3 WinCE系统移植与功能
3.5 本章小结
第4章 WinCE系统应用程序设计
4.1 能谱分析算法理论分析
4.1.1 最小二乘拟合法光滑
4.1.2 对称零面积寻峰
4.1.3 稳谱
4.1.4 特征峰核素识别
4.2 软件总体架构设计
4.2.1 框架搭建
4.2.2 WinCE消息处理机制
4.3 WinCE系统数据传输
4.3.1 数据通信方式
4.3.2 通信方式实现
4.4 WinCE系统中的算法实现
4.5 数据存储系统
4.5.1 谱线存储
4.5.2 简易核素库
4.6 界面显示
4.7 本章小结
第5章 效果测试
5.1 探测器测试
5.1.1 NaI(Tl)探测器测试
5.1.2 NaI(Tl)+CLYC组合探测器测试
5.2 仪器测试
5.2.1 WinCE系统中谱线光滑测试
5.2.2 WinCE系统中谱线寻峰测试
5.2.3 WinCE系统中核素识别与剂量率测试
5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]无机闪烁体的研究进展[J]. 林娜,任文省,江婷,高博,付军,赵一英. 功能材料. 2017(09)
[2]纯碘化铯（CsI）晶体的发光与光衰减特性研究[J]. 任国浩,宋朝晖,张子川,张侃,杨帆,李焕英,陈晓峰. 无机材料学报. 2017(02)
[3]大体积NaI（Tl）数字式车载γ能谱仪的研制[J]. 曾国强,杨剑,魏世龙,张开琪,葛良全,严磊. 原子能科学技术. 2016(11)
[4]碲锌镉探测器的数字核信号处理系统设计[J]. 曾国强,魏世龙,夏源,李强,徐亚东,葛良全,介万奇. 核技术. 2015(11)
[5]用γ能谱全能峰计数率测量辐射剂量率的方法研究[J]. 贺军,杨朝文. 核技术. 2014(07)
[6]几种常用闪烁体衰减时间常数的实验测量[J]. 李忠宝,彭太平,胡孟春,唐登攀,张建华,陈钰钰. 核电子学与探测技术. 2013(12)
[7]航空数字γ能谱测量系统的研制[J]. 葛良全,曾国强,赖万昌,范正国,倪卫冲,熊盛青. 核技术. 2011(02)
[8]Windows CE的适用领域[J]. 沈林. 福建电脑. 2010(02)
[9]基于特征函数的NaIγ能谱高斯峰面积计算[J]. 顾民,葛良全. 核技术. 2009(11)
[10]中子探测用闪烁体的研究进展[J]. 杨帆,任国浩. 核电子学与探测技术. 2009(04)
博士论文
[1]核素识别算法及数字化能谱采集系统研究[D]. 陈亮.清华大学 2009
硕士论文
[1]基于SiPM读出的紧凑型溴化铈伽马能谱仪研制[D]. 胡天宇.成都理工大学 2018
[2]便携式伽马能谱仪核素识别算法设计与实现[D]. 付睿玺.成都理工大学 2017
[3]基于CLYC的中子-γ复合探测电子学系统设计[D]. 姚付良.成都理工大学 2017
[4]空气中放射性核素的伽马能谱测量系统研制[D]. 魏世龙.成都理工大学 2017
[5]HPGeγ谱谱分析有关方法的研究[D]. 王仕木.成都理工大学 2014
[6]航空γ能谱低能谱段规律及应用研究[D]. 陈明驰.成都理工大学 2009
本文编号：3714260
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外核素识别仪器研究现状
1.2.2 谱仪算法研究现状
1.3 研究内容
第2章 核辐射探测器类型及射线与物质的相互作用
2.1 探测器概述
2.2 射线与物质的相互作用
2.2.1 伽马射线与物质的相互作用
2.2.2 中子与物质的相互作用
2.3 闪烁体探测器
2.3.1 γ射线探测器
2.3.2 中子探测器
2.4 本章小结
第3章 硬件系统设计
3.1 系统结构方案
3.2 探测器设计
3.2.1 光收集器
3.2.2 光电转换器
3.2.3 探测器结构
3.3 电路系统
3.3.1 数字多通道脉冲幅度分析器
3.3.2 电池电量监测
3.3.3 蜂鸣器报警
3.3.4 电源系统设计
3.4 上位机操作系统选型及主控底板设计
3.4.1 操作系统
3.4.2 操作系统主控板
3.4.3 WinCE系统移植与功能
3.5 本章小结
第4章 WinCE系统应用程序设计
4.1 能谱分析算法理论分析
4.1.1 最小二乘拟合法光滑
4.1.2 对称零面积寻峰
4.1.3 稳谱
4.1.4 特征峰核素识别
4.2 软件总体架构设计
4.2.1 框架搭建
4.2.2 WinCE消息处理机制
4.3 WinCE系统数据传输
4.3.1 数据通信方式
4.3.2 通信方式实现
4.4 WinCE系统中的算法实现
4.5 数据存储系统
4.5.1 谱线存储
4.5.2 简易核素库
4.6 界面显示
4.7 本章小结
第5章 效果测试
5.1 探测器测试
5.1.1 NaI(Tl)探测器测试
5.1.2 NaI(Tl)+CLYC组合探测器测试
5.2 仪器测试
5.2.1 WinCE系统中谱线光滑测试
5.2.2 WinCE系统中谱线寻峰测试
5.2.3 WinCE系统中核素识别与剂量率测试
5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]无机闪烁体的研究进展[J]. 林娜,任文省,江婷,高博,付军,赵一英. 功能材料. 2017(09)
[2]纯碘化铯（CsI）晶体的发光与光衰减特性研究[J]. 任国浩,宋朝晖,张子川,张侃,杨帆,李焕英,陈晓峰. 无机材料学报. 2017(02)
[3]大体积NaI（Tl）数字式车载γ能谱仪的研制[J]. 曾国强,杨剑,魏世龙,张开琪,葛良全,严磊. 原子能科学技术. 2016(11)
[4]碲锌镉探测器的数字核信号处理系统设计[J]. 曾国强,魏世龙,夏源,李强,徐亚东,葛良全,介万奇. 核技术. 2015(11)
[5]用γ能谱全能峰计数率测量辐射剂量率的方法研究[J]. 贺军,杨朝文. 核技术. 2014(07)
[6]几种常用闪烁体衰减时间常数的实验测量[J]. 李忠宝,彭太平,胡孟春,唐登攀,张建华,陈钰钰. 核电子学与探测技术. 2013(12)
[7]航空数字γ能谱测量系统的研制[J]. 葛良全,曾国强,赖万昌,范正国,倪卫冲,熊盛青. 核技术. 2011(02)
[8]Windows CE的适用领域[J]. 沈林. 福建电脑. 2010(02)
[9]基于特征函数的NaIγ能谱高斯峰面积计算[J]. 顾民,葛良全. 核技术. 2009(11)
[10]中子探测用闪烁体的研究进展[J]. 杨帆,任国浩. 核电子学与探测技术. 2009(04)
博士论文
[1]核素识别算法及数字化能谱采集系统研究[D]. 陈亮.清华大学 2009
硕士论文
[1]基于SiPM读出的紧凑型溴化铈伽马能谱仪研制[D]. 胡天宇.成都理工大学 2018
[2]便携式伽马能谱仪核素识别算法设计与实现[D]. 付睿玺.成都理工大学 2017
[3]基于CLYC的中子-γ复合探测电子学系统设计[D]. 姚付良.成都理工大学 2017
[4]空气中放射性核素的伽马能谱测量系统研制[D]. 魏世龙.成都理工大学 2017
[5]HPGeγ谱谱分析有关方法的研究[D]. 王仕木.成都理工大学 2014
[6]航空γ能谱低能谱段规律及应用研究[D]. 陈明驰.成都理工大学 2009
本文编号：3714260
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