CN105277964B - 一种脉冲信号计数率的计算方法 - Google Patents

一种脉冲信号计数率的计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105277964B
CN105277964B CN201510720823.6A CN201510720823A CN105277964B CN 105277964 B CN105277964 B CN 105277964B CN 201510720823 A CN201510720823 A CN 201510720823A CN 105277964 B CN105277964 B CN 105277964B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cps
array
counting
time
time interval
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510720823.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105277964A (zh
Inventor
廖武
王益元
毕明德
马天骥
刘单
金坦
程翀
左亮周
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
719th Research Institute of CSIC
Original Assignee
719th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 719th Research Institute of CSIC filed Critical 719th Research Institute of CSIC
Priority to CN201510720823.6A priority Critical patent/CN105277964B/zh
Publication of CN105277964A publication Critical patent/CN105277964A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105277964B publication Critical patent/CN105277964B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明涉及核辐射探测技术领域，提供一种脉冲信号计数率的计算方法，包括如下步骤：（1）使用时间间隔法获取脉冲信号计数；（2）对脉冲信号计数进行大数保护和插零处理；（3）根据响应时间计算平均CPS。本发明方法的优点在于能根据不同探测器的计数率特征，采用统计学方法提取有效计数，不易受到CPS变化影响。

Description

一种脉冲信号计数率的计算方法
技术领域
本发明涉及核辐射探测技术领域，具体的说是一种脉冲信号计数率的计算方法。
背景技术
在核辐射探测器脉冲信号处理过程中，最重要的是精确测量探测器脉冲的个数，计算辐射剂量率水平。
目前，常见的脉冲信号计数率计算方法是直接利用单片机上的计数器获得脉冲计数，通过脉冲计数和定时器周期计算CPS （Count Per Second，即计数率）。该方法在CPS较高，变化范围较小的情况下表现较好，但是当CPS变化范围较大时，结果稳定性较差，最终导致剂量率计算不准确。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述技术问题，而提供一种脉冲信号计数率的计算方法，该方法根据不同探测器的计数率特征，采用统计学方法提取有效计数，不易受到CPS变化影响。
为了达到上述目的，本发明的技术解决方案如下。
一种脉冲信号计数率的计算方法，包括以下步骤：
（1）使用时间间隔法获取脉冲信号计数；以1秒钟为周期，查询脉冲信号计数，记录非零计数值和相邻两次计数的时间间隔；
（2）对脉冲信号计数进行大数保护和插零处理；当脉冲信号计数率即CPS上升很快时，进行大数保护，剔除干扰造成的计数伪峰；当若干秒无脉冲时，进行插零处理，估算CPS值；
（3）根据响应时间计算平均CPS。
本发明中采用统计学方法，考虑一段时间内计数变化情况，可以避免瞬时CPS变化较快带来的计算误差，提高计算结果准确度。
附图说明
图1为前3秒计数率为10，后20秒计数率为0.1的示意图。
图2为大数保护过程的示意图。
图3为插零过程的示意图。
图4为平均CPS估算示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的描述。
本实施例提供一种脉冲信号计数率的计算方法，包括以下步骤：
步骤1，使用时间间隔法获取脉冲信号计数：
每1秒钟查询一次计数，如果当前1秒内计数不为零，则将当前1秒内的计数放入数组中，如果当前1秒内计数为零，则不对数组进行任何操作，只是将时间间隔进行累积，直到将来的某一秒计数不为零计数后再将该计数与累积的时间间隔写到数组中。如图1所示。
步骤2，对脉冲信号计数进行大数保护和插零处理：
大数保护：在将计数和时间间隔写入到数组中去之前，需将要写入数据的CPS与数组中最后一个元素的CPS进行比较。如果要写入数据的CPS大于数组中最后一个元素CPS的5倍，则认为该数是一个大数，将其缓存在一个专用的大数数组中，如果下一个数据不是大数那么认为上一个大数是由干扰造成的将其丢弃。如果连续3个数据都是大数，此处数值3可根据需要修改，则认为这些大数是CPS真的增加了，此时将所有缓存的大数放入到正常数组中参与计算。图2给出了一个丢弃大数的过程。
插零处理：由于只有在当前1秒内有计数时才会去更新数组，因此当从高CPS突然下降到低CPS时，可能很多秒都不会再有计数，因此算法会一直输出高CPS很长一段时间。为了解决上述问题，算法会在若干秒无计数时强行将0计数与间隔时间插入到数组中。
插零时间参数的计算方法如下：
插零时间 = (1 / 当前CPS) * 2.5
上述公式中，(1 / 当前CPS)表示当前CPS所对应的时间，如，CPS=1对应1秒钟，CPS=0.5对应2秒钟。当计数率稳定时，该时间可看做为下一个计数到来的预期时间，如，当前CPS=0.5，则可预计下一个计数在2秒钟后到来。因此插零时间实际上是下一个计数到来的预期时间的2.5倍，即如果2.5倍的预期时间内都无计数，则表明实际的计数CPS发生了较大变化（明显下降），此时向数组中插零，更新CPS的计算值。
插零后将数组中所有的历史数据全部清除。由于当前计数率取决于下一个计数到来的时间，所以无法精确计算出当前的计数率。但是可以确定出未来计数率的上限，如1秒钟无计数则计数率上限为1，2秒钟无计数则计数率上限为0.5。将该上限值作为最终的CPS值。图3给出了插零过程的CPS计算结果。
步骤3，根据响应时间计算平均CPS：
以计数数组与时间间隔数组中最后一个元素为起点，向前累积5个数组单元。计算这5个数组单元的总计数与总时间间隔，再用总计数除以总时间间隔得到平均CPS。最后用计算得到的CPS经过换算可得到当前的剂量率水平。
图4给出了低CPS与高CPS下平均CPS的计算结果。
由图4可见，在高CPS情况下计算得到的CPS实际上是5秒的平均，而在低CPS情况下计算得到的CPS实际上是500秒的平均。因此这种算法的优势在于可以同时兼容低CPS与高CPS情况，不涉及算法的切换，且在高CPS下有较快的响应时间(平均时间较短)，而在低CPS下数值较为稳定（平均时间较长）。

Claims (1)

1.一种脉冲信号计数率的计算方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
（1）使用时间间隔法获取脉冲信号计数；以1秒钟为周期，查询脉冲信号计数，记录非零计数值和相邻两次计数的时间间隔；具体操作为每1秒钟查询一次计数，如果当前1秒内计数不为零，则将当前1秒内的计数放入数组中，如果当前1秒内计数为零，则不对数组进行任何操作，只是将时间间隔进行累积，直到将来的某一秒计数不为零计数后再将该计数与累积的时间间隔写到数组中；
（2）对脉冲信号计数进行大数保护和插零处理；当脉冲信号计数率即CPS上升很快时，进行大数保护，剔除干扰造成的计数伪峰；当若干秒无脉冲时，进行插零处理，估算CPS值；具体操作为
大数保护，在将计数和时间间隔写入到数组中去之前，需将要写入数据的CPS与数组中最后一个元素的CPS进行比较，如果要写入数据的CPS大于数组中最后一个元素CPS的5倍，则认为该数是一个大数，将其缓存在一个专用的大数数组中，如果下一个数据不是大数那么认为上一个大数是由干扰造成的将其丢弃；如果连续3个数据都是大数，则认为这些大数是CPS真的增加了，此时将所有缓存的大数放入到正常数组中参与计算；
插零处理，在若干秒无计数时强行将0计数与间隔时间插入到数组中；
插零时间参数的计算方法如下：
插零时间 = (1 / 当前CPS) * 2.5
上述公式中，(1 / 当前CPS)表示当前CPS所对应的时间，当计数率稳定时，该时间可看做为下一个计数到来的预期时间，因此插零时间实际上是下一个计数到来的预期时间的2.5倍，即如果2.5倍的预期时间内都无计数，则表明实际的计数CPS发生了较大变化，此时向数组中插零，更新CPS的计算值，插零后将数组中所有的历史数据全部清除；由于当前计数率取决于下一个计数到来的时间，所以无法精确计算出当前的计数率，但是可以确定出未来计数率的上限，将该上限值作为最终的CPS值；
（3）根据响应时间计算平均CPS，具体操作为以计数数组与时间间隔数组中最后一个元素为起点，向前累积5个数组单元，计算这5个数组单元的总计数与总时间间隔，再用总计数除以总时间间隔得到平均CPS。
CN201510720823.6A 2015-10-30 2015-10-30 一种脉冲信号计数率的计算方法 Active CN105277964B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510720823.6A CN105277964B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 一种脉冲信号计数率的计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510720823.6A CN105277964B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 一种脉冲信号计数率的计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105277964A CN105277964A (zh) 2016-01-27
CN105277964B true CN105277964B (zh) 2018-05-18

Family

ID=55147303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510720823.6A Active CN105277964B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 一种脉冲信号计数率的计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105277964B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106019355B (zh) * 2016-07-07 2018-08-28 清华大学 辐射粒子探测器读出电路及辐射粒子信号计数的方法
US11467286B2 (en) * 2018-02-13 2022-10-11 Sense Photonics, Inc. Methods and systems for high-resolution long-range flash lidar
CN110196446B (zh) * 2019-05-23 2022-11-11 福州智元仪器设备有限公司 一种高能粒子探测单元脉冲频率的快速平滑方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105005068A (zh) * 2015-06-25 2015-10-28 南京瑞派宁信息科技有限公司 一种脉冲分类的方法与系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62134585A (ja) * 1985-12-09 1987-06-17 Hitachi Ltd 数え落し補正による放射線計測方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105005068A (zh) * 2015-06-25 2015-10-28 南京瑞派宁信息科技有限公司 一种脉冲分类的方法与系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A high dynamic range pulse counting detection system for mass spectrometry;Bruce A. Collings et al.;《Rapid Commun. Mass Spectrom.》;20141231;第28卷;209-216 *
CPS Modeling of CNC Machine Tool Work Processes Using an Instruction-Domain Based Approach;Jihong Chen et al.;《Engineering》;20150630;第1卷;247-260 *
小滑窗脉冲计数检测器发现概率与虚警概率的计算公式;骆新华;《电子学报》;19810731(第4期);76-82 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105277964A (zh) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105277964B (zh) 一种脉冲信号计数率的计算方法
CN102402329B (zh) 用于参数化和识别触摸敏感表面上圆周手势的方法
CN103248356B (zh) 一种基于采用锁相环脉冲插值技术的计数器及实现方法
CN102246415B (zh) 用于确定信号的频率或周期的方法
CN102830247A (zh) 一种检测旋转部件旋转状态的方法和装置
CN107728460B (zh) 一种高分辨率的时间间隔测量方法
TWI598572B (zh) 感測器以及將時間資訊與一感測器所檢出的測量資料作關聯的方法
CN105302383A (zh) 一种电容触摸传感器抗干扰的方法和设备
CN102128981A (zh) 脉冲信号周期测量方法
CN102368076A (zh) 一种刷卡速度测试方法及刷卡速度测试设备
CN104169988B (zh) 用于检测停车空间的设备和方法
JP2015118505A (ja) コントローラシステム
CN111431760B (zh) 一种交换芯片中端口带宽利用率测量方法
CN116436588B (zh) 一种高精度信号捕获量测的装置
CN105026938A (zh) 信号处理装置
CN103869156B (zh) 一种双混频时差测量方法及测量系统
CN103049785A (zh) 一种多传感器计数装置和计数方法
CN106771326A (zh) 一种基于增量式光电编码器测量速度的方法
JPS61213683A (ja) 放射線計数装置
CN104215307A (zh) 用于流量标准装置的双计时脉冲插值计数器及其实现方法
CN105653877B (zh) 一种输液数据处理系统及方法
CN106482753B (zh) 可自动消除位置累积误差的驱动器及控制系统
CN103698024B (zh) 一种光子计数的校正装置及方法
Erkmen et al. Maximum likelihood time-of-arrival estimation of optical pulses via photon-counting photodetectors
WO2013021175A3 (en) Device and method for photon detection

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant