CN105572715B - 海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法及传感器 - Google Patents

海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法及传感器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法及传感器,通过在传感器上增设感温元件,通过感温元件检测传感器的温度,并根据传感器的温度变化自动调整传感器的放大增益,以将传感器产生的脉冲电压的幅度调整到所述传感器在基准温度下对相同放射性核素进行测量时所生成的脉冲电压的幅度,由此便可以对传感器生成的γ能谱数据的峰位漂移实现自动校正,以获得更加准确的检测结果。采用本发明的传感器不仅可以对海洋环境中的海水、海底沉积物和海洋生物等放射性核素的活度进行长期、自动化、连续监测,以获得稳定可靠的监测结果;而且还可适合于各种海洋自动化监测平台,并能推广应用到其他水体环境的放射性监测工作过程中。

Description

海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法及传感器
技术领域
本发明属于海洋放射性测量技术领域,具体地说,是涉及一种用于对海洋的放射性情况进行现场检测的测量装置。
背景技术
我国对海洋的放射性监测仍然停留在传统的现场采样和带回实验室检测的方式,程序繁琐,耗时费力。更重要的是,这种断续的检测模式不可能对海洋的放射性情况进行有效监测,更难进行污染的及时预警。
基于NaI(Tl)闪烁体设计的γ谱仪因为具有探测效率高、适用温度范围宽、性能稳定、成本和功耗低等优点,在环境放射性测量、工业在线核测控、采矿及核防护安全等领域有着广泛的应用。目前,国外已经研制出了基于NaI(Tl)闪烁体γ谱仪的海洋放射性现场测量传感器并获得了实际应用,该技术是目前及未来一段时间内海洋放射性现场测量技术的发展和应用重点。值得注意的是,海洋环境监测和灾害预警的特点在于需要获取长期、连续的监测数据,要求用于海水放射性监测的传感器必须具有长期、自动化和稳定、可靠运行的功能。但是,由于NaI(Tl)闪烁晶体、光电倍增管和电子学系统都具有一定的温度效应,任何温度变化都会引起传感器输出的能谱峰位发生漂移,以致对能谱解析造成困难,影响到海洋放射性核素的识别和活度检测结果。因此,研究解决长时间、自动、连续测量情况下发生的γ谱峰漂移,是海洋放射性现场监测设备的关键技术。
传统的陆地放射性检测多通过已知核素的特征峰位进行稳谱,或者将传感器置入恒温装置,以达到稳谱的目的。但是,这种传统的稳谱方法显然不适合海洋放射性现场的自动化、长期连续监测的应用要求。对于其他稳谱方法,多通过引入稳定内置放射性标准参考源或者LED、激光等参考源的等效γ峰位,以达到稳定待测能区谱峰的目的。但是,这些参考源自身也会受温度影响,造成参考源参考峰位的漂移,进而影响传感器的稳谱结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法,可以根据传感器的温度变化自动调整传感器的放大增益,以达到校正γ能谱数据峰位漂移的目的。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法,所述传感器是一种根据反射性核素发出的γ射线的能量生成与之对应的脉冲电压,并利用所述脉冲电压的幅度进行道址计数,以获得γ能谱数据的传感器;所述温漂自校正方法包括:对所述传感器进行温度检测;根据传感器的当前温度查找预设的温度与放大增益的对应关系表,获得该温度所对应的增益放大值;根据所述增益放大值调整所述传感器的放大增益,以调整所述脉冲电压的幅度,使其对应到正确的道址上。
进一步的,所述温度与放大增益的对应关系表优选采用以下方式生成:
利用一种包含有特定放射性核素的标准参考源对不包含温漂自校正设计的常规传感器进行能量刻度,记录所述特定放射性核素的能量峰所对应的道址、当前的测量温度T0以及所述常规传感器当前的放大增益A0,并将所述道址作为基准道址D0;
将所述标准参考源和常规传感器置入温度可调的试验箱内,调节试验箱内的温度到达不同的温度点,并根据所述常规传感器在每个温度点所生成的脉冲电压的幅度确定出所述特定放射性核素在该温度点其能量峰所对应的道址D;
在每一个温度点,调节所述常规传感器的放大增益,直到所述道址D与所述基准道址D0一致;记录所述常规传感器当前的放大增益,作为当前温度点所对应的增益放大值,形成所述温度与放大增益的对应关系表。
优选的,在所述温度与放大增益的对应关系表中记录的是各温度点与T0之间的温度变化量以及各温度点所对应的增益放大值与A0之间的增益变化量;相邻两个温度变化量之间的温度间隔根据试验箱的控温精度确定。
优选的,所述特定放射性核素优选为Cs-137,所述道址为Cs-137发出的662keV能量峰所对应的道址。
为了满足海洋环境的测量要求,所述温度点的选取优选覆盖-10℃~+50℃的温度范围,以与海洋温度的变化范围一致。
进一步的,所述传感器为基于NaI(Tl)晶体的传感器,在对所述传感器进行温度检测的过程中,是对所述传感器的NaI(Tl)晶体的温度进行检测;在根据检测到的温度对传感器的放大增益进行调整后,根据调整后的脉冲电压的幅度在对应的道址上计数,进而生成温漂自校正后的γ能谱数据。
基于上述海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法,本发明还提出了一种具有温漂自校正功能的海洋放射性测量传感器,包括采集单元、信号处理单元、感温元件和控制单元;其中,所述采集单元用于采集反射性核素发出的γ射线,并根据γ射线的能量生成与之对应的脉冲电压;所述信号处理单元接收所述采集单元输出的脉冲电压,并对所述脉冲电压的幅度进行放大处理;所述感温元件用于检测所述传感器的温度;所述控制单元接收所述感温元件输出的温度检测信号,根据传感器的当前温度查找预设的温度与放大增益的对应关系表,获得该温度所对应的增益放大值,进而根据所述增益放大值调整所述信号处理单元的放大增益,以调整所述脉冲电压的幅度,使其能够对应到正确的道址上。
进一步的,在所述采集单元中设置有NaI(Tl)晶体和不含钾的光电倍增管,所述NaI(Tl)晶体用于采集反射性核素发出的γ射线,并发出光子;所述光电倍增管的受光面紧贴所述NaI(Tl)晶体安装,通过NaI(Tl)晶体发出的光子聚集在光电倍增管的光阴极上,进而在光电倍增管的输出端形成信号幅度与所述γ射线的能量成正比的脉冲电压。
又进一步的,在所述信号处理单元中设置有前置放大器和信号调理模块,所述前置放大器接收所述光电倍增管输出的脉冲电压,并对所述脉冲电压进行初级放大;所述信号调理模块根据所述控制单元输出的增益放大值调整其放大增益,并接收前置放大器输出的脉冲电压,并对所述脉冲电压进行整形、滤波处理后,根据调整后的放大增益对脉冲电压的幅度进行调整。
为了提高温度检测的准确度,在所述NaI(Tl)晶体的外部包裹有铝外壳,所述感温元件通过导热硅胶粘贴在所述NaI(Tl)晶体的铝外壳上,并通过不锈钢卡箍进行固定。
再进一步的,在所述传感器中还包括多道脉冲幅度分析模块,其接收所述信号调理模块输出的脉冲电压,根据接收到的脉冲电压的幅度在对应的道址上计数,进而生成温漂自校正后的γ能谱数据。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:本发明通过在传感器上增设感温元件,通过感温元件检测传感器的温度,继而根据传感器的温度变化自动调整传感器的放大增益,由此便可以对传感器产生的脉冲电压的幅度进行调整,实现对γ能谱数据的峰位漂移的自动校正,以获得更加准确的检测结果。采用本发明的传感器,不仅可以对海洋环境中的海水、海底沉积物和海洋生物等放射性核素的活度进行长期、自动化、连续监测,以获得稳定、可靠的监测结果;而且还可适合于各种海洋自动化监测平台,并能推广应用到其他水体环境的放射性长期、自动化和连续监测的工作过程中。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后,本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明所提出的具有温漂自校正功能的海洋放射性测量传感器的一种实施例的外部结构示意图;
图2是图1所示传感器的一种实施例的电路原理框图;
图3是本发明所提出的海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法的一种实施例的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。
本实施例的海洋放射性测量传感器为了解决传感器因其自身温度变化而导致通过其检测生成的γ能谱数据的峰位发生漂移的问题,提出了一种根据传感器的温度变化,调整传感器的放大增益,进而使其生成的脉冲电压的幅度可以根据传感器的温度变化实现自动调整的设计思想。通过将传感器生成的脉冲电压的幅度调整到所述传感器在基准温度下对相同放射性核素进行测量时所对应的脉冲电压的幅度上,从而在利用所述传感器生成的脉冲电压进行能量刻度时,便可以对应到正确的道址上,实现对γ谱峰漂移的校正,继而得到准确的γ能谱数据。
基于上述设计思想,本实施例首先在海洋放射性测量传感器1上增设感温元件2,例如温度传感器等,如图1所示,以用于对传感器1的温度进行实时检测。对于基于NaI(Tl)晶体设计的传感器1来说,由于在整个传感器1中,NaI(Tl)晶体的温度变化对γ谱峰漂移的影响最为明显,因此,本实施例优选对NaI(Tl)晶体的温度进行检测,结合NaI(Tl)晶体的温度变化对传感器的放大增益进行调整,以校正γ能谱数据的峰位漂移。
为了对所述NaI(Tl)晶体的温度变化实现准确检测,本实施例首先将所述NaI(Tl)晶体包裹在一层铝外壳4中,所述NaI(Tl)晶体位于图1所示传感器1的右侧,即传感器1的前端。利用导热硅胶将所述感温元件2粘贴到所述铝外壳4上,并使感温元件2的探头部分紧贴NaI(Tl)晶体所在的位置,以准确感测NaI(Tl)晶体的温度变化。
为了提高感温元件2在传感器1上安装固定的可靠性,本实施例优选在所述铝外壳4的外部再套装一圈不锈钢卡箍5,如图1所示。将感温元件2的探头部分插入到所述的不锈钢卡箍5中,利用不锈钢卡箍5的紧固作用,不仅可以提高感温元件2装配的牢固性,而且可以使得感温元件2的探头部分更加紧密地贴附在NaI(Tl)晶体所在位置的铝外壳4上,提高温度检测的准确性。
将连接感温元件2的导线3延伸至传感器1的另一端,如图1所示的左侧,即传感器1的后端,并伸入传感器1的内部,与传感器1内部的电路连接,以传送温度检测信号。
在传感器1的内部设置有光电倍增管、信号处理单元、多道脉冲幅度分析模块和控制单元,如图2所示。其中,光电倍增管与NaI(Tl)晶体构成采集单元,用于采集反射性核素发出的γ射线,并根据γ射线的能量生成与之对应的脉冲电压。作为一种优选设计方案,所述NaI(Tl)晶体优选采用能量分辨率<7%的NaI(Tl)闪烁体;所述光电倍增管应选择低噪声且不含钾的光电倍增管。将高能量分辨率的NaI(Tl)晶体紧密安装在光电倍增管的受光面上,使海洋环境中存在的γ射线照射在NaI(Tl)晶体上发出的光子能够通过光导充分聚集到光电倍增管的光阴极上,进而在光电倍增管的输出端上形成信号幅度与待检测γ射线的能量成正比的脉冲电压u1。
所述信号处理单元用于对光电倍增管输出的脉冲电压u1进行整形、滤波和放大处理,具体可以包括前置放大器和信号调理模块。其中,所述前置放大器主要通过阻抗匹配的方式对光电倍增管输出的微弱的电压脉冲u1进行初级放大,然后送入信号调理模块对初级放大后的脉冲电压u2进行整形、滤波处理,并进一步放大至适合模数转换器(ADC)所采集的电压范围内。所述模数转换器可以集成在多道脉冲幅度分析模块中,也可以独立于多道脉冲幅度分析模块单独布设。此外,所述信号调理模块具有放大增益调节功能,可以根据接收到的增益放大值调节其放大增益,进而对脉冲电压u2的幅度进行调节,以形成一定形状和幅度的脉冲电压u3。
将通过信号调理模块处理输出的脉冲电压u3传输至多道脉冲幅度分析模块。在本实施例中,所述多道脉冲幅度分析模块可以采用基于FPGA的数字γ谱仪的设计方式,对接收到的脉冲电压u3根据其幅度的不同在一一对应的道址上计数,继而得到γ能谱数据Data。
由于多道脉冲幅度分析模块的软硬件设计与现有的基于NaI(Tl)闪烁体设计的γ谱仪中所使用的多道脉冲幅度分析模块相同,因此,本实施例在此不对多道脉冲幅度分析模块的具体设计进行详细说明。
通过多道脉冲幅度分析模块生成的γ能谱数据Data可以经由设置在传感器1上的接口(例如RS232等通信接口)传送至外部的用户设备,例如用户的计算机等,如图2所示。利用外部的用户设备对所述γ能谱数据Data进行存储、显示或做进一步地分析处理,以获得海洋环境的放射性γ总量,并可以进一步甄别出目标放射性核素,计算出目标放射性核素的活度,并可为用户提供长期监测的污染预警服务。
为了解决γ谱峰随温度变化发生漂移的问题,本实施例在所述传感器1的内部还进一步设置有控制单元,通过导线3连接所述的感温元件2,接收感温元件2感应输出的温度检测信号,进而换算出NaI(Tl)晶体当前的温度,根据NaI(Tl)晶体的温度变化,调节其输出的增益放大值,传输至所述的信号调理模块,以改变信号调理模块的放大增益,进而对通过信号调理模块放大输出的脉冲电压u3的幅度进行调整,以使其对应到正确的道址上,实现对γ谱峰漂移的校正。
在本实施例中,所述控制单元可以采用单片机等具有数据处理能力的集成芯片进行传感器内部电路的系统设计。用户可以通过外部设备发送操作指令和参数设置,经由传感器1上的所述接口传输至所述单片机,利用单片机控制传感器1内部的各功能模块协调运行。特别是在传感器1初始运行时,信号调理模块的放大增益的初始值可以由用户自行设定,并通过所述接口传输至单片机,实现对信号调理模块的设定。
在所述传感器1中还设置有电源模块,如图2所示,接收外部供电,并转换成传感器1内部各功能模块(如光电倍增管、前置放大器、信号调理模块、多道脉冲幅度分析模块和控制单元等)所需的供电电源,为所述的各功能模块供电。
为了使所述传感器1能够适应海洋环境,本实施例在所述传感器1的外部还包覆有防水、耐压外壳(图中未示出),在所述外壳上设置防水插头,将所述防水插头通过数据线连接所述的接口,以传输γ能谱数据Data、用户指令和参数设置,将所述防水插头通过电源线连接所述的电源模块,以传送外部供电。
下面对所述控制单元如何根据传感器1的温度变化适当地调整信号调理模块的放大增益,进而实现对γ谱峰漂移的校正的具体实现方法进行详细地阐述。
在本实施例中,优选采用在控制单元中预设温度与放大增益的对应关系表,根据传感器1的当前温度T,采用查表的方式获得该温度T所对应的增益放大值A,进而根据该增益放大值A实现对信号调理电路的放大增益的适当调整。
对于所述的温度与放大增益的对应关系表,本实施例优选采用以下方式生成:
首先,在基准温度T0下,例如实验室的常温环境下,利用一种包含有特定放射性核素的标准参考源(例如包含有Cs-137在内的固体标准参考点源)对不包含温漂自校正设计的常规传感器进行能量刻度,记录所述特定放射性核素的能量峰所对应的道址(对于特定放射性核素为Cs-137情况,则记录Cs-137所发出的能量为662keV的能量峰所对应的道址),并将所述道址作为基准道址D0。同时,记录当前的测量温度(即基准温度T0)以及所述常规传感器当前的放大增益A0。
然后,将所述标准参考源和常规传感器置入温度可调的试验箱内,利用试验箱为常规传感器创造不同温度下的测量环境。即,调节试验箱内的温度到达不同的温度点,并根据所述常规传感器在每个温度点所生成的脉冲电压的幅度确定出所述特定放射性核素在该温度点其能量峰所对应的道址D。
具体来讲,考虑到试验箱从一个温度点调节并稳定至另一个温度点需要经过一段时间,并且所述特定放射性核素在不同温度点所形成的γ谱线也需要经历一段时间才能达到稳定,因此为了提高温漂校正的准确性,本实施例优选设置试验箱以T0为基准,每隔4个小时(这里的时间间隔最好大于1个小时)升高2℃,一直升高到+50℃。然后,每隔4个小时(这里的时间间隔也最好大于1个小时)降低2℃,直到降低到-10℃。由此,便可以在-10℃至+50℃的温度范围内获得多个不同的测量温度点。由于目前的海水温度大致在-10℃至+50℃的温度范围内变化,因此上述温度点的确定可以满足对海水环境的监测要求。当然,对于其他的待检测环境,则可以根据不同检测环境的温度变化情况具体确定温度点的覆盖范围,本实施例并不仅限于以上举例。
在将试验箱调节到设定的每一个温度点,并确定出所述特定放射性核素在当前温度点下的能量峰所对应的道址D后,调节所述常规传感器的放大增益,直到所述道址D与所述基准道址D0一致。记录所述常规传感器当前的放大增益,作为与当前温度点相对应的增益放大值,关联地记录到所述的温度与放大增益的对应关系表中,形成一组对应数据。以此类推,在确定的温度范围内(例如-10℃至+50℃的温度范围),确定出每一个温度点所对应的增益放大值,分别关联地写入所述的对应关系表中,最终完成“温度与放大增益的对应关系表”的建立。
在本实施例中,优选以变化量的形式创建所述的温度与放大增益的对应关系表。即,将基准温度T0记为0℃,将每一个温度点与T0之间的差值作为温度变化量△T,记入所述的对应关系表。同理,将基准温度T0所对应的增益放大值A0记为0,将每一个温度点所对应的增益放大值与A0之间的差值作为增益变化量△A,记入所述的对应关系表,由此完成“温度与放大增益的对应关系表”的建立。实验结束后,可以整理形成如表1所示的放大增益调节规律。
ΔT (℃) -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
ΔA 7.14 5.32 3.64 2.00 0 -1.78 -3.90 -5.02 -8.28
表1
需要说明的是,表1仅是为了描述放大增益的调节规律,具体数值会因不同传感器的性能不同而存在差异。
本实施例以使2℃为温度间隔来确定各温度点的。当然,所述温度间隔也可以设计成其他数值,这需要考虑试验箱的控温精度具体确定。通常来讲,对于控温精度越高的试验箱来说,将温度间隔设置得越小,在日后的实际海洋监测过程中,所获得的γ能谱数据越精确。
将最终形成的温度与放大增益的对应关系表写入控制单元,例如写入到单片机中的寄存器;或者写入到与单片机外接的存储器中,供单片机调用。
下面结合图3,对所述传感器1的温漂自校正过程进行详细阐述。
S301、将本实施例的具有温度自校正功能的海洋放射性测量传感器1下放至待测海域。
S302、采集感温元件2检测输出的温度检测信号,以获取传感器1当前的温度;
在这里,可以设计控制单元连续采集温度检测信号一段时间,待温度检测信号趋于稳定时,再根据此时的温度检测信号换算出传感器1当前的温度值,由此获得的检测温度能够更加稳定、准确。
在本实施例中,所述传感器1的温度具体指传感器1中NaI(Tl)晶体的温度。
S303、根据传感器1的当前温度T查找预设的温度与放大增益的对应关系表,确定传感器1的当前温度所对应的放大增益;
在本实施例中,可以在传感器1投入监测工作之前,首先对传感器1中的各功能模块进行初始化,使传感器1中的信号调理模块的放大增益恢复到初始值A0。所述初始值A0可以由用户通过外部设备经由传感器1的接口发送至传感器1中的控制单元,通过控制单元调整所述信号调理模块的放大增益到达初始值A0。
在所述传感器1开始执行监测任务后,所述控制单元根据感温元件2感应到的传感器1的当前温度T,首先计算出温度变化量△T=T-T0,T0为预先确定的基准温度;然后根据温度变化量△T查找温度与放大增益的对应关系,找出当前的温度变化量△T所对应的增益变化量△A,进而确定出在当前温度T下,传感器1的增益放大值A=A0+△A。
S304、根据计算出的增益放大值A,调整传感器1中的信号调理模块的放大增益,以调整通过信号调理模块处理输出的脉冲电压u3的幅度。
S305、根据信号调理模块输出的脉冲电压u3,获得温漂校正后的γ能谱数据;
在本实施例中,通过传感器1中的多道脉冲幅度分析模块接收信号调理模块处理输出的脉冲电压u3,进而根据脉冲电压u3的幅度在一一对应的道址上计数,以获得稳定的γ能谱数据。
S306、将γ能谱数据输出至外部设备,并返回步骤S302重复执行。
在本实施例中,可以设计传感器1将分析生成的γ能谱数据通过传感器1上的接口发送至外部的用户设备,通过用户设备进行显示、存储或做进一步的分析处理,为用户提供目标核素的甄别和活度,从而实现对海洋放射性情况的长期、自动化、连续监测,并可以为用户提供长期的海洋污染预警服务。
当然,以上所述仅是本发明的一种优选实施方式,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的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法,所述传感器是一种根据反射性核素发出的γ射线的能量生成与之对应的脉冲电压,并利用所述脉冲电压的幅度进行道址计数,以获得γ能谱数据的传感器;其特征在于,所述温漂自校正方法包括:
对所述传感器进行温度检测;
根据传感器的当前温度查找预设的温度与放大增益的对应关系表,获得该温度所对应的增益放大值;
根据所述增益放大值调整所述传感器的放大增益,以调整所述脉冲电压的幅度,使其对应到正确的道址上;
其中,所述温度与放大增益的对应关系表采用以下方式生成:
利用一种包含有特定放射性核素的标准参考源对不包含温漂自校正设计的常规传感器进行能量刻度,记录所述特定放射性核素的能量峰所对应的道址、当前的测量温度T0以及所述常规传感器当前的放大增益A0,并将所述道址作为基准道址D0;
将所述标准参考源和常规传感器置入温度可调的试验箱内,调节试验箱内的温度到达不同的温度点,并根据所述常规传感器在每个温度点所生成的脉冲电压的幅度确定出所述特定放射性核素在该温度点其能量峰所对应的道址D;
在每一个温度点,调节所述常规传感器的放大增益,直到所述道址D与所述基准道址D0一致;记录所述常规传感器当前的放大增益,作为当前温度点所对应的增益放大值,形成所述温度与放大增益的对应关系表。
2.根据权利要求1所述的海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法,其特征在于,在所述温度与放大增益的对应关系表中记录的是各温度点与T0之间的温度变化量以及各温度点所对应的增益放大值与A0之间的增益变化量;相邻两个温度变化量之间的温度间隔根据试验箱的控温精度确定。
3.根据权利要求1所述的海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法,其特征在于,所述特定放射性核素为Cs-137,所述道址为Cs-137发出的662keV能量峰所对应的道址。
4.根据权利要求1所述的海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法,其特征在于,所述温度点的选取覆盖-10℃~+50℃的温度范围。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的海洋放射性测量传感器的温漂自校正方法,其特征在于,所述传感器为基于NaI(Tl)晶体的传感器,在对所述传感器进行温度检测的过程中,是对所述传感器的NaI(Tl)晶体的温度进行检测;在根据检测到的温度对传感器的放大增益进行调整后,根据调整后的脉冲电压的幅度在对应的道址上计数,进而生成温漂自校正后的γ能谱数据。
6.一种具有温漂自校正功能的海洋放射性测量传感器,包括:
采集单元,用于采集反射性核素发出的γ射线,并根据γ射线的能量生成与之对应的脉冲电压;
信号处理单元,接收所述采集单元输出的脉冲电压,并对所述脉冲电压的幅度进行放大处理;
感温元件,用于检测所述传感器的温度;
控制单元,接收所述感温元件输出的温度检测信号,根据传感器的当前温度查找预设的温度与放大增益的对应关系表,获得该温度所对应的增益放大值,进而根据所述增益放大值调整所述信号处理单元的放大增益,以调整所述脉冲电压的幅度;其中,所述温度与放大增益的对应关系表采用以下方式生成:
利用一种包含有特定放射性核素的标准参考源对不包含温漂自校正设计的常规传感器进行能量刻度,记录所述特定放射性核素的能量峰所对应的道址、当前的测量温度T0以及所述常规传感器当前的放大增益A0,并将所述道址作为基准道址D0;
将所述标准参考源和常规传感器置入温度可调的试验箱内,调节试验箱内的温度到达不同的温度点,并根据所述常规传感器在每个温度点所生成的脉冲电压的幅度确定出所述特定放射性核素在该温度点其能量峰所对应的道址D;
在每一个温度点,调节所述常规传感器的放大增益,直到所述道址D与所述基准道址D0一致;记录所述常规传感器当前的放大增益,作为当前温度点所对应的增益放大值,形成所述温度与放大增益的对应关系表。
7.根据权利要求6所述的海洋放射性测量传感器,其特征在于,
在所述采集单元中设置有:
NaI(Tl)晶体,用于采集反射性核素发出的γ射线,并发出光子;
不含钾的光电倍增管,其受光面紧贴所述NaI(Tl)晶体安装,通过NaI(Tl)晶体发出的光子聚集在光电倍增管的光阴极上,进而在光电倍增管的输出端形成信号幅度与所述γ射线的能量成正比的脉冲电压;
在所述信号处理单元中设置有:
前置放大器,接收所述光电倍增管输出的脉冲电压,并对所述脉冲电压进行初级放大;
信号调理模块,根据所述控制单元输出的增益放大值调整其放大增益,并接收前置放大器输出的脉冲电压,并对所述脉冲电压进行整形、滤波处理后,根据调整后的放大增益对脉冲电压的幅度进行调整。
8.根据权利要求7所述的海洋放射性测量传感器,其特征在于,在所述NaI(Tl)晶体的外部包裹有铝外壳,所述感温元件通过导热硅胶粘贴在所述NaI(Tl)晶体的铝外壳上,并通过不锈钢卡箍进行固定。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的海洋放射性测量传感器,其特征在于,所述传感器还包括:
多道脉冲幅度分析模块,接收所述信号调理模块输出的脉冲电压,根据接收到的脉冲电压的幅度在对应的道址上计数,进而生成温漂自校正后的γ能谱数据。
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