CN112213766B - 一种中子探测器可靠性验证方法及装置 - Google Patents
一种中子探测器可靠性验证方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种中子探测器可靠性验证方法及装置,包括:S1、获取中子探测器输出的原始脉冲,对所述原始脉冲预处理以得到处理后的初始脉冲;S2、对所述初始脉冲进行采样以获取采样信号,并设定一识别阈值对所述采样信号进行识别以获取满足所述识别阈值的采样信号为有效采样信号以缓存;S3、获取所述有效采样信号并对所述有效采样信号通过预设算法进行恢复得到有效脉冲;S4、根据所述有效脉冲的幅值和面积以获取所述中子探测器的性能。实施本发明能够达到根据采集脉冲进行频谱分析以达到评估探测器的可靠性的目的,其评价结果更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及设备检测技术领域,更具体地说,涉及一种中子探测器可靠性验证方法及装置。
背景技术
国内大部分核电站的核仪表测量系统(RPN)均选用中子探测器,进行堆外中子通量测量。在探测器出厂前厂家会对备件进行性能测试,并给出质量报告。
根据目前探测器的使用情况,探测器出现了快速降级老化问题,其中以源量程探测器尤为突出。源量程探测器现有老化评估技术手段是绘制探测器的甄别阈曲线和高压坪曲线,通过曲线形状的变化进行老化评估。而如图5所示,坪曲线采用的经过放大甄别后的标准脉冲个数与电压和甄别阈的关系曲线来分析探测器性能的。根据目前的实际情况看,现有技术手段无法满足现场实际需求。进行源量程探头老化判断的过程中,且采用的是经过放大甄别后的标准脉冲个数与电压和甄别阈的关系曲线来分析探测器性能的。这种试验原理无法分析原始脉冲在探测器老化过程中的趋势变化,导致无法满足目前探测器寿命预测的需求。不同使用年限的探测器,因其填充气体有杂质,消耗或者是有漏气最终都会因为填充气体成分的变化而影响到探测器的放大功能,影响到脉冲的幅值和面积。经过甄别后的脉冲是标准脉冲,幅值和面积都是提前设计好的,没有分析价值了。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述过程不能满足现场实际需求的缺陷,提供一种中子探测器可靠性验证方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种中子探测器可靠性验证方法,包括:
S1、获取中子探测器输出的原始脉冲,对所述原始脉冲预处理以得到处理后的初始脉冲;
S2、对所述初始脉冲进行采样以获取采样信号,并设定一识别阈值对所述采样信号进行识别以获取满足所述识别阈值的采样信号为有效采样信号以缓存;
S3、获取所述有效采样信号并对所述有效采样信号通过预设算法进行恢复得到有效脉冲;
S4、根据所述有效脉冲的幅值和面积以获取所述中子探测器的性能。
优选地,在所述步骤S1中,所述对所述原始脉冲预处理包括:
对所述原始脉冲进行放大处理。
优选地,所述对所述原始脉冲进行放大处理包括:
对所述原始脉冲进行两级放大,其中第一级放大的放大倍数为120倍,第二级放大的放大倍数为10倍。
优选地,本发明的一种中子探测器可靠性验证方法,还包括:在第二级放大时对所述原始脉冲进行反向处理。
优选地,在所述步骤S2中,所述对所述初始脉冲进行采样以获取采样信号包括:
对所述初始脉冲进行采用频率为1GHz的高速ADC采样以获取所述采样信号。
本发明还构造一种中子探测器可靠性验证装置,包括:
获取单元,用于获取中子探测器的输出的原始脉冲;
预处理单元,用于对所述原始脉冲预处理以得到处理后的初始脉冲;
采样单元,用于对所述初始脉冲进行采样以获取采样信号;
识别单元,用于设定一识别阈值对所述采样信号进行识别以获取满足所述识别阈值的采样信号为有效采样信号并缓存;
信号恢复单元,用于获取所述有效采样信号并对所述有效采样信号通过预设算法进行恢复得到有效采样脉冲;
判定单元,用于根据所述有效采样脉冲的幅值和面积以获取所述探测器的性能。
优选地,所述预处理单元包括第一放大单元和第二放大单元;
所述第一放大单元用于对所述原始脉冲进行一级放大,
所述第二放大单元用于对所述第一放大单元的输出脉冲进行二级放大。
优选地,所述第一放大单元为放大倍数为120倍放大的放大器;
所述第二放大单元为放大倍数为10倍放大的放大器。
优选地,所述第二放大单元还用于对所述原始脉冲进行反向处理。
优选地,所述采样单元包括采用频率为1GHz的高速ADC采样装置。
实施本发明的一种中子探测器可靠性验证方法及装置,具有以下有益效果:能够根据采集脉冲进行频谱分析以达到评估探测器的可靠性的目的,其评价结果更加准确。
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是本发明一种中子探测器可靠性验证方法一实施例的程序流程图;
图2是本发明一种中子探测器可靠性验证方法一实施例的过程示意图;
图3是本发明一种中子探测器可靠性验证方法另一实施例的过程示意图;
图4是本发明本发明一种中子探测器可靠性验证装置一实施例的逻辑框图;
图5是现有中子探测器可靠性验证的过程示意图。
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所示,在本发明的一种中子探测器可靠性验证方法第一实施例中,包括:S1、获取中子探测器输出的原始脉冲,对原始脉冲预处理以得到处理后的初始脉冲;具体的,中子探测器是利用中子与硼或铀相互作用后产生的带电粒子使气体电离或经中子照射作用后材料本身的活化来探测中子的器件,其根据中子的运动生成对应探测脉冲,其可以根据该脉冲对中子的运动进行准确的反馈。在本实施例中,获取到中子探测器输出端的原始脉冲,其先基于原始脉冲进行预处理以得到对应的初始脉冲。由于原始脉冲其通常为微弱信号,对原始脉冲信号的处理过程可以通过放大处理以得到后级设备能够处理的初始脉冲。
S2、对初始脉冲进行采样以获取采样信号,并设定一识别阈值对采样信号进行识别以获取满足识别阈值的采样信号为有效采样信号;具体的,基于预处理得到的初始脉冲进行采样以得到采样信号,并在采样的过程中将采样信号同一识别阈值进行比较,获取其中满足识别阈值的采样信号为有效采样信号,即可以对该有效采样信号进行保存,而对于不满足识别阈值的采样信号,其直接丢弃不使用,通过该过程可以节省数据存储占用的空间,以降低大容量内存的需求。识别阈值的设置可以根据不同探测器本地噪声的不同而设置不同的值,主要过程可以在无中子照射的情况下,识别阈值的设置将使得无有效信号输出。
S3、对有效采样信号通过预设算法进行恢复得到有效脉冲;具体的,有效采样信号只对应为脉冲信号中满足识别阈值的信号,而对中子探测器的可靠性判断,其基于该有效采样信号进行判断,会丢失较多的与中子探测器性能相关的信息,因此,需要进一步的获取的有效采样信号进行处理,其可以通过预设算法根据有效采样信号进行信号恢复,其根据该有效采样信号恢复出该脉冲信号中被过掉的部分,如,当该脉冲为正弦波信号时,其获取的有效采样信号是对该正弦波信号掐头去尾后的信号,而就基于该有效采样信号对该正弦波信号的恢复即为通过算法恢复该信号的头部和尾部,得到对应的完整的正弦波信号,即对应为有效脉冲。可以理解,对一些无用的信号,由于其信号均不满足识别阈值,则该信号被丢弃,在恢复中也不会得到该信号对应的脉冲信号,使得处理过程更加接近真实使用场景。在一些场景中,可以将丢到的信号进行暂存,通过预设算法则从存储器中调取该采样脉冲的全部采集数据,并自动计算脉冲的幅值和面积。
S4、根据有效脉冲的幅值和面积以获取探测器的性能。具体的,由于在上面的过程中获取了反应中子探测器真实使用场景的有效脉冲,其根据该有效脉冲的幅值和面积进行双参数频谱分析,得到对中子探测器的准确判断,例如根据其可靠性分析结果对中子探测器寿命进行进一步的评估。可以理解,中子探测器的双参数寿命评估其可以采用当前采用的评估过程,如,双参数分析中,通过测量1000次中子脉冲的幅度和面积来检测其空间分布情况(幅度和面积)。这两项参数随时间的变化遵循一条确定的规律,根据该规律可以确认探测器的功能方面及其测量质量的有效性,以及评估探测器的状态。这里不再赘述。
可选的,在步骤S1中,对原始脉冲预处理过程中,其对原始脉冲进行放大处理时,可以对原始脉冲进行两级放大,其中第一级放大的放大倍数为120倍,第二级放大的放大倍数为10倍。具体的,为了匹配下级处理电路,其对原始脉冲的放大过程进行限制,其通过两级放大达到1200倍的放大,其在第一级放大中,采用120倍的放大,其目的是为了实现对原始脉冲的快速放大。具体可参照图2所示。
可选的,在第二级放大时对原始脉冲进行反向处理。即就是将负脉冲反向成正脉冲,正脉冲便于后续处理。
可选的,在步骤S2中,对初始脉冲进行采样以获取采样信号包括:对初始脉冲进行采用频率为1GHz的高速ADC采样以获取采样信号。具体的,为了提高采样质量和采样速度,以保证后期对中子探测器可靠性评估的准确性,其可以通过频率为1GHz的高速ADC采样进行采样。
其具体过程可以如图3所示,高速ADC采样在对初始脉冲A进行采样的过程中,其采样示意图,其对初始脉冲A1通过识别阈值V进行识别的过程中,其可以获取有效采样信号B3,并对有效采样信号B3进行恢复头部和尾部的动作以得到原始脉冲对应的脉冲B4,根据脉冲B4的面积和幅值即可得到中子探测器的可靠性验证结果。而对于初始脉冲A2,其通过识别阈值V得不到对应的有效采样信号,即后续对该信号直接丢弃不再处理。
另,如图4所示,本发明的一种中子探测器可靠性验证装置,包括:获取单元10,用于获取中子探测器的输出的原始脉冲;预处理单元20,用于对原始脉冲预处理以得到处理后的初始脉冲;采样单元30,用于对初始脉冲进行采样以获取采样信号;识别单元40,用于设定一识别阈值对采样信号进行识别以获取满足识别阈值的采样信号为有效采样信号并缓存;信号恢复单元50,用于获取有效采样信号并对有效采样信号通过预设算法进行恢复得到有效采样脉冲;判定单元60,用于根据有效采样脉冲的幅值和面积以获取探测器的性能。具体的,获取单元10获取到中子探测器输出端的原始脉冲,预处理单元20基于获取单元10获取的原始脉冲进行预处理以得到对应的初始脉冲。由于原始脉冲其通常为微弱信号,预处理单元20可以包括放大单元用于对原始脉冲信号的处理过程可以通过放大处理以得到后级设备能够处理的初始脉冲。采样单元30基于预处理得到的初始脉冲进行采样以得到采样信号,识别单元30在采样单元30采样的过程中将采样信号同一识别阈值进行比较,获取其中满足识别阈值的采样信号为有效采样信号,同时可以对该有效采样信号进行保存,而对于不满足识别阈值的采样信号,其直接丢弃不使用,通过该过程可以节省数据存储占用的空间,以降低大容量内存的需求。具体的,有效采样信号只对应为脉冲信号中满足识别阈值的信号,而对中子探测器的可靠性判断,其基于该有效采样信号进行判断,会丢失较多的与中子探测器性能相关的信息,因此,需要进一步的获取的有效采样信号进行处理,其可以通过信号恢复单元50采用预设算法根据有效采样信号进行信号恢复,根据该有效采样信号恢复出该脉冲信号中被过掉的部分,如,当该脉冲为正弦波信号时,其获取的有效采样信号是对该正弦波信号掐头去尾后的信号,而就基于该有效采样信号对该正弦波信号的恢复即为通过算法恢复该信号的头部和尾部,得到对应的完整的正弦波信号,即对应为有效脉冲。可以理解,对一些无用的信号,由于其信号均不满足识别阈值,则该信号被丢弃,在恢复中也不会得到该信号对应的脉冲信号,使得处理过程更加接近真实使用场景。具体的,由于在上面的过程中获取了反应中子探测器真实使用场景的有效脉冲,其根据该有效脉冲的幅值和面积进行双参数频谱分析,得到对中子探测器的准确判断,例如根据其可靠性分析结果对中子探测器寿命进行进一步的评估。可以理解,中子探测器的双参数寿命评估其可以采用当前采用的评估过程,这里不再赘述。
在一实施例中,预处理单元20包括第一放大单元和第二放大单元;第一放大单元用于对原始脉冲进行一级放大,第二放大单元用于对第一放大单元的输出脉冲进行二级放大。在一实施例中,第一放大单元为放大倍数为120倍放大的放大器;第二放大单元为放大倍数为10倍放大的放大器。具体的,为了匹配下级处理电路,其对原始脉冲的放大过程进行限制,预处理单元20其通过两级放大单元进行1200倍的放大,其在第一级放大单元进行第一级放大时采用120倍的放大,其目的是为了实现对原始脉冲的快速放大。
在一实施例中,第二放大单元还用于对原始脉冲进行反向处理。
在一实施例中,采样单元包括采用频率为1GHz的高速ADC采样装置。具体的,为了提高采样质量和采样速度,以保证后期对中子探测器可靠性评估的准确性,采样单元30其可以通过频率为1GHz的高速ADC采样装置进行采样。
可以理解的,以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,可以对上述技术特点进行自由组合,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种中子探测器可靠性验证方法,其特征在于,包括:
S1、获取中子探测器输出的原始脉冲,对所述原始脉冲预处理以得到处理后的初始脉冲;
S2、对所述初始脉冲进行采样以获取采样信号,并设定一识别阈值对所述采样信号进行识别以获取满足所述识别阈值的采样信号为有效采样信号以缓存;
S3、获取所述有效采样信号并对所述有效采样信号通过预设算法进行恢复以恢复出该初始脉冲中被过滤掉的部分以得到有效脉冲;其中,在所述初始脉冲为正弦波信号时,所述有效采样信号为所述正弦波信号掐头去尾后的信号,所述有效脉冲为对所述有效采样信号进行头部和尾部恢复得到的正弦波信号;
S4、根据所述有效脉冲的幅值和面积以获取所述中子探测器的性能。
2.根据权利要求1所述的中子探测器可靠性验证方法,其特征在于,在所述步骤S1中,所述对所述原始脉冲预处理包括:
对所述原始脉冲进行放大处理。
3.根据权利要求2所述的中子探测器可靠性验证方法,其特征在于,所述对所述原始脉冲进行放大处理包括:
对所述原始脉冲进行两级放大,其中第一级放大的放大倍数为120倍,第二级放大的放大倍数为10倍。
4.根据权利要求3所述的中子探测器可靠性验证方法,其特征在于,还包括:在第二级放大时对所述原始脉冲进行反向处理。
5.根据权利要求1所述的中子探测器可靠性验证方法,其特征在于,在所述步骤S2中,所述对所述初始脉冲进行采样以获取采样信号包括:
对所述初始脉冲进行采用频率为1GHz的高速ADC采样以获取所述采样信号。
6.一种中子探测器可靠性验证装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取中子探测器的输出的原始脉冲;
预处理单元,用于对所述原始脉冲预处理以得到处理后的初始脉冲;
采样单元,用于对所述初始脉冲进行采样以获取采样信号;
识别单元,用于设定一识别阈值对所述采样信号进行识别以获取满足所述识别阈值的采样信号为有效采样信号并缓存;
信号恢复单元,用于获取所述有效采样信号并对所述有效采样信号通过预设算法进行恢复以恢复出该初始脉冲中被过滤掉的部分并得到有效采样脉冲;其中,在所述初始脉冲为正弦波信号时,所述有效采样信号为所述正弦波信号掐头去尾后的信号,所述有效采样脉冲为对所述有效采样信号进行头部和尾部恢复得到的正弦波信号;
判定单元,用于根据所述有效采样脉冲的幅值和面积以获取所述探测器的性能。
7.根据权利要求6所述的中子探测器可靠性验证装置,其特征在于,
所述预处理单元包括第一放大单元和第二放大单元;
所述第一放大单元用于对所述原始脉冲进行一级放大,
所述第二放大单元用于对所述第一放大单元的输出脉冲进行二级放大。
8.根据权利要求7所述的中子探测器可靠性验证装置,其特征在于,所述第一放大单元为放大倍数为120倍放大的放大器;
所述第二放大单元为放大倍数为10倍放大的放大器。
9.根据权利要求8所述的中子探测器可靠性验证装置,其特征在于,所述第二放大单元还用于对所述原始脉冲进行反向处理。
10.根据权利要求6所述的中子探测器可靠性验证装置,其特征在于,所述采样单元包括采用频率为1GHz的高速ADC采样装置。
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