CN117826224B - 一种海水中放射性核素峰漂移的温度判定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于海水检测技术领域，涉及一种海水中放射性核素峰漂移的温度判定方法。该方法包括以下步骤：把传感器放置在恒温水槽中，分别设定不同的温度值，对每个温度值采集多次数据并寻峰，记录峰通道；并对同一温度值的峰通道取平均值；对不同的温度值和该温度值下所对应峰通道进行高斯拟合，得到相应的温度和峰通道的拟合曲线；实时采集海水温度，根据拟合曲线，计算得到峰通道；如果实际测量的峰通道与计算得到的峰通道相差十个通道以内，则判定存在由于温度变化引起的放射性核素峰的漂移。本发明所公开的方法用来判断峰漂移的原因是否是由于温度变化引起的，不受累积时间的限制，也不受海洋环境干扰的限制，提高计算的准确度。

Description

一种海水中放射性核素峰漂移的温度判定方法
技术领域
本发明属于海水检测技术领域，涉及一种海水中放射性核素峰漂移的温度判定方法。
背景技术
在海洋放射性物质综合测量过程中，如果存在相应的放射性物质，在所对应的能量区间会出现相应的峰。由于检测到放射性核素信号的峰会发生无规律的漂移、导致信号不平稳，放射性核素峰漂移的原因很多，外界环境发生变化，峰通道的位置就发生变化。现有的海水放射性环境监测方法通常是以假定海水中待测放射性物质所对应的检测信号是平稳的或时不变的为前提，并不适用于复杂的海洋环境。
但是，实际的海洋现场检测环境是复杂多变的，干扰因素很多。在实际作业过程中发现，海洋环境的变化对海洋物质的测量存在干扰，其现象是检测到的电压信号的幅度会出现无规律的变化，很难快速准确判断出海水中放射性核素元素所对应真正的峰。通常在放射性核素检测过程中，会出现很多的峰的波动，也有干扰数据引起的误差峰。因此，现场测量必须找到一种方法来检测海水中放射性核素峰漂移的原因。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种海水中放射性核素峰漂移的温度判定方法，以达到提高计算放射性核素元素的峰漂移寻峰准确度的目的。
本发明采用的技术方案如下：一种海水中放射性核素峰漂移的温度判定方法，包括以下步骤：
（1）把传感器放置在恒温水槽中，分别设定不同的温度值，对每个温度值采集多次数据并寻峰，记录该传感器的峰通道；并对同一温度值的峰通道取平均值；
（2）对不同的温度值和该温度值下所对应峰通道进行高斯拟合，得到该传感器相应的温度和峰通道的拟合曲线；
（3）实时采集海水温度，根据拟合曲线，计算得到该传感器的峰通道；
（4）如果实测峰通道与计算得到的峰通道相差十个通道以内，判断存在由温度变化引起的放射性核素峰的漂移。
优选地，所述步骤（2）中，高斯拟合函数为：
；
其中，为高斯曲线最大峰的通道，/>为高斯曲线最大峰的温度值，/>为拟合半高宽的平方值的2倍，/>为拟合曲线的温度值，/>为温度值/>对应的峰通道。
本发明提供的一种海水中放射性核素峰漂移的温度判定方法，可以粗略判定引起核素峰漂移的原因，找出由于温度变化引起的核素峰漂移，方便后续采用相应的补偿措施，消除检测误差。
附图说明
图1为本发明实施例所公开的一种海水中放射性核素峰漂移的温度判定方法流程示意图；
图2为本发明实施例所公开的所有通道的能谱数据曲线；
图3为本发明实施例所公开的温度和峰通道拟合曲线与原始数据寻峰曲线示意图；
图4为本发明实施例所公开的实际海水测量所有通道的能谱数据曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种海水中放射性核素峰漂移的温度判定方法，如图1所示，具体流程如下：
S101、把传感器放置在恒温水槽中，从小到大分别设定不同的温度值，对每个温度值至少采集二次数据并寻峰，同时记录该传感器的峰通道。
在本实施例中，恒温水槽中，设定5℃，10℃，15℃，……，对应的温度，保持恒定，具体传感器的温度，是由传感器内部自己采集。每个温度值至少采集二次数据。放射性核素传感器内部的温度传感器采集到的温度数据为2.8，7.9，12.8，17.9，22.9，23.9，28，33，38，43，48.1。每个温度采集2次数据，寻峰后对应的峰通道分别如表1所示。
表1 传感器采集的温度值及寻峰获得的峰通道
温度 峰1 峰2 平均值
2.8 708 707 707.5
7.9 703 709 706
12.8 710 713 711.5
17.9 715 720 717.5
22.9 701 708 704.5
23.9 706 709 707.5
28 696 707 701.5
33 695 695 695
38 684 680 682
43 668 664 666
48.1 648 652 650
。
在本实施例中，为了获得真实稳定的峰通道，采用二次采集数据，目的是得到真正数据值，并且该数据值是由于放射性核素所产生并在累积时间段完成的，而不是由于海洋环境变化等其他因素产生的干扰数据。
S102、对同一温度值的峰通道取平均，作为该通道的实际峰通道，平均值参见表1。
S103、对不同的温度值和该温度值下所对应的实际峰通道进行高斯拟合，得到该传感器相应的温度和峰通道关系曲线。
在本实施实例中，高斯拟合函数为：
（1）；
其中，为高斯曲线最大峰的通道，/>为高斯曲线最大峰的温度，/>为拟合半高宽的平方值的2倍，/>为拟合曲线的温度值，/>为温度值/>对应的峰通道。
本实施例中，温度和峰通道拟合计算结果如表2所示。
表2 温度和峰通道拟合计算结果
数据个数 温度 峰通道平均值 拟合后峰通道
0 2.8 707.5 725.426147
1 7.9 706 709.554224
2 12.8 711.5 702.169736
3 17.9 717.5 697.038118
4 22.9 704.5 693.268675
5 23.9 707.5 692.614643
6 28 701.5 690.191934
7 33 695 687.677764
8 38 682 685.518976
9 43 666 683.627433
10 48.1 650 681.91235
；
温度与峰通道的原始数据和拟合后的数据曲线对比显示如图3。
根据表2 中的计算结果，计算出的拟合系数为：
：17909.356838；/>：16.255620；/>：712.859638；
得出本发明温度与峰通道的高斯拟合函数为：
（2）。
S104、根据实时采集的温度值，代入到公式（2）中，得到放射性核素在该温度下的峰通道。
在本实施实例中，经过标定的温度峰通道传感器进行实际海水测试，2023年12月31日12点测得温度为7.9度；代入公式（2）中，计算结果为710.086093。
S105、根据实际测量数据寻峰得到的峰通道，也就是峰所在的位置，与通过拟合高斯函数计算得到的峰通道进行比较，如果二者相差在正负十个通道之内，则判断存在由于温度变化引起放射性核素峰的漂移，否则峰漂移为其他因素引起。
在本实施实例中，如图4所示，在2023年12月31日12点测试得到的能谱图，经寻峰得到放射性核素的峰通道为716。
由于716-710.086093<10，所以，判断该条放射性核素的峰位置漂移是由温度的变化引起的。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种引起海水中放射性核素峰漂移的原因判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)把传感器放置在恒温水槽中，从小到大分别设定不同的温度值，对每个温度值采集多次数据并寻峰，记录该传感器的峰通道；并对同一温度值的峰通道取平均值；
(2)对不同的温度值和该温度值下所对应峰通道进行高斯拟合，得到该传感器相应的温度和峰通道的拟合曲线；高斯拟合函数为：
其中，Ymax为高斯曲线最大峰的通道值，Xmax为高斯曲线最大峰的温度，S为拟合半高宽的平方值的2倍，Xi为拟合曲线的温度值，Yi为温度值Xi对应的峰通道值；
(3)实时采集海水温度，根据拟合曲线，计算得到该传感器的峰通道；
(4)如果实测峰通道与计算得到的峰通道相差十个通道以内，判断存在由温度变化引起的放射性核素峰的漂移。
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