CN102662189B - 一种基于计数管的辐射测试的分析方法 - Google Patents

一种基于计数管的辐射测试的分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及辐射分析测试领域，公开了一种基于计数管的辐射测试的分析方法。在本发明中，在进行实际测量之前，首先根据标准辐射值与计数值构建分段拟合函数，而不是仅构建一个拟合函数，通过上述过程，可以使得分段拟合函数更好的反映计数值与标准辐射值之间的规律，从而保证对实际测量中实际辐射值的检测精度。由于计数管对辐射的响应不仅受其型号等因素影响，还受到环境温度的影响。在本发明中，建立了多个标准温度条件下的多个分段拟合函数，进一步保证计数管的检测精度。本发明的分析误差的绝对值控制在5％以内。

Description

一种基于计数管的辐射测试的分析方法
技术领域
本发明涉及辐射分析测试领域，尤其涉及一种基于计数管的辐射测试的分析方法。
背景技术
盖革-弥勒计数管是辐射测试仪的核心部件，是一种专门探测电离辐射(α粒子、β粒子、γ射线)强度的记数仪器。计数管由充气的管或小室作为探头，当向探头施加的电压达到一定范围时，射线在管内每电离产生一对离子，就能放大产生一个相同大小的电脉冲并被相连的电子装置所记录。通过上述过程，可以测量得到单位时间内的射线数。
在对环境辐射测量时，计数管的计数值(也就是计数管对射线响应后所输出的脉冲信号)与环境辐射值之间并不是成简单的线性关系，随着计数值的增加，环境辐射值对计数值的变化曲线就越加偏离线性关系。计数管对环境辐射值的响应会受到其型号、生产工艺甚至生产批次等因素的影响，因此，不同的计数管对于环境辐射值的响应也存在着不同的规律。在环境辐射进行检测分析，为保证测量精度，就必须首先确定计数管对环境辐射值的响应规律。
发明内容
针对上述技术问题，本发明设计开发了一种基于计数管的辐射测试的分析方法。
本发明的一个目的在于，提供一种基于计数管的辐射测试的分析方法。在本发明中，在进行实际测量之前，首先根据标准辐射值与计数值构建分段拟合函数，而不是仅构建一个拟合函数，通过上述过程，可以使得分段拟合函数更好的反映计数值与标准辐射值之间的规律，从而保证对实际测量中实际辐射值的检测精度。
本发明的另一个目的在于，提供一种基于计数管的辐射测试的分析方法。由于计数管对辐射的响应不仅受其型号等因素影响，还受到环境温度的影响。在本发明中，建立了多个标准温度条件下的多个分段拟合函数，进一步保证计数管的分析精度。
本发明提供的技术方案为：
一种基于计数管的辐射测试的分析方法，包括以下步骤：
步骤一、在一个标准温度条件下获取多个标准辐射值所对应的计数管的计数值，所述标准辐射值与计数值一一对应；
步骤二、根据获取的多组标准辐射值与计数值，构建分段拟合函数，构建分段拟合函数的过程为，获得计数值的分段区间以及该计数值的分段区间所对应的拟合函数，其中，每一计数值的分段区间所对应的拟合函数对已获取的标准辐射值的预测误差的绝对值在4～10％的范围内；
步骤三、重复步骤一和步骤二，构建在多个标准温度条件下的多个分段拟合函数，所述标准温度条件与分段拟合函数一一对应，其中，所述标准温度条件是通过以下方式确定的，在-10～40℃温度区间以温度间隔ΔTj选取温度值，作为标准温度条件Ti；
步骤四、判断当前实际测量所对应的标准温度条件，以确定当前实际测量所适用的分段拟合函数，对当前实际测量所对应的标准温度条件是通过以下方式确定的，当前实际测量的实际温度条件T与当前实际测量的实际温度条件位于两个标准温度条件所形成的温度区间(Ti，Ti+1)时，如2(T-Ti)＜ΔTj时，则当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti下的分段拟合函数，否则，则当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti+1下的分段拟合函数；
步骤五、根据步骤四判断的分段拟合函数，以当前实际测量所获取的计数值，判断其所属的分段区间，并判断适用于该分段区间的拟合函数，根据该拟合函数确定当前计数值对应的实际辐射值。
优选的是，所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤三中，在-10～40℃温度区间以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，所述温度间隔ΔTj为5℃。
优选的是，所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，步骤三中，在-10～40℃温度区间内，(1)-10～15℃温度区间内以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，ΔTj为5℃，(2)15～25℃温度区间以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，ΔTj为1℃，(3)在25～40℃温度区间内，-10～15℃温度区间内以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，ΔTj为5℃。
优选的是，所述的基于计数管的辐射测试的分析方法，还包括：
步骤六、对步骤五确定的实际辐射值乘以一加权系数mi，以得到修正的实际辐射值，其中，当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti下的分段拟合函数时，加权系数mi＝(T-Ti)/ΔTj，当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti+1下的分段拟合函数时，mi＝(Ti+1-T)/ΔTj。
优选的是，所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤二中，以计数值由低到高的变化为序，在第一个计数值的分段区间内，与该分段区间对应的拟合函数为一次函数。
优选的是，所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤二中，以计数值由低到高的变化为序，在第二个计数值的分段区间内，与该分段区间对应的拟合函数为二次函数。
优选的是，所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤二中，以计数值由低到高的变化为序，在第n个计数值的分段区间内，与该分段区间对应的拟合函数为n次函数。
优选的是，所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤二中，每一计数值的分段区间所对应的拟合函数对已获取的标准辐射值的预测误差的绝对值在5％以内。
本发明所述的基于计数管的辐射测试的分析方法具有以下有益效果：
(1)在本发明中，在进行实际测量之前，首先根据标准辐射值与计数值构建分段拟合函数，而不是仅构建一个拟合函数，通过上述过程，可以使得分段拟合函数更好的反映计数值与标准辐射值之间的规律，从而保证对实际测量中实际辐射值的检测精度。
(2)由于计数管对辐射的响应不仅受其型号等因素影响，还受到环境温度的影响。在本发明中，建立了多个标准温度条件下的多个分段拟合函数，进一步保证计数管的检测精度。
(3)本发明的分析误差的绝对值控制在5％以内。
附图说明
图1为本发明所述的基于计数管的辐射测试的分析方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明提供一种基于计数管的辐射测试的分析方法，包括以下步骤：
步骤一、在一个标准温度条件下获取多个标准辐射值所对应的计数管的计数值，所述标准辐射值与计数值一一对应；
步骤二、根据获取的多组标准辐射值与计数值，构建分段拟合函数，构建分段拟合函数的过程为，获得计数值的分段区间以及该计数值的分段区间所对应的拟合函数，其中，每一计数值的分段区间所对应的拟合函数对已获取的标准辐射值的预测误差的绝对值在4～10％的范围内；
步骤三、重复步骤一和步骤二，构建在多个标准温度条件下的多个分段拟合函数，所述标准温度条件与分段拟合函数一一对应，其中，所述标准温度条件是通过以下方式确定的，在-10～40℃温度区间以温度间隔ΔTj选取温度值，作为标准温度条件Ti；
步骤四、判断当前实际测量所对应的标准温度条件，以确定当前实际测量所适用的分段拟合函数，对当前实际测量所对应的标准温度条件是通过以下方式确定的，当前实际测量的实际温度条件T与当前实际测量的实际温度条件位于两个标准温度条件所形成的温度区间(Ti，Ti+1)时，如2(T-Ti)＜ΔTj时，则当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti下的分段拟合函数，否则，则当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti+1下的分段拟合函数；
步骤五、根据步骤四判断的分段拟合函数，以当前实际测量所获取的计数值，判断其所属的分段区间，并判断适用于该分段区间的拟合函数，根据该拟合函数确定当前计数值对应的实际辐射值。
所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤三中，在-10～40℃温度区间以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，所述温度间隔ΔTj为5℃。
所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，步骤三中，在-10～40℃温度区间内，(1)-10～15℃温度区间内以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，ΔTj为5℃，(2)15～25℃温度区间以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，ΔTj为1℃，(3)在25～40℃温度区间内，-10～15℃温度区间内以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，ΔTj为5℃。
所述的基于计数管的辐射测试的分析方法，还包括：
步骤六、对步骤五确定的实际辐射值乘以一加权系数mi，以得到修正的实际辐射值，其中，当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti下的分段拟合函数时，加权系数mi＝(T-Ti)/ΔTj，当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti+1下的分段拟合函数时，mi＝(Ti+1-T)/ΔTj。
所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤二中，以计数值由低到高的变化为序，在第一个计数值的分段区间内，与该分段区间对应的拟合函数为一次函数。
所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤二中，以计数值由低到高的变化为序，在第二个计数值的分段区间内，与该分段区间对应的拟合函数为二次函数。
所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤二中，以计数值由低到高的变化为序，在第n个计数值的分段区间内，与该分段区间对应的拟合函数为n次函数。
所述的基于计数管的辐射测试的分析方法中，所述步骤二中，每一计数值的分段区间所对应的拟合函数对已获取的标准辐射值的预测误差的绝对值在5％以内。
对于计数管的分段拟合函数，以计数值由低到高变化为序，每一计数值的分段区间对应的拟合函数为一次函数y＝ax+b，二次函数y＝ax2+bx+c，……，直至y＝axn+bxn-1+…+c。不同的计数管的计数值的分段区间也不相同，并且与某一计数值的分段区间对应的拟合函数的系数也不同。
通过标准温度条件的设置，可以得出多个分段拟合函数。这样在实际测量过程中，则可以根据实际测量条件的变化，选择在某一标准温度条件的分段拟合函数，然后再进一步判断某一计数值分段区间的拟合函数，从而精确地分析出实际辐射值。
当当前实际测量的实际温度条件T正好与标准温度条件Ti一致时，可以直接使用该标准温度条件的分段拟合函数，并得到实际辐射值。
但是，当当前实际测量的实际温度条件T位于温度区间(Ti，Ti+1)时，如2(T-Ti)＜ΔTj时，则当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti下的分段拟合函数，否则，则当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti+1下的分段拟合函数。根据上述过程确定的分段拟合函数所得到的实际辐射值存在一定的误差，可以进一步修正，也就是在实际辐射值上乘以一加权系数。
对温度区间-10～40℃进行划分时，可以等温度间隔划分。考虑到15～25℃这一温度区间的出现频率较高，可以对这一温度区间进行细分。即将-10～40℃区分为三段，采取了不同的温度间隔：(1)-10～15℃温度区间内以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，ΔTj为5℃，(2)15～25℃温度区间以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，ΔTj为1℃，(3)在25～40℃温度区间内，-10～15℃温度区间内以相等的温度间隔ΔTj选取温度值，ΔTj为5℃。
为获得计数管的当前实际测量所对应的实际温度条件，可以在辐射测试仪器的内部设置用于检测环境温度的温度传感器，并将环境温度输入辐射测试仪器的单片机中，供单片机处理。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种基于计数管的辐射测试的分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 
步骤一、在一个标准温度条件下获取多个标准辐射值所对应的计数管的计数值，所述标准辐射值与计数值一一对应； 
步骤二、根据获取的多组标准辐射值与计数值，构建分段拟合函数，构建分段拟合函数的过程为，获得计数值的分段区间以及该计数值的分段区间所对应的拟合函数，以计数值由低到高的变化为序，在第一个计数值的分段区间内，与该分段区间对应的拟合函数为一次函数，在第n个计数值的分段区间内，与该分段区间对应的拟合函数为n次函数，其中，每一计数值的分段区间所对应的拟合函数对已获取的标准辐射值的预测误差的绝对值在4～10％的范围内； 
步骤三、重复步骤一和步骤二，构建在多个标准温度条件下的多个分段拟合函数，所述标准温度条件与分段拟合函数一一对应，其中，所述标准温度条件是通过以下方式确定的，在-10～40℃温度区间以温度间隔△Tj选取温度值，作为标准温度条件Ti； 
步骤四、判断当前实际测量所对应的标准温度条件，以确定当前实际测量所适用的分段拟合函数，对当前实际测量所对应的标准温度条件是通过以下方式确定的，当前实际测量的实际温度条件T位于两个标准温度条件所形成的温度区间(Ti，Ti+1)时，如 
2(T-Ti)＜△Tj时，则当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti下的分段拟合函数，否则，则当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti+1下的分段拟合函数； 
步骤五、根据步骤四判断的分段拟合函数，以当前实际测量所获取的计数值，判断其所属的分段区间，并判断适用于该分段区间的拟合函数，根据该拟合函数确定当前计数值对应的实际辐射值。 
2.如权利要求1所述的基于计数管的辐射测试的分析方法，其特征在于，所述步骤三中，在-10～40℃温度区间以相等的温度间隔△Tj选取温度值，所述温度间隔△Tj为5℃。 
3.如权利要求1所述的基于计数管的辐射测试的分析方法，其特征在于，步骤三中，在-10～40℃温度区间内，(1)-10～15℃温度区间内以相等的温度间隔△Tj选取温度值，△Tj为5℃，(2)15～25℃温度区间以相等的温度间隔△Tj选取温度值，△Tj为1℃，(3)在25～40℃温度区间内以相等的温度间隔△Tj选取温度值，△Tj为5℃。 
4.如权利要求1或2或3所述的基于计数管的辐射测试的分析方法，其特征在于，还包括： 
步骤六、对步骤五确定的实际辐射值乘以一加权系数mi，以得到修正的实际辐射值，其中，当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti下的分段拟合函数时，加权系数mi=(T-Ti)／△Tj，当前实际测量所适用的分段拟合函数为标准温度条件Ti+1下的分段拟合函数时，mi=(Ti+1-T)／△Tj。 
5.如权利要求1所述的基于计数管的辐射测试的分析方法，其特征在于，所述步骤二中，每一计数值的分段区间所对应的拟合函数对已获取的标准辐射值的预测误差的绝对值在5％以内。 
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