多用途环境监测γ谱仪系统研究

发布时间：2023-06-02 03:00

　　近些年,辐射环境监测成为公众日益关心的问题。本论文以国家自然科学基金项目“基于航空伽马能谱全谱数据的氡填图方法研究”(项目编号41474107)为依托,研制了一款多用途环境监测γ谱仪系统,既可以作为便携式γ谱仪用于车载等的移动式监测,又可作为固定式自动监测站进行连续监测,且能通过设置足够数量的探测器,形成辐射监测网络,可用于环境常规监测和事故性释放的监测等。本论文开发设计了一体化的多用途环境监测γ谱仪硬件电路系统。使用TCP/IP网络通信,组成了一套便携式γ谱仪系统,在环境辐射监测中应用于车载等的移动式测量。使用LoRa无线通信,可将探测器硬件电路系统置于固定式监测站,也可以在多个固定式监测站放置多个探测器硬件电路系统,即一台平板电脑可操作多个探测器硬件电路系统,形成了辐射环境监测网络。这样操作者可以远程控制仪器的测量情况,操作者在获得实时谱数据的同时又避免了有可能存在的放射性核素的辐射,若有辐射异常发生时,能将情况迅速反馈到远程的操作者。在基于Android系统γ谱仪软件的开发研究中,针对核素识别、平滑、能量刻度和效率刻度等算法进行了研究。在国内首次设计并实现了一种基于奇异值方法的全...

【文章页数】：102 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景和研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 环境监测 γ 谱仪研究现状
        1.2.2 γ 谱仪研究现状
    1.3 主要研究内容和创新点
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 创新点
    1.4 论文的主要结构
2 γ 能谱测量的理论基础
    2.1 γ 射线与物质的相互作用
        2.1.1 光电效应
        2.1.2 康普顿效应
        2.1.3 电子对效应
        2.1.4 γ 射线的吸收
    2.2 γ 射线探测器
        2.2.1 γ 射线探测器主要性能指标
        2.2.2 γ 射线探测器种类
        2.2.3 Na I(Tl)探测器
    2.3 本章小结
3 多用途环境监测 γ 谱仪整体方案设计
    3.1 闪烁 γ 谱仪的工作原理
        3.1.1 闪烁探测器
        3.1.2 线性放大器和多道分析器
        3.1.3 γ 谱数据采集和处理软件
    3.2 多用途环境监测 γ 谱仪
    3.3 本章小结
4 多用途环境监测 γ 谱仪硬件设计
    4.1 硬件整体方案设计
    4.2 电源电路
    4.3 信号处理电路
        4.3.1 放大电路设计
        4.3.2 ADC驱动电路设计
    4.4 数字多道分析器
        4.4.1 模数变换器
        4.4.2 微控制器的选型
        4.4.3 FPGA设计
        4.4.4 TCP/IP网络通信
    4.5 无线通信
        4.5.1 无线通信技术
        4.5.2 Lo Ra无线通信
        4.5.3 环境监测 γ 谱仪系统应用Lo Ra通信
    4.7 本章小结
5 多用途环境监测 γ 谱仪软件设计
    5.1 软件总体结构
    5.2 Android操作系统
    5.3 界面设计
    5.4 软件启动和界面初始化设计
    5.5 主要模块设计
        5.5.1 显示模块
        5.5.2 峰信息模块
        5.5.3 时间信息模块
        5.5.4 菜单功能模块
    5.6 数据存储管理设计
    5.7 软件异常设计
    5.8 串口类设计
    5.9 算法设计
        5.9.1 本底扣除
        5.9.2 平滑
        5.9.3 寻峰
        5.9.4 能量刻度
        5.9.5 效率刻度
    5.10 核素识别
        5.10.1 实现原理
        5.10.2 实测数据验证
    5.11 稳谱
    5.12 本章小结
6 实验测试
    6.1 性能指标
    6.2 性能指标测试
        6.2.1 能量线性
        6.2.2 稳定性
        6.2.3 能量分辨率
    6.3 本章小结
7 结论
    7.1 总结
    7.2 建议
致谢
参考文献
博士在读期间科研成果



本文编号：3827532