CN110082808B - 一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法，包括如下步骤：S1：首先进行脉冲采集，探测器将不同射线产生的脉冲信号传输给数据采集模块；S2：通过前置放大器和主放大器将脉冲信号进行放大；S3：将脉冲的宽度与α门限宽度进行比较，若大于α门限值，则直接判断为α脉冲，判定结束；若小于α门限值，则判定为潜在β脉冲，进入步骤S4；S4：若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为α脉冲，则进入长时脉冲序列判定模式；若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为潜在β脉冲，则进入短时脉冲序列判定模式；S5：在长时脉冲序列判定模式或短时脉冲序列判定模式中，对脉冲进行幅度、脉宽双重判定；S6：对α、β脉冲进行有效脉冲甄别，剔除非法脉冲。

Description

一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法
技术领域
本发明涉及一种探测识别方法，具体涉及一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法。
背景技术
核脉冲信号甄别和检测方法是放射性沾染检测设备的关键技术，能够有效提高辐射检测设备的灵敏度和测量效率。该技术主要是通过对不同脉冲信号进行实时处理，鉴别确定不同类型射线的类型及强度。目前一般的核脉冲甄别及检测方法主要是采用单幅识别或单脉宽甄别，该方法虽然也能够实时甄别射线，但甄别误差较大，导致脉冲串道严重，影响放射性沾染检测设备的精度，难以满足复杂核辐射监测要求，对不同种类(α、β)脉冲信号实时有效甄别及检测。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在基于大面积复合闪烁体的α、β射线甄别电路，多类射线的实时检测困难，解决射线之间的相互串扰严重、小脉冲难分辨问题，目的在于提供一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法，系统深入地研究了核脉冲信号产生原理、信号波形、传播过程和脉冲间隔规律等，通过引入符合核脉冲信号特点的自适应时间窗和动态阈值，基于大面积复合闪烁体的α、β射线甄别电路，提出了脉冲幅度与宽度的双重判别方法，实现了多类射线的实时检测，解决了串扰严重、小脉冲难分辨问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：首先进行脉冲采集，探测器将不同射线产生的脉冲信号传输给数据采集模块；S2：通过前置放大器和主放大器将脉冲信号进行放大；S3：将脉冲的宽度与α门限宽度进行比较，若大于α门限值，则直接判断为α脉冲，判定结束；若小于α门限值，则判定为潜在β脉冲，进入步骤S4；S4：若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为α脉冲，则进入长时脉冲序列判定模式；若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为潜在β脉冲，并判定该潜在β脉冲是否为有效脉冲，若为有效脉冲，则进入短时脉冲序列判定模式，若为无效脉冲，则判定为非法脉冲进行剔除；S5：在长时脉冲序列判定模式或短时脉冲序列判定模式中，对脉冲进行幅度、脉宽双重判定。S6：对α、β脉冲进行非法脉冲甄别，剔除非法脉冲。
目前，在探测器进行探测时，会产生不同的脉冲信号，特别是核脉冲信号，因为有很多辐射亢余信号出现，会十分影响判断结果，目前一般的核脉冲甄别及检测方法主要是采用单幅识别或单脉宽甄别，该方法的缺点在于甄别误差很大，导致脉冲串道严重，影响放射性沾染检测设备的精度。本方法采用的脉冲幅度和宽度双重分析，解决脉冲堆积响应，判断不同种类(α、β)脉冲信号，并剔除无效脉冲，通过上述步骤，进行脉冲信号的识别，并且能够清楚的获知到非法脉冲情况。非法脉冲为探测器上产生的脉冲信号的拖尾脉冲，与正常检测的脉冲不同，拖尾脉冲一般是无序的，产生的时间不确定，首先设置一个α门限值，该α门限值需要达到一般拖尾脉冲无法达到的宽度，避免让拖尾脉冲判定为α脉冲，通过该门限值确定大于该门限值的基础脉冲信号为α脉冲，在检测到脉冲小于该门限值时，会有两种情况，一种是符合条件的正常脉冲信号，另一种则是核辐射产生的拖尾脉冲，为了避免这些无序的脉冲影响，就需要采用判定方式区分正常脉冲和无效脉冲，本方法采用的是脉冲时间窗判断方法，建立了多种类型、不同能量的脉冲时间窗模型，优选干扰脉冲时间窗限值、β脉冲时间窗限值、α脉冲时间窗限值，通过这些时间窗限制进行分类，能够方便的进行识别。
进一步地，所述步骤S6中，α脉冲剔除判定方式为，若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为α脉冲，则首先判定该α脉冲是否具备幅度大于阈值1或低电平脉宽大于W1，若具备条件，脉宽幅度大于阈值2，则判定为β脉冲，脉宽幅度大于阈值1小于阈值2，则判定为α脉冲，若不具备该条件，则判定为非法脉冲。在获得完成α脉冲和β脉冲后，需要对非法脉冲进行剔除，采用的上述方式进行剔除，可以确定α脉冲和β脉冲的大小
进一步地，所述W1为α门限值脉冲与上一个脉冲的低电平时间间隔。W1值为一个时间节点，用户可以根据不同需要设置一个时间间隔，该时间间隔具备可区分条件即可。
进一步地，所述步骤S6中，β脉冲剔除判定方式为，若小于α门限值脉冲的上一个脉冲不是α脉冲，则判定该脉冲是否具备低电平脉宽大于W2且高电平脉宽大于最小脉宽宽限值，若具备条件，高电平脉宽不大于β门限值，则判定为β脉冲，大于β门限值，脉冲幅度大于阈值2，则判定为β脉冲，脉冲幅度小于阈值2，则判定为α脉冲；若不具备条件，则判定为非法脉冲。
进一步地，所述W2为α门限值脉冲的上一个脉冲的低电平时间间隔。
进一步地，所述W1的时间间隔小于W2的时间间隔。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法，本发明采用的脉冲时间窗判断方法，能够准备快速地实现对α脉冲的判定，减少对后续判断的干扰。在基于时间序列脉冲的判断步骤中引入该脉冲紧邻的上一个脉冲判定，然后在长时脉冲序列判定模式或短时脉冲序列判定模式中首先将干扰脉冲清除，避免了将α脉冲在探测器上造成的拖尾脉冲判定为β脉冲，大大减少的误判的概率。在脉冲波形判断中，在α、β模糊区中采用对脉冲进行幅度、脉宽双重判定的峰形判断方法，更精确地锁定了脉冲类型，降低了α、β脉冲的串道可能性，提高了测量精度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为多种辐射粒子在探测器上产生的脉冲信号图。
图2为脉冲判断流程示意图。
图3为脉冲信号判定结果示意图。
图4为基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别技术流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1～4所示，本发明一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：首先进行脉冲采集，探测器将不同射线产生的脉冲信号传输给数据采集模块；S2：通过前置放大器和主放大器将脉冲信号进行放大；S3：将脉冲的宽度与α门限宽度进行比较，若大于α门限值，则直接判断为α脉冲，判定结束；若小于α门限值，则判定为潜在β脉冲，进入步骤S4；S4：若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为α脉冲，则进入长时脉冲序列判定模式；若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为潜在β脉冲，则进入短时脉冲序列判定模式；S5：在长时脉冲序列判定模式或短时脉冲序列判定模式中，对脉冲进行幅度、脉宽双重判定。S6：对α、β脉冲进行非法脉冲甄别，剔除非法脉冲。
具体实施过程如下：某放射源发出的射线产生的脉冲信号经过探测器进入数据采集模块的比较器中，在时间窗判定中，因脉宽大于α脉冲门限值，判定为α脉冲。某放射源发出的射线产生的脉冲信号经过探测器进入数据采集模块的比较器中，在时间窗判定中，因脉宽小于α脉冲门限值，判定为潜在β脉冲。由于上一个脉冲为α脉冲，该脉冲进入长时脉冲序列判定模式，该脉冲与上一个脉冲的低电平时间间隔小于W1，判定为α射线在探测器上产生的脉冲信号的拖尾脉冲，为非法干扰脉冲，剔除。某放射源发出的射线产生的脉冲信号经过探测器进入数据采集模块的比较器中，在时间窗判定中，因脉宽小于α脉冲门限值，判定为潜在β脉冲。由于上一个脉冲为β脉冲，该脉冲进入短时脉冲序列判定模式，该脉冲与上一个脉冲的低电平时间间隔大于W2且高电平脉宽大于最小脉宽限值，判定为有效脉冲，进入峰形判定步骤，由于该脉冲高电平脉宽大于β门限值，判定为β脉冲。
进一步地，所述步骤S6中，α脉冲剔除判定方式为，若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为α脉冲，则首先判定该α脉冲是否具备幅度大于阈值1或低电平脉宽大于W1，若具备条件，脉宽幅度大于阈值2，则判定为β脉冲，脉宽幅度大于阈值1小于阈值2，则判定为α脉冲，若不具备该条件，则判定为非法脉冲。所述W1为α门限值脉冲与上一个脉冲的低电平时间间隔。
所述步骤S6中，β脉冲剔除判定方式为，若小于α门限值脉冲的上一个脉冲不是α脉冲，则判定该脉冲是否具备低电平脉宽大于W2且高电平脉宽大于最小脉宽宽限值，若具备条件，高电平脉宽不大于β门限值，则判定为β脉冲，大于β门限值，脉冲幅度大于阈值2，则判定为β脉冲，脉冲幅度小于阈值2，则判定为α脉冲；若不具备条件，则判定为非法脉冲。所述W2为α门限值脉冲的上一个脉冲的低电平时间间隔。所述W1的时间间隔小于W2的时间间隔。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于复杂背景下核脉冲信号快速探测及识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：首先进行脉冲采集，探测器将不同射线产生的脉冲信号传输给数据采集模块；
S2：通过前置放大器和主放大器将脉冲信号进行放大；
S3：将脉冲的宽度与α门限宽度进行比较，若大于α门限值，则直接判断为α脉冲，判定结束；若小于α门限值，则判定为潜在β脉冲，进入步骤S4；
S4：若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为α脉冲，进入长时脉冲序列判定模式；若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为潜在β脉冲，进入短时脉冲序列判定模式；
S5：在长时脉冲序列判定模式或短时脉冲序列判定模式中，对脉冲进行幅度、脉宽双重判定；
S6：对α、β脉冲进行有效脉冲甄别，剔除非法脉冲；
其中，α脉冲剔除判定方式为，若小于α门限值脉冲的上一个脉冲为α脉冲，则首先判定该脉冲是否具备幅度大于阈值1或低电平脉宽大于W1，若具备条件，脉宽幅度大于阈值2，则判定为β脉冲，脉宽幅度大于阈值1小于阈值2，则判定为α脉冲，若不具备该条件，则判定为非法脉冲；
所述W1为α门限值脉冲与上一个脉冲的低电平时间间隔；
β脉冲剔除判定方式为，若小于α门限值脉冲的上一个脉冲不是α脉冲，则判定该脉冲是否具备低电平脉宽大于W2且高电平脉宽大于最小脉宽宽限值，若具备条件，高电平脉宽不大于β门限值，则判定为β脉冲，大于β门限值，脉冲幅度大于阈值2，则判定为β脉冲，脉冲幅度小于阈值2，则判定为α脉冲；若不具备条件，则判定为非法脉冲；
所述W2为α门限值脉冲与上一个脉冲的低电平时间间隔；
所述W1的时间间隔小于W2的时间间隔。
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