CN104793234B - 中子探测器状态监测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中子探测器状态监测装置，用于同时对正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室三种中子探测器中的至少两种进行状态监测，包括:测试电压供应单元，用于对中子探测器供应测试电压；信号处理器，用于对中子探测器发出的探测信号处理后输出标准信号；信号转换单元，用于对标准信号进行转换处理后输出可用于进行数字显示的数字显示信号；电源单元，用于对测试电压供应单元、脉冲信号处理单元、电流信号处理单元及信号转换单元供电。本发明的中子探测器状态监测装置及系统可实现同时对至少两种探测器状态进行检测，使对中子探测器的状态监测更加便捷。

Description

中子探测器状态监测装置及系统

技术领域

本发明涉及中子探测领域，尤其涉及一种中子探测器状态监测装置及系统。

背景技术

目前，中子探测器包括正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室三种类型，它们是核测量系统中重要的测量器件。中子探测器输出的信号非常微弱，需要精密的信号放大装置才可以将信号放大到可被采集的信号。通常的中子探测器信号放大系统为了实现良好屏蔽及信号精密转换，系统设计较为复杂和庞大。因而常规中子探测器信号处理系统无法满足大量、多位置探测器的性能试验。并且系统笨重，操作很不便利。且运用环境比较特殊，为中子照射环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的中子探测器状态监测装置及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种中子探测器状态监测装置，用于同时对正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室三种中子探测器中的至少两种进行状态监测，包括：

测试电压供应单元，用于对中子探测器供应测试电压；

信号处理器，用于对中子探测器发出的探测信号处理后输出标准信号；

信号转换单元，用于对标准信号进行转换处理后输出可用于进行数字显示的数字显示信号；

电源单元，用于对测试电压供应单元、脉冲信号处理单元、电流信号处理单元及信号转换单元供电。

优选地，信号处理器包括

脉冲信号处理单元，用于对正比计数管发出的脉冲信号进行放大过滤处理后输出标准脉冲信号；

电流信号处理单元，用于对补偿电离室和非补偿电离室分别发出的第一电流信号和第二电流信号进行放大处理后分别输出第一标准电流信号和第二标准电流信号；

其中，探测信号包括脉冲信号、第一电流信号和第二电流信号，标准信号包括标准脉冲信号、第一标准电流信号和第二标准电流信号。

优选地，脉冲信号处理单元包括

放大模块，用于对脉冲信号进行放大；及

过滤模块，用于将放大后的脉冲信号进行过滤后生成标准脉冲信号。

优选地，电流信号处理单元包括

第一处理模块，用于将第一电流信号放大处理为第一标准电流信号；及

第二处理模块，用于将第二电流信号放大处理为第二标准电流信号。

优选地，信号转换单元包括

脉冲转换模块，用于对标准脉冲信号进行转换处理，并输出脉冲数字显示信号；

第一电流转换模块，用于对第一标准电流信号进行转换处理，并输出第一数字显示信号；及

第二电流转换模块，用于对第二标准电流信号进行转换处理，并输出第二数字显示信号；

数字显示信号包括脉冲数字显示信号、第一数字显示信号和第二数字显示信号。

优选地，测试电压供应单元包括

电压控制模块，用于接收外部指令，并根据外部指令发出与中子探测器相适配的电压供应信号；

电压供应模块，用于根据电压供应信号向正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室中的至少一个供应相适配的测试电压。

优选地，中子探测器状态监测装置还包括一显示装置，用于接收并显示数字显示信号。

优选地，显示装置还用于将数字显示信号与预先设定的阈值相比较进行分析评价。

优选地，中子探测器状态监测装置还包括中子探测器，中子探测器包括正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室中的至少两个。

还提供一种中子探测器状态监测系统，包括

测试电压供应单元，用于对正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室供应测试电压；

脉冲信号处理单元，用于对正比计数管发出的脉冲信号进行放大过滤处理后输出标准脉冲信号；

电流信号处理单元，用于对补偿电离室和非补偿电离室分别发出的第一电流信号和第二电流信号进行放大处理后分别输出第一标准电流信号和第二标准电流信号；

信号转换单元，用于对标准脉冲信号、第一标准电流信号和第二标准电流信号进行转换处理后输出可用于进行数字显示的数字显示信号；

电源单元，用于对测试电压供应单元、脉冲信号处理单元、电流信号处理单元及信号转换单元供电；

显示装置，用于接收并显示数字显示信号，和/或，显示装置还用于将数字显示信号与预先设定的阈值相比较进行分析评价；

中子探测器，中子探测器包括正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室中的至少一个；

其中，脉冲信号处理单元包括

放大模块，用于对脉冲信号进行放大；及

过滤模块，用于将放大后的脉冲信号进行放大过滤后生成标准脉冲信号；

其中，电流信号处理单元包括

第一处理模块，用于将第一电流信号放大处理为第一标准电流信号；及

第二处理模块，用于将第二电流信号放大处理为第二标准电流信号；

其中，信号转换单元包括

脉冲转换模块，用于对标准脉冲信号进行转换处理，并输出脉冲数字显示信号；

第一电流转换模块，用于对第一标准电流信号进行转换处理，并输出第一数字显示信号；及

第二电流转换模块，用于对第二标准电流信号进行转换处理，并输出第二数字显示信号；

数字显示信号包括脉冲数字显示信号、第一数字显示信号和第二数字显示信号；

其中，测试电压供应单元包括

电压控制模块，用于接收外部指令，并根据外部指令发出与中子探测器相适配的电压供应信号；

电压供应模块，用于根据电压供应信号向正比计数管、补偿电离室和非补偿电离室中的至少一个供应相适配的测试电压。

实施本发明的有益效果是：本发明的中子探测器状态监测装置及系统可实现同时对至少两种探测器状态进行检测，使对中子探测器的状态监测更加便捷。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一些实施例中中子探测器状态监测装置及中子探测器的模块连接示意图；

图2是本发明另一些实施例中中子探测器状态监测装置及中子探测器的模块连接示意图；

图3是图2中测试电压供应单元和中子探测器的连接示意图；

图4是图2中脉冲信号处理单元的电路图；

图5是图2中电流信号处理单元的电路图；

图6是图2中信号转换单元的电路图；

图7是本发明一些实施例中中子探测器状态监测系统的模块示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2示出了本发明一些实施例中的中子探测器状态监测装置500，其用于同时对正比计数管700、补偿电离室800和非补偿电离室900三种中子探测器100中的至少两种进行状态监测。该中子探测器状态监测装置500包括测试电压供应单元20、信号处理器200、信号转换单元50、电源单元10和显示装置600。

如图1、图2和图3所示，测试电压供应单元20用于对正比计数管700、补偿电离室800和非补偿电离室900供应测试电压。测试电压供应单元20包括电压控制模块21和电压供应模块22，电压控制模块21用于接收外部指令，并根据外部指令发出与中子探测器100相适配的电压供应信号。电压供应模块22用于根据电压供应信号向正比计数管700、补偿电离室800和非补偿电离室900中的至少一个供应相适配的测试电压。优选地，电压控制模块21可为一可变电阻，通过人工滑动改变可变电阻的电阻值来控制电压供应信号的输出。当人工控制改变R1至R4中任一个的电阻时，分别向U1至U4中任一个的第四引脚ST和第五引脚VT输入电压供应信号，经U1至U4的控制处理后经第七引脚VOUT-和第八引脚VOUT+分别向正比计数管700、补偿电离室800、补偿电离室800和非补偿电离室900输出测试电压。作为选择，电压控制模块21也可通过开关等其他形式来控制电压供应信号的输出。

如图1和图2所示，信号处理器200用于对中子探测器100发出的探测信号处理后输出标准信号，信号处理器200包括脉冲信号处理单元30和电流信号处理单元40。探测信号包括脉冲信号、第一电流信号和第二电流信号，标准信号包括标准脉冲信号、第一标准电流信号和第二标准电流信号。

结合图4所示，脉冲信号处理单元30与正比计数管700相连接，用于对正比计数管700发出的脉冲信号进行放大过滤处理后输出标准脉冲信号。脉冲信号处理单元30包括放大模块31及过滤模块32，放大模块31用于对脉冲信号进行放大，过滤模块32用于将放大后的脉冲信号进行放大过滤后生成标准脉冲信号。当放大模块31中的电阻R1和电容C1的连接处接收到来自正比计数管700的脉冲信号后，经过三极管Q1、Q2、Q3放大处理，然后传输至过滤模块32，过滤模块32通过比较器A2进行过滤后生成标准脉冲信号。由于一般正比计数管700输出脉冲信号脉宽为纳秒级，因此放大模块31进行特别设计，可以放大快速的脉冲信号，防止脉冲信号丢失。脉冲信号放大后，还要通过滤模块32过滤，从而生成标准脉冲信号。

结合图5所示，电流信号处理单元40与补偿电离室800和非补偿电离室900分别相连接，用于对补偿电离室800和非补偿电离室900分别发出的第一电流信号和第二电流信号进行放大处理后分别输出第一标准电流信号和第二标准电流信号。电流信号处理单元40包括第一处理模块41和第二处理模块42，第一处理模块41用于将第一电流信号放大处理为第一标准电流信号，具体地，通过电阻R11接入第一电流信号，经比较器AA处理后输出。第二处理模块42用于将第二电流信号放大处理为第二标准电流信号，具体地，通过电阻R1接入第二电流信号，经比较器A处理后输出。

如图1、图2和图6所示，信号转换单元50分别连接脉冲信号处理单元30和电流信号处理单元40，用于对标准脉冲信号、第一标准电流信号和第二标准电流信号进行转换处理后输出可用于进行数字显示的数字显示信号。信号转换单元50包括脉冲转换模块51、第一电流转换模块52和第二电流转换模块53，数字显示信号包括脉冲数字显示信号、第一数字显示信号和第二数字显示信号。其中，脉冲转换模块51用于对标准脉冲信号进行转换处理，并输出脉冲数字显示信号。具体地，脉冲转换模块51包括非门USA及第一处理器U1至第六处理器U6，标准脉冲信号从非门USA接入，经非门USA后输出到第六处理器U6的第八引脚CK1，经处理后依次接入第一处理器U1至第五处理器U5进行转换处理，最后通过第五处理器U5的第十一引脚QD输出脉冲数字显示信号。第一电流转换模块52用于对第一标准电流信号进行转换处理，并输出第一数字显示信号。第二电流转换模块53，用于对第二标准电流信号进行转换处理，并输出第二数字显示信号。具体地，第一电流转换模块52和第二电流转换模块53分别包括第十处理器U10和第十一处理器U11，二者型号相同，且二者的第一引脚VDD均接地，第三引脚SH分别相连接，第四引脚REF空置，第五引脚GND接地，第六引脚DOUT相连接，第八引脚SCLK相连接。二者的第二引脚AIN分别接入第一标准电流信号和第二标准电流信号，分别进行转换处理后，各自从第七引脚CS输出第一数字显示信号和第二数字显示信号。

再如图1和图2所示，电源单元10用于对测试电压供应单元20、脉冲信号处理单元30、电流信号处理单元40及信号转换单元50供电。电源单元10可以为常见的可供电的装置。

显示装置600与信号转换单元50相连接，用于接收并显示数字显示信号。优选地，显示装置600还用于将数字显示信号与预先设定的阈值相比较进行分析评价。作为选择，显示装置600可为常见的显示屏等装置。显示装置600可以设置，也可以不设置。作为选择，还可通过其他装置来代替显示装置600，以反馈出数字显示信号的信息。

在一些实施例中，中子探测器状态监测装置500还包括中子探测器100。中子探测器100包括正比计数管700、补偿电离室800和非补偿电离室900中的至少两种。作为选择，中子探测器状态监测装置500也可不包括中子探测器100。

如图7示出了本发明一些实施例中的中子探测器状态监测系统1，包括中子探测器中的正比计数管700、补偿电离室800和非补偿电离室900及上述实施例中中子探测器状态监测装置500中的各个单元模块，此处不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种中子探测器状态监测装置，用于同时对正比计数管(700)、补偿电离室(800)和非补偿电离室(900)三种中子探测器(100)中的至少两种进行状态监测，其特征在于，包括：

测试电压供应单元(20)，用于对所述中子探测器(100)供应测试电压；

信号处理器(200)，用于对所述中子探测器(100)发出的探测信号处理后输出标准信号；

信号转换单元(50)，用于对所述标准信号进行转换处理后输出可用于进行数字显示的数字显示信号；

电源单元(10)，用于对所述测试电压供应单元(20)、脉冲信号处理单元(30)、电流信号处理单元(40)及所述信号转换单元(50)供电；

所述信号处理器(200)包括

所述脉冲信号处理单元(30)，用于对所述正比计数管(700)发出的脉冲信号进行放大过滤处理后输出标准脉冲信号；

所述电流信号处理单元(40)，用于对所述补偿电离室(800)和所述非补偿电离室(900)分别发出的第一电流信号和第二电流信号进行放大处理后分别输出第一标准电流信号和第二标准电流信号；

其中，所述探测信号包括所述脉冲信号、所述第一电流信号和所述第二电流信号，所述标准信号包括所述标准脉冲信号、所述第一标准电流信号和所述第二标准电流信号；

所述脉冲信号处理单元(30)包括

放大模块(31)，用于对所述脉冲信号进行放大；及

过滤模块(32)，用于将放大后的所述脉冲信号进行过滤后生成标准脉冲信号；

所述电流信号处理单元(40)包括

第一处理模块(41)，用于将所述第一电流信号放大处理为所述第一标准电流信号；及

第二处理模块(42)，用于将所述第二电流信号放大处理为所述第二标准电流信号；

所述信号转换单元(50)包括

脉冲转换模块(51)，用于对所述标准脉冲信号进行转换处理，并输出脉冲数字显示信号；

第一电流转换模块(52)，用于对所述第一标准电流信号进行转换处理，并输出第一数字显示信号；及

第二电流转换模块(53)，用于对所述第二标准电流信号进行转换处理，并输出第二数字显示信号；

所述数字显示信号包括所述脉冲数字显示信号、所述第一数字显示信号和所述第二数字显示信号；

所述测试电压供应单元(20)包括

电压控制模块(21)，用于接收外部指令，并根据所述外部指令发出与所述中子探测器(100)相适配的电压供应信号；

电压供应模块(22)，用于根据所述电压供应信号向所述正比计数管(700)、所述补偿电离室(800)和所述非补偿电离室(900)中的至少一个供应相适配的测试电压。

2.根据权利要求1所述的中子探测器状态监测装置，其特征在于，所述中子探测器状态监测装置(500)还包括一显示装置(600)，用于接收并显示所述数字显示信号。

3.根据权利要求2所述的中子探测器状态监测装置，其特征在于，所述显示装置(600)还用于将所述数字显示信号与预先设定的阈值相比较进行分析评价。

4.一种中子探测器状态监测系统，其特征在于，包括

测试电压供应单元(20)，用于对正比计数管(700)、补偿电离室(800)和非补偿电离室(900)供应测试电压；

脉冲信号处理单元(30)，用于对所述正比计数管(700)发出的脉冲信号进行放大过滤处理后输出标准脉冲信号；

电流信号处理单元(40)，用于对所述补偿电离室(800)和所述非补偿电离室(900)分别发出的第一电流信号和第二电流信号进行放大处理后分别输出第一标准电流信号和第二标准电流信号；

信号转换单元(50)，用于对所述标准脉冲信号、所述第一标准电流信号和所述第二标准电流信号进行转换处理后输出可用于进行数字显示的数字显示信号；

电源单元(10)，用于对所述测试电压供应单元(20)、所述脉冲信号处理单元(30)、所述电流信号处理单元(40)及所述信号转换单元(50)供电；

显示装置(600)，用于接收并显示所述数字显示信号，和/或，所述显示装置(600)还用于将所述数字显示信号与预先设定的阈值相比较进行分析评价；

中子探测器(100)，所述中子探测器(100)包括正比计数管(700)、补偿电离室(800)和非补偿电离室(900)中的至少一个；

其中，所述脉冲信号处理单元(30)包括

放大模块(31)，用于对所述脉冲信号进行放大；及

过滤模块(32)，用于将放大后的所述脉冲信号进行放大过滤后生成标准脉冲信号；

其中，所述电流信号处理单元(40)包括

第一处理模块(41)，用于将所述第一电流信号放大处理为所述第一标准电流信号；及

第二处理模块(42)，用于将所述第二电流信号放大处理为所述第二标准电流信号；

其中，所述信号转换单元(50)包括

脉冲转换模块(51)，用于对所述标准脉冲信号进行转换处理，并输出脉冲数字显示信号；

第一电流转换模块(52)，用于对所述第一标准电流信号进行转换处理，并输出第一数字显示信号；及

第二电流转换模块(53)，用于对所述第二标准电流信号进行转换处理，并输出第二数字显示信号；

所述数字显示信号包括所述脉冲数字显示信号、所述第一数字显示信号和所述第二数字显示信号；

其中，所述测试电压供应单元(20)包括

电压控制模块(21)，用于接收外部指令，并根据所述外部指令发出与所述中子探测器(100)相适配的电压供应信号；

电压供应模块(22)，用于根据所述电压供应信号向所述正比计数管(700)、所述补偿电离室(800)和所述非补偿电离室(900)中的至少一个供应相适配的测试电压。