CN107423608B - 基于中子检测的数据处理平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于中子检测的数据处理平台，包括开关控制设备、中子获取设备、人脸检测设备和验证处理设备，所述人脸检测设备用于识别操作人员的面部特征，所述验证处理设备与所述人脸检测设备连接，用于接收识别到的面部特征，将识别到的面部特征与预存面部轮廓的面部特征进行匹配，匹配成功则发出验证通过信号，所述开关控制设备与所述验证处理设备连接，用于在接收到所述验证通过信号时，展开所述中子获取设备的操作仪表盘，所述验证处理设备还用于将识别到的面部特征与预存面部轮廓的面部特征进行匹配，匹配失败则发出验证失败信号。通过本发明，能够提高中子相关数据检测的效率及可靠性。

Description

基于中子检测的数据处理平台

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种基于中子检测的数据处理平台。

背景技术

中子的概念是由英国物理学家欧内斯特·卢瑟福提出，中子的存在是1932年B.查德威克用a粒子轰击的实验中证实的。其质量为1.6749286×10-27千克(939.56563兆电子伏特)，比质子的质量稍大(质子的质量为1.672621637(83)×10-27千克)，自旋为1/2。

自由中子是不稳定的粒子，可通过弱作用衰变为质子，放出一个电子和一个反中微子，平均寿命为896秒。中子遵从费米-狄拉克分布和泡利不相容原理。以往曾经将中子列为基本粒子的一员，但现今在标准模型理论下，由两个下夸克和一个上夸克构成，所以他是个复合粒子。

现有技术中的中子发生器由于工作环境特殊，设备本身难以承受异常的干扰，同时，一旦被破坏，容易对附近人员造成人身伤害。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于中子检测的数据处理平台，为了适应中子检测的危险环境，针对中子检测设备设置了定制的人员验证系统，使得只有合法工作人员才能实施对中子发生器的正常操作，避免中子发生器受到干扰，同时优化了现有的中子发生器。

根据本发明的一方面，提供了一种基于中子检测的数据处理平台，所述平台包括中子获取设备、人脸检测设备和验证处理设备，所述人脸检测设备用于识别操作人员的面部特征，所述验证处理设备与所述人脸检测设备连接，用于接收识别到的面部特征，将识别到的面部特征与预存面部轮廓的面部特征进行匹配，匹配成功则发出验证通过信号。

更具体地，在所述基于中子检测的数据处理平台中，还包括：开关控制设备，与所述验证处理设备连接，用于在接收到所述验证通过信号时，展开所述中子获取设备的操作仪表盘。

更具体地，在所述基于中子检测的数据处理平台中：所述验证处理设备还用于将识别到的面部特征与预存面部轮廓的面部特征进行匹配，匹配失败则发出验证失败信号。

更具体地，在所述基于中子检测的数据处理平台中：所述开关控制设备还用于在接收到所述验证失败信号时，收起所述中子获取设备的操作仪表盘。

更具体地，在所述基于中子检测的数据处理平台中，还包括：

地层下方探测器，包括γ射线测量设备、测距设备、水流速度分析设备和地下通信设备；地面通信设备，与所述地下通信设备建立双向无线通信链路，以接收来自所述地下通信设备的水流速度；发射设备，耦合所述中子获取设备以向地层发射快中子脉冲，所述快中子脉冲活化地层下的水的氧原子核，使得地层下的水产生放射性氮原子核；

所述中子获取设备包括外置式RF线圈高频离子源设备、保护外壳、加速电极、靶片和无氧铜靶托，所述离子源、所述加速电极和所述靶片都设置在所述保护外壳内，所述离子源设置在所述保护外壳的左侧，所述靶片设置在所述保护外壳的右侧，所述加速电极设置在所述离子源和所述靶片之间，所述无氧铜靶托用于封闭所述保护外壳的右端，所述无氧铜靶托与所述靶片连接；

其中，所述外置式RF线圈高频离子源设备包括石英玻璃腔、气体入口、气体出口、磁场设备和工作电源，所述气体入口和所述气体出口分别设置在所述石英玻璃腔的顶部和底部，所述磁场设备设置在所述石英玻璃腔的中间腔体的周围，所述气体入口用于流入工作气体，所述气体出口用于排出工作气体；所述靶片为氚钛靶片，包括靶片衬底、钛膜、钼靶片主体，所述靶片衬底由0.5毫米的钼材料制作而成，直径为40毫米，在所述靶片衬底的中心的直径为15毫米的圆形区域上镀有钛膜，所述钼靶片主体经过真空密封安装在与所述靶片连接的无氧铜靶托上；所述无氧铜靶托包括冷水入口和冷水出口，冷水水流从所述冷水入口流入所述无氧铜靶托，从所述冷水出口流出所述无氧铜靶托，用于冷却所述靶片；

其中，所述γ射线测量设备设置在地层下方探测器上，用于确定测量到放射性氮原子核在β衰减过程中产生的γ高能射线的时间以作为检测时间输出；所述测距设备设置在地层下方探测器上，用于确定所述发射设备到所述地层下方探测器的相对距离；所述水流速度分析设备设置在地层下方探测器上，分别与所述γ射线测量设备和所述测距设备连接，用于所述基于检测时间和所述相对距离确定地层中最近位置的水流速度；所述地下通信设备设置在地层下方探测器上，与所述水流速度分析设备连接，用于接收所述水流速度，并将所述水流速度无线发射到地面通信设备。

更具体地，在所述基于中子检测的数据处理平台中，还包括：语音播放设备，与所述验证处理设备连接，用于在接收到所述验证失败信号时，播放非法人员闯入报警信息。

更具体地，在所述基于中子检测的数据处理平台中，还包括：声音识别芯片，设置在所述验证处理设备上，用于接收操作人员发出的声音信号。

更具体地，在所述基于中子检测的数据处理平台中：所述声音识别芯片将操作人员发出的声音信号与预设声波信号进行匹配，如果匹配成功，则输出验证通过信号，如果匹配识别，则输出验证失败信号。

更具体地，在所述基于中子检测的数据处理平台中，还包括：MMC存储设备，设置在所述验证处理设备上，用于存储所述预设声波信号和所述预存面部轮廓；其中，所述MMC存储设备分别与所述声音识别芯片和所述验证处理设备连接。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于中子检测的数据处理平台的结构方框图。

附图标记：1中子获取设备；2人脸检测设备；3验证处理设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于中子检测的数据处理平台的实施方案进行详细说明。

中子和其它常见的次原子粒子最大的分别在于中子因其下夸克和上夸克之电荷互相抵消，本身不带电荷。令他穿透性强，无法直接进行观察，也令它在核转变中成为非常重要的媒介物。这两项因素使得它在次原子粒子发现历史的较后期才被发现。

虽然组成物质的原子在正常情况下不带电荷，但原子比中子大一万倍，是由带负电的电子围绕带正电的原子核运行而形成的复杂系统。带电粒子(如质子，电子，或离子)和电磁波(如伽马射线)都会在穿透物质时消耗能量，形式是将所穿透物质离子化。带电粒子会因此而慢下来，电磁波则会被所穿透物质吸收。中子的情况截然不同，它只会在与原子核近距离接触时受强相互作用或弱相互作用影响：结果一个自由中子在与原子核直接碰撞前不受任何外力影响。因为原子核太小，碰撞机会极少，因此自由中子会在一段极长的距离保持不变。

当前的中子发生器的自身安全防范能力不足且工作效率低下，为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于中子检测的数据处理平台，具体实施方案如下。

图1为根据本发明实施方案示出的基于中子检测的数据处理平台的结构方框图，所述平台包括中子获取设备、人脸检测设备和验证处理设备。

其中，所述人脸检测设备用于识别操作人员的面部特征，所述验证处理设备与所述人脸检测设备连接，用于接收识别到的面部特征，将识别到的面部特征与预存面部轮廓的面部特征进行匹配，匹配成功则发出验证通过信号。

接着，继续对本发明的基于中子检测的数据处理平台的具体结构进行进一步的说明。

所述基于中子检测的数据处理平台还包括：

开关控制设备，与所述验证处理设备连接，用于在接收到所述验证通过信号时，展开所述中子获取设备的操作仪表盘。

所述基于中子检测的数据处理平台中：

所述验证处理设备还用于将识别到的面部特征与预存面部轮廓的面部特征进行匹配，匹配失败则发出验证失败信号。

所述基于中子检测的数据处理平台中：

所述开关控制设备还用于在接收到所述验证失败信号时，收起所述中子获取设备的操作仪表盘。

所述基于中子检测的数据处理平台还包括：

地层下方探测器，包括γ射线测量设备、测距设备、水流速度分析设备和地下通信设备；

地面通信设备，与所述地下通信设备建立双向无线通信链路，以接收来自所述地下通信设备的水流速度；

发射设备，耦合所述中子获取设备以向地层发射快中子脉冲，所述快中子脉冲活化地层下的水的氧原子核，使得地层下的水产生放射性氮原子核；

所述中子获取设备包括外置式RF线圈高频离子源设备、保护外壳、加速电极、靶片和无氧铜靶托，所述离子源、所述加速电极和所述靶片都设置在所述保护外壳内，所述离子源设置在所述保护外壳的左侧，所述靶片设置在所述保护外壳的右侧，所述加速电极设置在所述离子源和所述靶片之间，所述无氧铜靶托用于封闭所述保护外壳的右端，所述无氧铜靶托与所述靶片连接；

其中，所述外置式RF线圈高频离子源设备包括石英玻璃腔、气体入口、气体出口、磁场设备和工作电源，所述气体入口和所述气体出口分别设置在所述石英玻璃腔的顶部和底部，所述磁场设备设置在所述石英玻璃腔的中间腔体的周围，所述气体入口用于流入工作气体，所述气体出口用于排出工作气体；

其中，所述靶片为氚钛靶片，包括靶片衬底、钛膜、钼靶片主体，所述靶片衬底由0.5毫米的钼材料制作而成，直径为40毫米，在所述靶片衬底的中心的直径为15毫米的圆形区域上镀有钛膜，所述钼靶片主体经过真空密封安装在与所述靶片连接的无氧铜靶托上；所述无氧铜靶托包括冷水入口和冷水出口，冷水水流从所述冷水入口流入所述无氧铜靶托，从所述冷水出口流出所述无氧铜靶托，用于冷却所述靶片；

其中，所述γ射线测量设备设置在地层下方探测器上，用于确定测量到放射性氮原子核在β衰减过程中产生的γ高能射线的时间以作为检测时间输出；所述测距设备设置在地层下方探测器上，用于确定所述发射设备到所述地层下方探测器的相对距离；所述水流速度分析设备设置在地层下方探测器上，分别与所述γ射线测量设备和所述测距设备连接，用于所述基于检测时间和所述相对距离确定地层中最近位置的水流速度；所述地下通信设备设置在地层下方探测器上，与所述水流速度分析设备连接，用于接收所述水流速度，并将所述水流速度无线发射到地面通信设备。

所述基于中子检测的数据处理平台还包括：

语音播放设备，与所述验证处理设备连接，用于在接收到所述验证失败信号时，播放非法人员闯入报警信息。

所述基于中子检测的数据处理平台还包括：

声音识别芯片，设置在所述验证处理设备上，用于接收操作人员发出的声音信号。

在所述基于中子检测的数据处理平台中：

所述声音识别芯片将操作人员发出的声音信号与预设声波信号进行匹配，如果匹配成功，则输出验证通过信号，如果匹配识别，则输出验证失败信号。

所述基于中子检测的数据处理平台还包括：

MMC存储设备，设置在所述验证处理设备上，用于存储所述预设声波信号和所述预存面部轮廓；

其中，所述MMC存储设备分别与所述声音识别芯片和所述验证处理设备连接。

另外，所述地面通信设备采用ZIGBEE通信机制。ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。

采用本发明的基于中子检测的数据处理平台，针对现有技术中中子发生器本身安全防范能力不足技术问题，通过包括石英玻璃腔、气体入口、气体出口、磁场设备和工作电源的外置式RF线圈高频离子源设备、包括靶片衬底、钛膜、钼靶片主体的氚钛靶片以及基于检测时间和所述相对距离确定地层中最近位置的水流速度的检测机制，提高中子发生器的工作效率，拓宽了中子发生器的应用领域，尤为重要的是，引入了人员验证模式以有效避免非工作人员对中子发生器带来的干扰。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.一种基于中子检测的数据处理平台，包括：

中子获取设备、人脸检测设备和验证处理设备，所述人脸检测设备用于识别操作人员的面部特征，所述验证处理设备与所述人脸检测设备连接，用于接收识别到的面部特征，将识别到的面部特征与预存面部轮廓的面部特征进行匹配，匹配成功则发出验证通过信号；

开关控制设备，与所述验证处理设备连接，用于在接收到所述验证通过信号时，展开所述中子获取设备的操作仪表盘；

所述验证处理设备还用于将识别到的面部特征与预存面部轮廓的面部特征进行匹配，匹配失败则发出验证失败信号；

所述开关控制设备还用于在接收到所述验证失败信号时，收起所述中子获取设备的操作仪表盘；

其特征在于，还包括：

地层下方探测器，包括γ射线测量设备、测距设备、水流速度分析设备和地下通信设备；

地面通信设备，与所述地下通信设备建立双向无线通信链路，以接收来自所述地下通信设备的水流速度；

发射设备，耦合所述中子获取设备以向地层发射快中子脉冲，所述快中子脉冲活化地层下的水的氧原子核，使得地层下的水产生放射性氮原子核；

所述中子获取设备包括外置式RF线圈高频离子源设备、保护外壳、加速电极、靶片和无氧铜靶托，离子源、所述加速电极和所述靶片都设置在所述保护外壳内，所述离子源设置在所述保护外壳的左侧，所述靶片设置在所述保护外壳的右侧，所述加速电极设置在所述离子源和所述靶片之间，所述无氧铜靶托用于封闭所述保护外壳的右端，所述无氧铜靶托与所述靶片连接；

其中，所述外置式RF线圈高频离子源设备包括石英玻璃腔、气体入口、气体出口、磁场设备和工作电源，所述气体入口和所述气体出口分别设置在所述石英玻璃腔的顶部和底部，所述磁场设备设置在所述石英玻璃腔的中间腔体的周围，所述气体入口用于流入工作气体，所述气体出口用于排出工作气体；

其中，所述靶片为氚钛靶片，包括靶片衬底、钛膜、钼靶片主体，所述靶片衬底由0.5毫米的钼材料制作而成，直径为40毫米，在所述靶片衬底的中心的直径为15毫米的圆形区域上镀有钛膜，所述钼靶片主体经过真空密封安装在与所述靶片连接的无氧铜靶托上；所述无氧铜靶托包括冷水入口和冷水出口，冷水水流从所述冷水入口流入所述无氧铜靶托，从所述冷水出口流出所述无氧铜靶托，用于冷却所述靶片；

其中，所述γ射线测量设备设置在地层下方探测器上，用于确定测量到放射性氮原子核在β衰减过程中产生的γ高能射线的时间以作为检测时间输出；所述测距设备设置在地层下方探测器上，用于确定所述发射设备到所述地层下方探测器的相对距离；所述水流速度分析设备设置在地层下方探测器上，分别与所述γ射线测量设备和所述测距设备连接，用于基于检测时间和所述相对距离确定地层中最近位置的水流速度；所述地下通信设备设置在地层下方探测器上，与所述水流速度分析设备连接，用于接收所述水流速度，并将所述水流速度无线发射到地面通信设备。

2.如权利要求1所述的基于中子检测的数据处理平台，其特征在于，还包括：

语音播放设备，与所述验证处理设备连接，用于在接收到所述验证失败信号时，播放非法人员闯入报警信息。