CN211318764U - 一种用于测量放射源活度的小型智能定标器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测量放射源活度的小型智能定标器，包括电源供给电路、光电倍增管、正负高压产生电路、射极跟随前置放大器、单片机控制电路；电源供给电路的输入端与外界交流220V电源连接，用于为定标器提供工作电源；正负高压产生电路的输入端与电源供给电路连接，用于获取+12V输入电压并转换为正负高压；光电倍增管的阴极接收放射源光信号，阳极与正负高压产生电路的输出端连接，用于将放射源光信号转换为电信号；射极跟随前置放大器的输入端与光电倍增管的阳极连接；单片机控制电路与射极跟随前置放大器的输出端通信连接，用于对接收到的电压信号进行识别处理，得到放射源光信号的活度。本实用新型轻便易携带且操作简单。

Description

一种用于测量放射源活度的小型智能定标器

技术领域

本实用新型属于核测量技术领域，具体涉及一种用于测量放射源活度的小型智能定标器。

背景技术

放射源发射出来的射线具有一定的能量，它可以破坏细胞组织，从而对人体造成不同程度的伤害。而伤害程度是与放射源的活度紧密相关，放射源的活度越高，对人体的伤害程度越大。因此，准确、便捷地测量放射源的活度，尤为重要。

但是目前市场上已有的用于测量放射源活度的定标器，其体积、重量和功耗均较大，操作繁琐，不便于携带和操作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种用于测量放射源活度的小型智能定标器，其轻便易携带且操作简单。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于测量放射源活度的小型智能定标器，包括：电源供给电路、光电倍增管、正负高压产生电路、射极跟随前置放大器、单片机控制电路；

所述电源供给电路的输入端与外界交流220V电源连接，用于为定标器提供工作电源；

所述正负高压产生电路的输入端与电源供给电路连接，用于从电源供给电路获取+12V输入电压并转换为正负高压；

所述光电倍增管的阴极接收放射源光信号，阳极与正负高压产生电路的输出端连接，用于将放射源光信号转换为电信号；

所述射极跟随前置放大器的输入端与光电倍增管的阳极连接，用于将从光电倍增管阳极检测到的电流信号转换为可由单片机控制电路识别的电压信号；

所述单片机控制电路与射极跟随前置放大器的输出端通信连接，用于对射极跟随前置放大器输出的电压信号进行识别处理，得到放射源光信号的活度。

进一步地，所述定标器还包括温度传感器、风扇和风扇驱动元件；所述温度传感器的信号输入输出端与单片机控制电路连接，所述单片机控制电路通过风扇驱动元件与风扇连接。

进一步地，所述定标器还包括湿度传感器、风扇和风扇驱动元件；所述湿度传感器的信号输入输出端与单片机控制电路连接，所述单片机控制电路通过风扇驱动元件与风扇连接。

进一步地，所述定标器还包括高压检测电路；所述高压检测电路包括双运放芯片U5、电阻R4、电位器W4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电位器W5；

所述电阻R4的一端与正负高压产生电路的负高压输出端连接，另一端通过与电位器W4串联接地；所述电阻R5的一端与电位器W4的中间触头连接，另一端与双运放芯片U5的第一反相输入端连接；双运放芯片U5的第一同相输入端接地，第一反相输入端通过电阻R6与第一输出端连接；双运放芯片U5的第一输出端还与单片机控制电路连接；

所述电阻R7的一端与正负高压产生电路的正高压输出端连接，另一端与电位器W5串联接地；双运放芯片U5的第二同相输入端与电位器W5的中间触头连接，第二反相输入端与第二输出端连接，第二输出端还与单片机控制电路连接；

进一步地，所述定标器还包括无线通信模块，所述无线通信模块与单片机控制电路连接。

进一步地，所述定标器还包括施密特触发器电路，电连接于射极跟随前置放大器的输出端与单片机控制电路之间，用于对射极跟随前置放大器输出的电压周期信号进行整形得到频率相同的矩形脉冲信号。

进一步地，所述定标器还包括显示模块，所述显示模块与单片机控制电路连接。

进一步地，所述定标器还包括自检模块；所述自检模块采用自检振荡器，用于产生振荡脉冲作为自检信号并发送给单片机控制电路。

进一步地，所述正负高压产生电路包括电压变换器、正倍压高压产生器、负倍压高压产生器；

所述电压变换器的输入端与电源供给电路连接，用于从电源供给电路获取直流电压并转换为交流电源，然后输出给正倍压高压产生器和负倍压高压产生器；

所述正倍压高压产生器和负倍压高压产生器，输入端均与电压变换器的输出端连接，用于对电压变换器输出的交流电压进行倍压整流，分别得到正的直流高压和负的直流高压；输出端通过选择开关为光电倍增管提供工作电压。

进一步地，所述电源供给模块包括交流变压器单元、整流器单元、直流降压器单元；

所述交流变压器单元，用于将外界的220V交流电源转换为15V交流电源；

所述整流器单元的输入端与交流变压器的输出端连接，用于将15V交流电源整流为+12V直流电压和-12V直流电压；

所述直流降压单元的输入端与整流器单元的输出端连接，将于将交流变压器的+12V直流电压降压至+12V直流电压、+4.5V直流电压、+3.3V直流电压。

有益效果

本实用新型的智能定标器：设置电源供给模块即可为自身全部组件提供工作电源；设置正负高压产生电路从自身的电源供给模块获取直流电压并转换为正负高压，为光电倍增管提供工作电源；设置射极跟随前置放大器，将光电倍增管输出端电流信号转换为可由单片机控制电路识别的电压信号，实际为电压脉冲信号；设置单片机控制电路采用现有技术对电压脉冲信号进行识别处理，即可得到放射源光信号的活度。本实用新型智能定标器的组成结构简单、且体积小、重量轻、功耗小，方便携带、操作简单、稳定可靠。

另外，1)本实用新型通过设置温度传感器或湿度传感器，当智能定标器所处环境的温度或湿度超出相应的预设最大值时，驱动风扇FAN运转散热或者去湿，从而保证智能定标器正常工作；2)通过设置无线通信模块，可以实现与其配对的终端通信，以在终端便捷观察放射源活度的测量数据；3)设置高压检测电路，可以检测光电倍增管的工作电压是否处于正常值，保证本实用新型智能定标器的正常检测工作；4)设置自检器，可以在启动智能定标器之前，对内部的施密特触发器和单片机控制电路进行自检，进而保证智能定标器能正常对放射源活度进行测量。

附图说明

图1为本实用新型所述实施例的总体框图；

图2为本实用新型所述实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本实用新型的技术方案作进一步解释说明。

本实施例提供的一种用于测量放射源活度的小型智能定标器，用于辐射防护、环境样品、食用水、医药卫生、农业科学、核电站、反应堆、同位素生产、地质探测等领域中放射源的总活度测量。该智能定标器，如图1所示，包括：电源供给电路、正负高压产生电路、光电倍增管、射极跟随前置放大器、单片机控制电路、施密特触发器、温湿度测控电路、高压检测电路、显示模块、无线通信模块、自检模块、程序下载接口。

电源供给电路包括交流变压器单元、整流器单元、直流降压器单元；

交流变压器单元采用2个相同的变压器，均用于将外界的220V交流电源降压为15V交流电源；

整流器单元包括型号为LM317的三端稳压块U1、型号为LM7912的三端稳压块U2、2个相反的全波整流器B1和B2；其中全波整流器B1将1路15V交流电源整流为+18V直流电压，然后通过调节电位器W1以调节三端稳压块U1的输出电压为+12V直流电压；全波整流器B2将1路15V交流电源整流为-18V直流电压，然后通过三端稳压块U2降为-12V直流电压；

直流降压器单元包括2个电位器W2、W3和2个型号均为LM317的三端稳压块U3、U4；其中，三端稳压块U3的输入端与三端稳压块U1的电压输出端连接，用于通过调节电位W2进而调节三端稳压块U3的输出电压，在本实施例调节三端稳压块U3输出+4.5V直流电压；三端稳压块U4的输入端与三端稳压块U1的电压输出端，用于通过调节电位W3进而调节三端稳压块U4的输出电压，在本实施例调节三端稳压块U4输出+3.3V直流电压。

通过以上电源供给电路，即可为本实用新型智能定标器自身提供或者向外界输出+12V直流电压、-12V直流电压、+4.5V直流电压、+3.3V直流电压。

其中，正负高压产生电路包括电压变换器、正倍压高压产生器、负倍压高压产生器；

电压变换器包括变压器T3、三极管Q6、三极管Q7、电阻R14、电阻R15；变压器T3的输入端抽头与三端稳压块U1的电压输出端连接以接入+12V直流电压，再由三极管Q6和Q7轮流导通和截止工作，使变压器T3的输出端升压输出220V交流电源，然后输出给下级倍压整流电路；

倍压整流电路分为两组，分别为正倍压高压产生器和负倍压高压产生器，且输入端均与电压变换器的输出端连接，用于对电压变换器输出的交流电压进行倍压整流，分别得到正的直流高压和负的直流高压；输出端通过选择开关为光电倍增管提供工作电压。

具体的，正倍压高压产生器是由高压整流二极管D3、D4、D5、D6、D7、D8和电容C15、C16、C17、C18、C19组成的。当输出交流正半周电压时，变压器T3次级线圈a端输出交流220V电压(相对于GND地端)首先通过整流二极管D3给电容C15充电，使电容C15充电到220V电压(b点相对于地端GND)；接着变压器T3次级线圈a端输出交流负半周电压时，变压器T3次级线圈GND端输出220V交流电压(相对于a端)通过电容C15和整流二极管D4给电容C16充电，使电容C16充电到440V电压，也就是c端相对于a端为440V电压，充电电压完成第一个周期；接着变压器T3次级线圈a端又输出正半周交流220V电压(相对于GND地端)，通过电容C16、整流二极管D5和电容C15回路给电容C17充电，使电容C17的d点充电到660V电压；接着变压器T3次级线圈a端又输出交流负半周电压，变压器T3次级线圈GND端输出交流220V电压(相对于a端)通过C15、C17、D6二极管、C16电容回路给电容C18充电，使电容C18的e点相对于a点充电到880V电压，也就是e端相对于a端为880V电压，充电电压完成第二个周期；接着变压器T3次级线圈a端又输出正半周交流220V电压(相对于GND地端)，通过电容C16、电容C18、整流二极管D7、电容C17和电容C15回路给电容C19充电，使电容C19的f端相对于地GND充电到+1000V电压；最后通过高压整流二极管D8输出给下级光电倍增管，作为光电倍增管的工作电压。

同理，负倍压高压产生器由高压整流二极管D9、D10、D11、D12、D13、D14和电容C8、C9、C10、C11、C12、C13组成。当输出交流负半周电压时，变压器T3次级线圈a端输出交流220V电压(相对于GND地端)首先通过D9整流二极管给电容C8负向充电，使电容C8的b点相对于地GND充电到-220V电压；当输出交流正半周电压时，变压器T3次级线圈GND端输出交流220V电压(相对于a端)通过电容C8和整流二极管D10给电容C9负向充电，使电容C9充电到-440V电压，也就是i端相对于a端为-440V电压，充电电压完成第一个周期；接着变压器T3次级线圈a端又输出负半周交流220V电压(相对于GND地端)，通过电容C9、整流二极管D11和电容C8回路给电容C10充电，使电容C10充电到-660V电压，也就是j点相对于地GND电压为-660V电压；接着又输出交流正半周电压时，变压器T3次级线圈GND端输出交流220V电压(相对于a端)通过C8、C10、D12、C9回路给电容C11充电，使电容C11充电到-880V电压，也就是k端相对于a端为-880V电压，充电电压完成第二个周期；接着变压器T3次级线圈a端又输出负半周交流220V电压(相对于GND地端)，通过C9电容、C11电容、D13整流二极管、C10电容和C8电容回路给电容C12充电，使电容C12充电到-1000V电压。最后通过高压整流二极管D14输出给下级光电倍增管，作为光电倍增管的工作电压。由于配备的光电倍增管有不同的型号，要求的工作电压也不一样，所以通过调节电位器W1以改变三端稳压块U1的输出电压大小来供给电压变换器工作电压。当减少W1电位器阻值时，三端稳压块U1输出电压降低，从而降低倍压整流输出的f的正高压和l点的负高压。

光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。如图2所示，本实施例采用型号为FJ-414的光电倍增管U10，按照常规设置光电倍增管U10的外围电路，包括电阻R21至电阻R33、电容C20至电容C22，且阳极通过串联电阻R19与选择开关K2的固定端连接，从倍压整流电路接入正的高压工作电压或者负的高压工作电压(正负的选择，具体根据光电倍增管的型号来确定)。光电倍增管U10的阴极接收放射源光信号，经光电倍增管将放射源光信号转换为电信号，相当于得到的电信号为光电流被光电倍增管放大的电流信号，然后该被放大的电流在电阻R19上产生一个被放大的变化电压。

射极跟随前置放大器，由电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电感L1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40组成。光电倍增管输出的电流在电阻R19上产生的变化电压，通过电容C23送到三极管Q1的输入端，通过Q1、Q2、Q3电流逐级放大、再通过C26、R39，最后在负载电阻R40上得到一个放大的电压,该电路输入阻抗很大，而输出阻抗很小，这样能够把光电倍增管的信号很好地耦合到负载电阻R40上，该电路特点：输入阻抗高，输出阻抗小，负载与光电倍增管的阳极信号源得到很好的匹配。即射极跟随前置放大器将从光电倍增管阳极检测到的电流信号转换为可由单片机控制电路识别的电压信号。由于光电倍增管接收的是光信号，因此射极跟随前置放大器实际输出的电压脉冲信号。

施密特触发器电路，电连接于射极跟随前置放大器的输出端与单片机控制电路之间，用于对射极跟随前置放大器输出的电压周期信号进行整形得到频率相同的矩形脉冲信号。具体地，施密特触发器电路包括三个施密特触发器A、B、C，由型号为74LS14的芯片承当。施密特触发器有两个稳定状态，采用电位触发方法，其状态由输入信号电位维持。

施密特触发器电路从射极跟随前置放大器接收电压脉冲信号，由于该电压脉冲信号经线路传输后发生波形畸变，比如波形的上生沿或下降沿产生振荡现象、波形产生附加噪声等，经由该施密特触发器电路得到与电压脉冲信号频率相同的矩形脉冲波形的电压信号，再输出至单片机控制电路进行信号分析(单片机控制电路对电压脉冲信号的分析属于现有技术，在此不赘述)，即可得到光电倍增管所接收到的放射源的活度值。

在本实施例的智能定标器中，还设置有二极管闪烁检测单元，包括发光二极管D1、电阻R41、三极管Q4，还复用芯片74LS14中的一个施密特触发器C。该施密特触发器C的输入端与射极跟随前置放大器的输出端连接，输出端经串联电阻R41后与三极管Q4的基极连接；三极管的集电极接+4.5V直流电压，发射极接发光二极管的阳极，二极管的阴极接地。当射极跟随前置放大器输出电压脉冲信号时，三极管Q4以电压脉冲信号相同的频率导通和截止，从而发光二极管以电压脉冲信号相同的频率发生闪烁，证明光电倍增管和射极跟随前置放大器整个系统工作正常。

自检器包括型号为NE555的自检振荡器U5，并使用电阻R12、电阻R13、发光二极管D2、电位器W7、电容C5、电容C6按现有技术，如图2所示，构建自检振荡器U5的外围电路。当自检振荡器U5的4脚和8脚加载+4.5V直流电压时，由于接在NE555的2脚和6脚上的C6电容电压不能突变，此时只有3脚上的输出电压通过电阻R13和电位器W7给电容C6充电，当电容C6从0V充电到由+4.5V的2/3复位电压时，这时NE555的6脚复位，立即停止通过电阻R13和电位器W7给电容C6充电，完成充电的半个周期，接着电容C6通过电阻R13和电位器W7开始放电，当放电到+4.5V的1/3置位电压时，放电通过电阻R13和电位器W7到NE555的3脚，这时NE555的3脚置位变为高电平，完成放电的后半个周期，接着电容C6周而复始充电放电，在NE555的第3脚产生一个个震荡脉冲；NE555的3脚和7脚是同相位的，当我们在7脚上接一个限流电阻R12和一个发光二极管D2,当C6充放电时，就会看到D2发光二极管也会随着充电放电的频率不断闪烁，以表示自检器工作正常，自检器输出的电脉冲用于检测施密特触发器和单片机控制电路是否正常工作，转换开关由K1决定。

高压检测电路包括型号为LM358的双运放芯片U5、电阻R4、电位器W4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电位器W5；

所述电阻R4的一端与正负高压产生电路的负高压输出端连接，另一端通过与电位器W4串联接地；所述电阻R5的一端与电位器W4的中间触头连接，另一端与双运放芯片的第一反相输入端连接；双运放芯片的第一同相输入端接地，第一反相输入端通过电阻R6与第一输出端连接；双运放芯片的第一输出端还与单片机控制电路连接；

所述电阻R7的一端与正负高压产生电路的正高压输出端连接，另一端与电位器W5串联接地；双运放放大器的第二同相输入端与电位器W5的中间触头连接，第二反相输入端与第二输出端连接，第二输出端还与单片机控制电路连接。

在本实施例中，高压检测电路的输入端与倍压高压整流电流的输出端连接，用于检测倍压高压整流电流的输出电压，且最大可检测电压为±2000V。

又由于本实施例中的高压检测电路用于检测光电倍增管的工作电压，一般都是较高电压，因此在检测该高电压时，选择R4、R7电阻时应选择精密耐高压大功率电阻，阻值为1兆欧姆,选择W4、W5电位器应选择1千欧的线绕电阻。

当倍压高压整流电路输出的负的直流电压通过电阻R4和电位器W4时，双运放芯片U5通过R5和R6组成的反相比例放大器采样W4的中点触头电压，此电压通过R5和R6比例倒相放大，在双运放芯片U5的1脚获得正的直流电压，当调节W4的中心滑动触头时，可以获得从0到+2V的直流电压，此电压输入到STM32F103C8T6单片机的第33脚B0口进行电压采样，由单片机内部模数转换进行软件处理后，输出到12864液晶显示屏进行电压显示。

当倍压高压整流电路输出的正的直流电压通过电阻R7和电位器W5时，双运放芯片U5的5脚采样电位器W5的中点触头电压，而后在双运放芯片U5的7脚输出同样大小的电压，可以获得从0到+2V的直流输出电压，此电压输入到STM32F103C8T6单片机的B1口的34脚，由单片机内部模数转换进行软件处理后，输出到12864液晶显示屏进行电压显示。

该高压检测电路，可以检测光电倍增管的工作电压是否处于正常值，保证本实用新型智能定标器的正常检测工作。

温湿度测控电路包括温度传感器、湿度传感器、风扇和风扇驱动元件。其中温度传感器的型号为DS18B20，其信号输入输出端通过上拉电阻R8后连接到单片机控制电路；湿度传感器的型号为DTH11，其信号输入输出端通过上拉电阻R10后连接到单片机控制电路；风扇驱动元件包括电阻R42和三极管Q5，三极管Q5的基极通过串联电阻R42后连接到单片机控制电路的一个输出引脚，三极管Q5的发射极从电源供给电路获取+12V直流电压，风扇连接于三极管Q5的集电极与地之间。当温度传感器或者湿度传感器检测到该智能定标器的温度或湿度超出相应的预设最大值时，单片机控制电路输出低电平，通过电阻R42提供给三极管Q5一个基极偏流，三极管Q5把基极电流放大来驱动风扇FAN运转散热或者去湿,从而保证仪器正常工作。

单片机控制电路，在本实施例中是由型号为STM32F103C8T6的单片机U10及其外围电路组成的控制电路。该型号的单片机，是一款中等容量增强型，32位基于ARM核心的带64或128K字节闪存的微控制器模块。1脚到4脚B12、B13、B14、B15，均是复用功能的数据端口，在这里我们把它用于电平采样，1到5脚的数据端口B12、B13、B14、B15、A8口用于仪器面板程序操作按键用，当其中某端口被开关接地短接时，单片机采样到低电平，通过程序就会执行不同的功能；6脚数据端口A9用作通讯口，用于向上位机发送数据；7脚数据端口A10口也用作通讯口，用于上位机向本机下传数据；9脚到10脚闲置不用，11脚数据端口B3口用于给12864液晶屏的使能信号；12到14脚闲置不用，15脚PB7用于接收施密特触发器B的第8脚的输出的电脉冲信号；当智能定标器仪器内部超过某个温度值或者智能定标器仪器内部湿度超过某个湿度值，16脚闲置不用，17脚PB9输出低电平信号，通过电阻R42提供给Q5一个基极偏流，Q5把基极电流放大来驱动风扇FAN运转散热和去湿,以保证仪器能正常工作。18脚闲置不用，19脚接地，20脚电源端和21脚电源端由三端稳压块U4输出的+3.3V直流电压给STM32F103C8T6单片机；25脚到32脚的数据端口A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7用于把STM32F103C8T6单片机发出的数据传送给12864液晶显示屏；33脚B0口用于采集LM358运算放大器1脚送来的模拟电压；34脚B1口用于采集LM358运算放大器7脚送来的模拟电压；35脚B10口用于接收温度传感器DS18B20传来的温度信号；36脚B11口用于接收湿度传感器传来的信号；38脚电源端由三端稳压块U4输出的+3.3V直流电压给STC32F103C8T6单片机；39脚接地端和40脚接地端接地。

显示模块，采用12864液晶显示屏。其中，12864液晶显示屏是一种高分子材料因为其特殊的的物理、化学、光学特性，广泛应用在轻薄显示器上，主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面。该12864液晶显示屏共20个引脚，1脚电源地、2脚4.5V供电电压、3脚液晶对比度调节端、4脚数据命令选择端、5脚读写选择端、6脚为使能端，7脚到14脚8位数据传输端，15脚串/并选择端，16空脚、17脚复位端、18空脚、19脚背光电源正极、20脚背光电源负极。12864液晶显示屏的各管脚：1脚、5脚、20脚都接地，2脚、15脚、17脚、19脚接4.5V，当4脚RS信号为低电平时，7脚到14脚8位数据传输为命令，当4脚RS信号为高电平时，7脚到14脚8位数据传输为数据，当6脚输入一使能脉冲，就可使单片机的数据传送给12864液晶显示器，达到字符显示。

无线通信模块，与单片机控制电路连接，用于将单片机控制电路处理分析得到的数据无线发送给无线配对的终端。在本实施例中，无线通信模块采用TI公司的一款型号为CC2530的Zigbee无线通信芯片，通过串口与单片机U10的数据端口A9、A10连接，使本实施例的智能定标作为Zigbee网络中的一个节点，实现与Zigbee网络中的其他Zigbee节点通信。本实施例中，设Zigbee网络中的其他Zigbee节点为，同样采用型号为CC2530的Zigbee无线通信芯片、且与电脑采用转换接口连接的上位机，因此电脑端可以通过Zigbee网络接收智能定标器的数据，实现在上位机电脑端更方便地查看智能定标器对放射源活度的测量数据。

程序下载接口，由芯片U13的CH340来完成。当单片机控制电路中的单片机U10下载程序时，CH340的3脚发送端发送程序给STM32F103C8T6单片机的A10端口；当STM32F103C8T6单片机上传程序时，从A9端口传送给CH340的第2脚接收端，通过CH340芯片上传到上位机。

综合上述对本实施例智能定标器各组成部分的介绍，总结其工作原理如下：

220V交流电压通过变压器T1降压到交流15V,再通过全波整流器B1，整流出+18V直流电压，该直流电压通过三端稳压块U1通过调节电位器W1，降为+12V直流电压；+12V直流电压分成4路：第1路供给三端稳压块U3，通过调节W2电位器以输出+4.5V直流电压；第2路供给三端稳压块U4，通过调节W3电位器，输出+3.3V直流电压；第3路供给双运放芯片U5，以作为运算放大器的工作电压；第4路供给变压器T3，作为电压变换器的外部直流工作电压。

三端稳压块U3输出的+4.5V电压又分5路供给负载：第1路供给温度传感器U6，作为温度传感器的工作电压；第2路供给湿度传感器U7，作为湿度传感器的工作电压；第3路供给自检振荡器U8，作为该自检振荡器的工作电压；第4路供给12864液晶显示屏U9，作为该液晶显示屏的工作电压；第5路供给无线通讯模块U12。

三端稳压块U4输出的+3.3V电压，作为STM32F103C8T6单片机U10的工作电压。

外界提供的220V交流电压通过变压器T2降压到交流15V，再通过全波整流器B2整流得到-18V直流电压，该直流电压通过三端稳压块U2降为-12V直流电压，该-12V直流电压供给射极跟随前置放大器的三极管Q1、Q2、Q3的工作电压。

当电源的所有负载都通电工作时，单片机U10通过程序首先采样温度传感器和湿度传感器，如果环境温度满足智能定标器正常工作，本实施例的智能定标器就可以启动工作，如果环境温度不满足，单片机U10输出风扇驱动信号以打开风扇除湿和降热处理，直到单片机显示屏提示可以正常工作。

这时如果把开关K1接入自检信号，自检信号就会通过施密特触发器进入单片机U10的PB7口，当我们按下单片机的A8口第6脚按钮，单片机就可以自动采样施密特触发器来的自检信号，就会在12864液晶屏幕上显示测量的结果，说明仪器可以正常工作。此时即可把开关K1接入光电倍增管的射极跟随前置放大器的一端，通过选择开关K2为光电倍增管选择正确的工作电压档位，启动单片机的第6脚按钮后，就可以测量光电倍增管产生的电脉冲信号。

需要说明的是，本实用新型中单片机控制电路对数据处理的以下技术手段：对施密特触发器电路发送的电脉冲信号进行处理得到放射源活度值的技术手段、根据接收到的温湿度数据驱动风扇的技术手段、根据从双运放芯片接收到的直流电压进行处理得到光电倍增管的工作电压是否处于正常值的技术手段、对获得到的数据显示到显示屏的技术手段，均属于现有技术，在此不再赘述。

以上实施例为本申请的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本申请总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本申请要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于测量放射源活度的小型智能定标器，其特征在于，包括：电源供给电路、光电倍增管、正负高压产生电路、射极跟随前置放大器、单片机控制电路；

所述电源供给电路的输入端与外界交流220V电源连接，用于为定标器提供工作电源；

所述正负高压产生电路的输入端与电源供给电路连接，用于从电源供给电路获取+12V输入电压并转换为正负高压；

所述光电倍增管的阴极接收放射源光信号，阳极与正负高压产生电路的输出端连接，用于将放射源光信号转换为电信号；

所述射极跟随前置放大器的输入端与光电倍增管的阳极连接，用于将从光电倍增管阳极检测到的电流信号转换为可由单片机控制电路识别的电压信号；

所述单片机控制电路与射极跟随前置放大器的输出端通信连接，用于对射极跟随前置放大器输出的电压信号进行识别处理，得到放射源光信号的活度。

2.根据权利要求1所述的定标器，其特征在于，所述定标器还包括温度传感器、风扇和风扇驱动元件；所述温度传感器的信号输入输出端与单片机控制电路连接，所述单片机控制电路通过风扇驱动元件与风扇连接。

3.根据权利要求1所述的定标器，其特征在于，所述定标器还包括湿度传感器、风扇和风扇驱动元件；所述湿度传感器的信号输入输出端与单片机控制电路连接，所述单片机控制电路通过风扇驱动元件与风扇连接。

4.根据权利要求1所述的定标器，其特征在于，所述定标器还包括高压检测电路；所述高压检测电路包括双运放芯片U5、电阻R4、电位器W4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电位器W5；

所述电阻R4的一端与正负高压产生电路的负高压输出端连接，另一端通过与电位器W4串联接地；所述电阻R5的一端与电位器W4的中间触头连接，另一端与双运放芯片U5的第一反相输入端连接；双运放芯片U5的第一同相输入端接地，第一反相输入端通过电阻R6与第一输出端连接；双运放芯片U5的第一输出端还与单片机控制电路连接；

所述电阻R7的一端与正负高压产生电路的正高压输出端连接，另一端与电位器W5串联接地；双运放芯片U5的第二同相输入端与电位器W5的中间触头连接，第二反相输入端与第二输出端连接，第二输出端还与单片机控制电路连接。

5.根据权利要求1所述的定标器，其特征在于，所述定标器还包括无线通信模块，所述无线通信模块与单片机控制电路连接。

6.根据权利要求1所述的定标器，其特征在于，所述定标器还包括施密特触发器电路，电连接于射极跟随前置放大器的输出端与单片机控制电路之间，用于对射极跟随前置放大器输出的电压周期信号进行整形得到频率相同的矩形脉冲信号。

7.根据权利要求1所述的定标器，其特征在于，所述定标器还包括显示模块，所述显示模块与单片机控制电路连接。

8.根据权利要求1所述的定标器，其特征在于，所述定标器还包括自检模块；所述自检模块采用自检振荡器，用于产生振荡脉冲作为自检信号并发送给单片机控制电路。

9.根据权利要求1所述的定标器，其特征在于，所述正负高压产生电路包括电压变换器、正倍压高压产生器、负倍压高压产生器；

所述电压变换器的输入端与电源供给电路连接，用于从电源供给电路获取直流电压并转换为交流电源，然后输出给正倍压高压产生器和负倍压高压产生器；

所述正倍压高压产生器和负倍压高压产生器，输入端均与电压变换器的输出端连接，用于对电压变换器输出的交流电压进行倍压整流，分别得到正的直流高压和负的直流高压；输出端通过选择开关为光电倍增管提供工作电压。

10.根据权利要求1所述的定标器，其特征在于，所述电源供给模块包括交流变压器单元、整流器单元、直流降压器单元；

所述交流变压器单元，用于将外界的220V交流电源转换为15V交流电源；

所述整流器单元的输入端与交流变压器的输出端连接，用于将15V交流电源整流为+12V直流电压和-12V直流电压；

所述直流降压单元的输入端与整流器单元的输出端连接，将于将交流变压器的+12V直流电压降压至+12V直流电压、+4.5V直流电压、+3.3V直流电压。

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