CN115225087B - 一种自动优化上升时间的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动优化上升时间的方法和装置，包括：通过探测器生成电信号，对所述电信号进行信号采集，并将采集到的信号转换为离散数字信号；将所述离散数字信号通过数字化多道进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息；其中，所述基本信息包括：成型参数、幅度信息和死时间数据；所述成型参数包括：上升时间和平顶时间；针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间。本发明通过每次测量前的自动优化过程，自动选择最优上升时间，在保证死时间较小的情况下，达到滤波最优，从而达到针对每次测量的最优滤波与最佳死时间的平衡。

Description

一种自动优化上升时间的方法和装置

技术领域

本发明涉及数字化多道分析技术领域，特别涉及一种自动优化上升时间的方法和装置。

背景技术

目前，在核仪器仪表行业，探测器输出的信号一般为指数衰减信号，信号幅度对应射线的能量。在后端多道脉冲幅度分析器的信号分析处理过程中，主要目标是准确提取信号幅度，并进行滤波，提升信噪比。传统的模拟多道通过多级低通滤波将信号成型为准高斯信号，提升了信噪比，然后通过峰值保持、ADC采样确定信号幅度。在最新的数字化多道中，通过高速ADC将探测器输出信号直接进行数字化，然后通过数字梯形成型等数字化运算直接成型为梯形形状，然后进行幅度提取。

但是由于核脉冲信号的随机性，对于固定的上升时间，当脉冲计数率高时，生成堆积的概率就较大，当脉冲计数率低时，产生堆积的概率就小；对于固定的计数率，当上升时间大时生成堆积的概率高，当上升时间小时，生成堆积的概率小。在目前公开文献及实际使用中，都是通过人工调试上升时间，并综合考虑未来可能测量的样品活度，设定一个固定的上升时间对原始信号进行梯形成形。这样做的缺点是，往往只能挑选一个折中的上升时间，而且这个参数长期不变。如果上升时间较小，可以适应高计数率环境，但是滤波效果较差。如果上升时间较大，可以得到较好的滤波效果，但是在高计数率情况下，会发生大量堆积，进而丢弃脉冲，死时间上升很多。目前实际调试的时候，往往采取设置一个折中的上升时间，以牺牲一定的滤波效果，来兼容可能发生的计数率较高的情况。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种自动优化上升时间的方法，包括：

一种自动优化上升时间的方法，包括：

通过探测器生成电信号，对所述电信号进行信号采集，并将采集到的信号转换为离散数字信号；

将所述离散数字信号通过数字化多道进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息；其中，所述基本信息包括：成型参数、幅度信息和死时间数据；所述成型参数包括：上升时间和平顶时间；

针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间。

作为本发明的一种实施例：所述将所述离散数字信号通过数字化多道进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息，包括：

将所述离散数字信号通过梯形成型算法确定所述离散数字信号对应的梯形形状，并获取成型参数；

针对梯形成型后的离散数字信号进行幅度提取，确定梯形成型后离散数字信号对应的幅度值；

基于所述成型参数，针对梯形成型后的离散数字信号进行死时间计算，确定对应的死时间数据。

作为本发明的一种实施例：所述将所述离散数字信号通过数字化多道进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息之后，以及所述针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间之前，包括：

针对上升时间进行分区，确定上升时间分区结果；其中，所述上升时间分区结果包括：上升时间区间数量和每个上升时间区间对应的权重；

针对死时间数据进行死时间计算，根据死时间计算结果确定死时间分区结果；其中，所述死时间分区结果包括：死时间区间数量和每个死时间区间对应的权重。

作为本发明的一种实施例：所述针对上升时间进行分区，确定上升时间分区结果，包括：

获取分区需求，根据所述分区需求针对上升时间对应的区间进行分区，确定每个区间的上升时间；其中，所述每个区间的上升时间可以不相同。

作为本发明的一种实施例：所述针对死时间数据进行死时间计算，根据死时间计算结果确定死时间分区结果，包括：

判断所述离散数字信号中是否存在无法分辨的脉冲对，当判断结果显示存在无法分辨的脉冲对，针对所述无法分辨的脉冲对进行丢弃处理，并获取单位时间内丢弃脉冲对占用时间；

根据所述单位时间内丢弃脉冲对占用时间，计算死时间；

根据死时间计算结果，并结合上升时间分区结果，针对死时间进行分区，确定死时间分区结果。

作为本发明的一种实施例：所述针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间，包括：

获取上升时间，将所述上升时间设置为最大值，并将所述最大值上传至数字化多道；

启动一级测量时间，并获取一级死时间数据；

获取当前上升时间和死时间对应区间的权重之和，确定一级权重值；

判断所述权重之和是否等于上升时间区间数量和死时间区间数量之和；

若是，存储当前上升时间为最优上升时间；

若否，将所述上升时间减去预设的固定值，获取一级结果，并将所述一级结果上传至数字化多道；

启动二级测量时间，并获取二级死时间数据；

获取当前上升时间和死时间对应的权重之和，确定二级权重值；

判断所述一级权重值是否小于所述二级权重值；

若否，将所述二级权重值设置为一级权重值；

若是，将所述上升时间加上预设的固定值，获取二级结果，并将所述二级结果上传至数字化多道，并存储当前上升时间为最优上升时间。

一种自动优化上升时间的装置，包括：探测器、数字化多道和控制软件；所述探测器和数字化多道之间通过线缆进行连接；所述数字化多道通过USB方式和控制软件之间进行双向通讯连接；

所述探测器用于生成电信号；

所述数字化多道用于对所述电信号进行信号采集，并将采集到的信号转换为离散数字信号；并针对所述离散数字信号进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息，针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间；其中，所述基本信息包括：成型参数、幅度信息和死时间数据；所述成型参数包括：上升时间和平顶时间；

所述控制软件用于执行数据上传、离散信号谱线显示、人机交互和功能控制。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

1、本发明提供了一种自动优化上升时间的方法和装置，包括通过探测器生成电信号，对所述电信号进行信号采集，并将采集到的信号转换为离散数字信号；将所述离散数字信号通过数字化多道进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息；针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间，本发明通过每次测量前的自动优化过程，自动选择最优上升时间，在保证死时间较小的情况下，达到滤波最优，从而达到针对每次测量的最优滤波与最佳死时间的平衡；

2、本发明调试标准固定，调试结果稳定性好；且调试过程不需要人工参与，通过针对所述上升时间进行自动调整，在自动调试过程中可以在每次测量前单独为每个样品进行自动优化，使每个样品测量均保持在仪器最优状态。此外，还可支持人机交互，可以与连续测量多个样品的自动测量系统联动。

本发明的其它特征将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种自动优化上升时间的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中一种自动优化上升时间的方法中自动优化成型参数的流程示意图；

图3为本发明实施例中一种自动优化上升时间的装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

实施例1：

本发明实施例提供了一种自动优化上升时间的方法，流程示意图如图1所示，包括如下步骤：

步骤1：通过探测器生成电信号，对所述电信号进行信号采集，并将采集到的信号转换为离散数字信号；

步骤2：将所述离散数字信号通过数字化多道进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息；其中，所述基本信息包括：成型参数、幅度信息和死时间数据；所述成型参数包括：上升时间和平顶时间；

步骤3：针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间；

具体的，步骤2包括：

将所述离散数字信号通过梯形成型算法确定所述离散数字信号对应的梯形形状，并获取成型参数；

针对梯形成型后的离散数字信号进行幅度提取，确定梯形成型后离散数字信号对应的幅度值；

基于所述成型参数，针对梯形成型后的离散数字信号进行死时间计算，确定对应的死时间数据；

步骤2之后，步骤3之前包括：

针对上升时间进行分区，确定上升时间分区结果；其中，所述上升时间分区结果包括：上升时间区间数量和每个上升时间区间对应的权重；根据硬件配置的不同，数字化多道可以支持的最大上升时间不同，设最大上升时间为Rmax，最小上升时间设为Rmin，把此区间分为N份，每个区间的大小可以均等，也可以不等，需要根据需要进行设置。N个区间由小到大，每个区间对应的权重值分别为1，2，3，…,N。上升时间越大，滤波效果越好，权重值越大；

针对死时间数据进行死时间计算，根据死时间计算结果确定死时间分区结果；其中，所述死时间分区结果包括：死时间区间数量和每个死时间区间对应的权重；死时间的最小值为0％，最大值为100％，根据上升时间的分区可以对应分为N个分区，N个区间由小到大，每个区间对应的权重值分别为N，N-1，…2，1。死时间越小，丢弃的脉冲对越少，权重值越大；

步骤3描述了自动优化成型参数的过程，如图2所示，包括：

获取上升时间，将所述上升时间设置为最大值，并将所述最大值上传至数字化多道，这是一个开启自动优化的过程；

启动一级测量时间，并获取一级死时间数据；启动一级测量时间时，通过上位机软件启动后台测量，测量时间T，测量结束后获取本次测量死时间数据；

获取当前上升时间和死时间对应区间的权重之和，确定一级权重值；

判断所述权重之和是否等于上升时间区间数量和死时间区间数量之和；其中，已知预设的权重值之和最大值为2N，如果M等于2N，则表示当前死时间为最优，当前上升时间为最优，自动优化结束，如果M不等于2N，即M小于2N，则说明死时间不是最优，成型参数具有优化空间；

若是，存储当前上升时间为最优上升时间；

若否，将所述上升时间减去预设的固定值A，获取一级结果，并将所述一级结果上传至数字化多道；

启动二级测量时间，并获取二级死时间数据；二级测量时间由上位机软件启动后台测量，测量时间为T，测量结束后获取本次测量死时间数据；

获取当前上升时间和死时间对应的权重之和，确定二级权重值；根据当前上升时间和死时间，分别查找其所在的区间的权重值，并求得两个值之和Q；

判断所述一级权重值是否小于所述二级权重值；

若否，将所述二级权重值设置为一级权重值；

若是，将所述上升时间加上预设的固定值A，获取二级结果，并将所述二级结果上传至数字化多道，并存储当前上升时间为最优上升时间；即如果Q不小于M，则说明Q等于M，说明上升时间下降没有带来死时间提升，则令M＝Q，更新M的值，进行重新判断M是否等于2N。如果Q小于M，则说明上升时间下降到了更低的区间，导致上升时间权重值变小，而死时间权重值不变，说明本次更改的上升时间效果更差，上一次的上升时间为最优上升时间，当上升时间为最优上升时间时，自动优化过程结束；

步骤3中针对上升时间进行分区，确定上升时间分区结果，包括：

获取分区需求，根据所述分区需求针对上升时间对应的区间进行分区，确定每个区间的上升时间；其中，所述每个区间的上升时间可以不相同；

步骤3中针对死时间数据进行死时间计算，根据死时间计算结果确定死时间分区结果，包括：

判断所述离散数字信号中是否存在无法分辨的脉冲对，当判断结果显示存在无法分辨的脉冲对，针对所述无法分辨的脉冲对进行丢弃处理，并获取单位时间内丢弃脉冲对占用时间；

根据所述单位时间内丢弃脉冲对占用时间，计算死时间；

根据死时间计算结果，并结合上升时间分区结果，针对死时间进行分区，确定死时间分区结果；

在一个具体的实施例中，针对上升时间进行分区时，假设最大上升时间为50，最小上升时间为1，把区间分为3份，区间由小到大分别为[1,15],(15,30],(30,50]，其对应的权重分别为1，2，3。针对死时间分区时，根据上升时间将死时间分为3个区间，区间由小到大分别为(0,10],(10,30],(30,100]，对应的权重分别为3，2，1。

开启自动优化过程，设置上升时间为50，并将该上升时间参数下发到数字多道。上位机软件启动后台测量，测量时间5秒，测量结束后获取本次测量死时间数据12％。获取当前上升时间数值所在区间的权重值为3、当前死时间数值所在区间的权重值为2，并计算两个权重值之和为M＝5。

已知预设的权重值之和最大值为6，因为权重值之和M小于6，说明死时间不是最优，成型参数有优化空间。将上升时间减去固定值5，并将新的上升时间参数45下发到多道。上位机软件启动后台测量，测量时间5秒，测量结束后获取本次测量死时间数据10.5％。获取当前上升时间数值所在区间的权重值为3、当前死时间数值所在区间的权重值为2，并计算两个权重值之和Q为5。

因为最新计算的权重值Q＝5不小于上一次权重值之和M＝5，所以令M＝Q＝5。

已知预设的权重值之和最大值为6，因为权重值之和M小于6，说明死时间不是最优，成型参数有优化空间。将上升时间减去固定值5，并将新的上升时间参数40下发到多道。上位机软件启动后台测量，测量时间5秒，测量结束后获取本次测量死时间数据9.8％。获取当前上升时间数值所在区间的权重值为3、当前死时间数值所在区间的权重值为3，并计算两个权重值之和Q为6。

因为最新计算的权重值Q＝6不小于上一次权重值之和M＝5，所以令M＝Q＝6。

已知预设的权重值之和最大值为6，因为权重值之和M＝6，说明已得到最优成型参数，自动优化过程结束。

实施例2：

本发明提出一种自动优化上升时间的装置，对应的装置组成图如图3所示，包括：

探测器、数字化多道和控制软件；所述探测器和数字化多道之间通过线缆进行连接；所述数字化多道通过USB方式和控制软件之间进行双向通讯连接；

所述探测器用于生成电信号；

所述数字化多道用于对所述电信号进行信号采集，并将采集到的信号转换为离散数字信号；并针对所述离散数字信号进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息，针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间；其中，所述基本信息包括：成型参数、幅度信息和死时间数据；所述成型参数包括：上升时间和平顶时间；

所述控制软件用于执行数据上传、离散信号谱线显示、人机交互和功能控制；

其中，探测器输出的电信号通过线缆连接到数字化多道中，数字化多道完成信号采集，转换为离散数字信号。同时数字多道中完成梯形成型等算法、幅度提取功能，死时间计算等实时功能。数字多道通过USB等方式与上位机控制软件进行通讯，数字多道将幅度值、死时间等信息上传到控制软件。控制软件将梯形斜边长度即上升时间等成型参数下发到数字化多道中，同时控制软件进行幅度谱线显示，以及其他人机交互，本方法的控制主体是控制软件，算法流程在控制软件中自动实施，控制软件通过与数字多道通讯完成参数下发及信心获取，从而使数字多道与控制软件形成整体。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种自动优化上升时间的方法，其特征在于，包括：

通过探测器生成电信号，对所述电信号进行信号采集，并将采集到的信号转换为离散数字信号；

将所述离散数字信号通过数字化多道进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息；其中，所述基本信息包括：成型参数、幅度信息和死时间数据；所述成型参数包括：上升时间和平顶时间；

针对上升时间进行分区，确定上升时间分区结果；其中，所述上升时间分区结果包括：上升时间区间数量和每个上升时间区间对应的权重；

针对死时间数据进行死时间计算，根据死时间计算结果确定死时间分区结果；其中，所述死时间分区结果包括：死时间区间数量和每个死时间区间对应的权重；

针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间；

其中，所述针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间，包括：

获取上升时间，将所述上升时间设置为最大值，并将所述最大值上传至数字化多道；

启动一级测量时间，并获取一级死时间数据；

获取当前上升时间和死时间对应区间的权重之和，确定一级权重值；

判断所述权重之和是否等于上升时间区间数量和死时间区间数量之和；

若是，存储当前上升时间为最优上升时间；

若否，将所述上升时间减去预设的固定值，获取一级结果，并将所述一级结果上传至数字化多道；

启动二级测量时间，并获取二级死时间数据；

获取当前上升时间和死时间对应的权重之和，确定二级权重值；

判断所述一级权重值是否小于所述二级权重值；

若否，将所述二级权重值设置为一级权重值；

若是，将所述上升时间加上预设的固定值，获取二级结果，并将所述二级结果上传至数字化多道，并存储当前上升时间为最优上升时间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述离散数字信号通过数字化多道进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息，包括：

将所述离散数字信号通过梯形成型算法确定所述离散数字信号对应的梯形形状，并获取成型参数；

针对梯形成型后的离散数字信号进行幅度提取，确定梯形成型后离散数字信号对应的幅度值；

基于所述成型参数，针对梯形成型后的离散数字信号进行死时间计算，确定对应的死时间数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对上升时间进行分区，确定上升时间分区结果，包括：

获取分区需求，根据所述分区需求针对上升时间对应的区间进行分区，确定每个区间的上升时间；其中，所述每个区间的上升时间可以不相同。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对死时间数据进行死时间计算，根据死时间计算结果确定死时间分区结果，包括：

判断所述离散数字信号中是否存在无法分辨的脉冲对，当判断结果显示存在无法分辨的脉冲对，针对所述无法分辨的脉冲对进行丢弃处理，并获取单位时间内丢弃脉冲对占用时间；

根据所述单位时间内丢弃脉冲对占用时间，计算死时间；

根据死时间计算结果，并结合上升时间分区结果，针对死时间进行分区，确定死时间分区结果。

5.一种自动优化上升时间的装置，其特征在于，包括：探测器、数字化多道和控制软件；所述探测器和数字化多道之间通过线缆进行连接；所述数字化多道通过USB方式和控制软件之间进行双向通讯连接；

所述探测器用于生成电信号；

所述数字化多道用于对所述电信号进行信号采集，并将采集到的信号转换为离散数字信号；并针对所述离散数字信号进行数值分析，获取离散数字信号对应的基本信息，其中，所述基本信息包括：成型参数、幅度信息和死时间数据，所述成型参数包括：上升时间和平顶时间；还用于针对上升时间进行分区，确定上升时间分区结果，其中，所述上升时间分区结果包括：上升时间区间数量和每个上升时间区间对应的权重；还用于针对所述死时间数据进行死时间计算，根据死时间计算结果确定死时间分区结果，其中，所述死时间分区结果包括：死时间区间数量和每个死时间区间对应的权重；针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间；

其中，所述数字化多道中针对所述上升时间进行自动调整，并根据所述死时间数据，确定最优上升时间，具体用于：

获取上升时间，将所述上升时间设置为最大值，并将所述最大值上传至数字化多道；

启动一级测量时间，并获取一级死时间数据；

获取当前上升时间和死时间对应区间的权重之和，确定一级权重值；

判断所述权重之和是否等于上升时间区间数量和死时间区间数量之和；

若是，存储当前上升时间为最优上升时间；

若否，将所述上升时间减去预设的固定值，获取一级结果，并将所述一级结果上传至数字化多道；

启动二级测量时间，并获取二级死时间数据；

获取当前上升时间和死时间对应的权重之和，确定二级权重值；

判断所述一级权重值是否小于所述二级权重值；

若否，将所述二级权重值设置为一级权重值；

若是，将所述上升时间加上预设的固定值，获取二级结果，并将所述二级结果上传至数字化多道，并存储当前上升时间为最优上升时间；

所述控制软件用于执行数据上传、离散信号谱线显示、人机交互和功能控制。

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