数字化多道分析器的进展
使用 Geant4 模拟 CAPture 电极 CdZnTe 探测器对 γ 射线的响应

Vol. 55 ,No. 6Jun.2021第55卷第6期2021年6月原子能科学技术AtomicEnergyScienceandTechnology使用Geant4模拟CAPture 电极CdZnTe 探测器对!射线的响应周红召S 宋明哲,刘海侠1孙涛1,李军S 郝立亮1"1.国民核生化灾害防护国家重点实验室,北京102205#.中国原子能科学研究院,北京102413)摘要:采用CAPture 电极CdZnTe 探测器获取X 射线注量谱,为建立ISO 40371 (996标准以外的参考 辐射和计算辐射场特殊剂量物理量的约定真值提供基础% CdZnTe 探测器的主要缺点是由于空穴迁移率寿命积过小,导致电荷收集不完全,全能峰左侧出现低能尾% CAPture 电极CdZnTe 探测器采用扩展 阴极降低阴极附近区域的电场强度,弱化空穴输运对电荷收集效率的影响,实现对低能尾的抑制%但由 于探测器内的电场不再均匀,电荷收集效率无法用Hecht 方程计算%本文根据Shockley-Ramo 原理建立了 CAPture 电极CdZnTe 探测器电荷收集效率计算公式,用有限元分析软件模拟了探测器内的电场 分布%进而用Geant4软件开展了蒙特卡罗仿真计算,确定了载流子迁移率寿命积,并取得了与实测结 果基本一致的脉冲幅度谱,为建立探测器的响应矩阵奠定了基础%关键词:CdZnTe 探测器;电荷收集效率;Geant4;探测器响应;低能尾中图分类号:TL84文献标志码:A文章编号:10006931(2021)06109807doi :10. 7538/yzk. 2020. youxian. 0475Simula&ingResponse&oGammaRayofCdZnTeDe&ec&orwith CAPture Electrode Using Geant4ZHOU Hongzhao 】,SONG Mingzhe 2" , LIU Haixia 1 , SUN Tao 1 , LI Jun 1 , HAO Liliang(1. State Key Laboratrry of NBC Protection for Civilian , Beijing 102205 , China ;2. China Institute of Atomic Energy , Beijing 102413 , China )Abs&rac&(AimingtoprovideabasisYorestablishingreYerenceradiationbeyondtheISO4037-1(1996standardandcalculatingtheconventionaltruevaluesoYspecialdosequanti-tiesoYtheradiation ield YluencespectrumoYX-rayisobtainedusingaCdZnTedetector with CAPture electrode. The main drawback oYthe CdZnTe detector is the low energy tail on the left side of the full energy peak due to insufficient charge collection caused by thesma l mobility-lifetime product. The CdZnTe detector with CAPture electrodereducestheelectricfieldstrengthinthevicinity ofthecathodethrough utilizingthe extendedcathodes which weakens the e f ect of hole transport on charge co l ection e f i-ciency and curbs the low energy tail. However thechargeco l ectione f iciencycannot收稿日期2020-07-10;修回日期2020-09-16"通信作者:宋明哲第6期 周红召等:使用Geant4模拟CAPture 电极CdZnTe 探测器对*射线的响应1099becalculatedusingthe Hechtequationastheelectricfieldinthedetectorisnolongeruniform. In this paper , the formula for calculating the charge collection efficiency of the CdZnTe detector with CAPture electrode was established based on the Shockley-Ramo principle , and the electric field strength in the detector was simulated with finiteelement analysis software. Furthermore , Monte Carlo simulation was carried out using Geant4. As a result , the mobility-lifetime product was determined , and the pulse heightspectra calculated by Geant4 are consistent with the measured results , laying the foun dation for establishing the response matrix of the detector.Key words : CdZnTe detector # charge collection efficiency # Geant4 # detector response #low energy tailX 射线注量谱可用于计算平均能量、半值 层和转换系数等参数3*,对于建立过滤X 射 线参考辐射场具有重要意义。
高速公路数字化应用场景

高速公路数字化应用场景高速公路数字化应用场景涵盖了许多领域,旨在提高道路运输的效率、安全性和服务水平。
以下是一些高速公路数字化应用场景的例子:1. 智能交通管理系统:利用传感器、相机和其他感知技术,建立智能交通管理系统。
这可以实时监测交通流量、道路状况和车辆行驶速度,帮助调整交通信号灯、车道管理和道路流量优化,提高道路通行效率。
2. ETC(电子不停车收费)系统:利用无感支付技术,使车辆能够在不停车的情况下通过收费站。
这有助于降低交通堵塞,提高交通流畅度,并简化收费流程。
3. 智能路牌和导航系统:利用数字化技术,提供实时的路况信息、导航建议和交通事件提醒。
这可以帮助驾驶者更好地规划行车路线,减少交通阻塞和事故发生的可能性。
4. 智能停车系统:利用传感器和无线通信技术,提供实时的停车位信息,帮助驾驶者快速找到可用的停车位,减少在寻找停车位上的时间和资源浪费。
5. 车辆远程监控和管理:通过车载传感器和通信技术,监测车辆的状态,包括燃油消耗、车速、发动机健康状况等。
这有助于提高车辆运营的效率和安全性。
6. 应急响应系统:利用数字化技术建立紧急响应系统,能够快速检测并响应事故、火灾、恶劣天气等紧急情况。
这有助于减少救援时间,提高事故处理效率。
7. 交通数据分析和预测:利用大数据分析技术,对交通数据进行深入分析,预测未来交通流量、拥堵情况和可能发生的事故。
这有助于制定更有效的交通管理策略。
8. 智能交通安全监控:利用摄像头和监控设备,实时监测道路上的交通情况,识别交通违规行为和事故,并及时采取措施,提高道路安全性。
这些数字化应用场景有助于高速公路运营更加智能化、高效化和安全化,提升整体道路交通体验。
的多道脉冲幅度分析系统硬件设计

基于DSP的多道脉冲幅度分析系统硬件设计 Hardware Design of DSP Based Multi-channel Pulse Altitude Analyzer程敬海 应启戛(上海理工大学医疗器械学院,上海 200093)摘 要介绍了一种以数字信号处理器(DSP)为核心的多道脉冲幅度分析器,它能够进行核信号的采集、处理以及传输,然后经过上位机的处理实现对射线能量和强度的分析。
DSP的采用保证了信号处理的实时性。
关键词 DSP MCA A/D转换D/A转换探测器高压Abstract A DSP based multi-channel pulse altitude analyzer is described. It can offer nuclear signal acquisition, process and transmission, then implement ray energy and intensity analysis through the host computer. The use of DSP can ensure its real time signal process.Keywords DSP MCA A/D conversion Detector High voltage0 引言多道脉冲幅度分析系统(MCA)是通用的核能谱数据获取和处理仪器,用途十分广泛。
目前,我国的多道系统主要通过单片机实现对核信号的数据采集、存储、能谱显示或传入上位机作进一步的分析。
因此,基于单片机控制的MCA需要大量的外设及接口电路进行数据的存储和传输,整个系统十分复杂。
现在,随着DSP技术的发展,其高性能的数据处理能力和内部存储器以及各种功能模块,使其在处理此类分析系统时,功能更加强大,而系统的组成却更加简单。
1 系统概述1.1 系统组成系统硬件框图如图1所示。
信号通过DSP的ADC模块转化成数字量,经过串行接口RS -232与计算机进行通信,实现数字的传输和上位机对系统参数的设定。
基于CPLD+ARM的多道脉冲幅度分析器设计

1 系统组成原理
本文设计 的多道脉冲幅度分析器主要由如
能谱采集系统 中。3 2位 C rx M R o e — 3A M嵌入 t
式微处理器具有高性能 、 低功耗的特性 , 并且提 供 了大量 的软件参考库 , 能有效降低软件编程
和调 试难 度 ; 一 代 C L 新 P D芯 片 具 有 逻 辑 资 源
第3 2卷
21 0 2年
第1 期
1 月
核电子学与探测技术
Nu la l cr n c c e r E e to i s& Dee t n T c n lg t ci e h oo y o
V0. 2 N . 13 o 1
Jn. 2 1 a 02
基于 C L P D+AR 的 多道 脉 冲 幅 度 分 析 器 设 计 M
来 自模拟处理前端的核脉冲信号经甄别 电 路进行过峰检测后送入峰值保 持电路 , 核脉 冲
收稿 日期 :0 1 1 0 2 1 —1 — 9
峰值信号 经其 展 宽后 送至 模数 转换 电路 , 由 CL P D芯 片控 制 A D转换 过 程 , 将 AD转 换 结 并
果 送 人 C L 内 的 FF 队 列 中 缓 存 , PD IO S M 2 13 E微处理器通过 1 T 3 F0 Z 6位并行总线 以 中断方式读取 A D转换结果 ,T 3 F0 Z S M 2 13 E对 量化后的核脉 冲数据进行分析处理 , 一个输 对 入核脉 冲峰值 分析完 以后 , P D控制逻辑恢 CL
9】
基金项 目: 中央高校基 本科 研业 务费 专项 资金 项 目 资助 ( 3 09 92 。 5 2 0 5 14) 作者 简介 : 曾卫华 (9 8一)男 , 17 . 江西上犹人 , 中国地 质 大学 ( 京 ) 北 地球 物理 与 信 息 技 术学 院讲 师 , 博 士, 从事 地球 物理新仪器 的研 究。
推进MRO数字化转型 打造民航智慧维修

推进MRO数字化转型打造民航智慧维修作者:郭晓雷来源:《航空维修与工程》2021年第11期随着中国民航运输业的快速发展,中国民航业无论从机队规模还是机型种类的多样性而言,都已跻身民航强国行列。
尤其是自2020年新冠疫情爆发以来,中国成为了全球民航运输业活跃度最高的区域。
2020年,中国南方航空在旅客运输量和旅客周转量两项指标上力压美国航空,跃居世界第一位。
与此同时,中国民航维修产业也在积极进行产业能力布局和生产效能提升。
据预测,未来10年(2021-2030),中国MRO产值的年均复合增长率为5%,总产值约为1276亿美元。
尽管长期来看,受益于国内旺盛的航空运输市场需求,国内民航维修产业将保持一个较好的增长态势。
然而,作为航空运输下游保障服务行业,民航维修业始终面临航空公司对降低维修成本,提升航班安全运行以及机队可靠性水平的更高要求。
这迫使以劳动密集型为产业特点的民航维修业不得不积极寻求通过技术创新、数字化转型突破产业发展的瓶颈。
对此,中国民航局在“十四五”规划中也指出要加强智慧民航建设,由传统要素驱动向更加注重创新驱动转变,要培育壮大数字民航新生态,大力发展民航数字经济。
与此同时,到2020年底我国数字经济规模已超过国内GDP总值的三分之一,数字经济高速发展的大环境为中国民航维修企业数字化转型带来了新机遇。
特别是近年来,以云计算、大数据、区块链、人工智能等数字技术的高速发展促进了我国数字化转型的发展,对我国实施供给侧改革,创新驱动发展战略具有重要作用和意义。
据中国民航局发布的《2020 年民航行业发展统计公报》,截至2020年,我国民航运输机队规模已达3903架。
自2010年8月25日至2020年底,运输航空连续安全飞行“120+4”个月,累计安全飞行8943万小时。
经过多年的发展,中国民航运输业已经积累了海量的飞行数据和飞机维修数据,从而使中国民航维修企业具有引领数字化转型战略的先决条件和特有基因。
数字化多要素超前地质 CT(TCT)技术在隧道超前地质预报中的应用

数字化多要素超前地质 CT(TCT)技术在隧道超前地质预报中的应用摘要:简捷、安全、高效、环保、长距离是隧道超前地质预报发展的必然趋势。
目前国内外地震波反射法隧道超前地质预报由于受到设备和方法理论的限制,存在测试准备工作繁琐、占用时间长、预报距离短、主动爆破存在较大安全隐患等问题。
为了提高超前地质预报的工作效率和准确性,刘家坪隧道采用了国内近期通过工程实践研发的一种用于隧道长距离三维超前地质预报的装置,该装置采用数字化多要素隧道超前地质CT技术,提高了地震波反射信号质量,是一种信噪比高、保真效果好、预报准确度高且简捷高效的隧道超前地质预报技术,是目前能够同时进行长距离(100~200m)三维超前探水和地质预报的唯一方法。
关键词:隧道;超前预报;CT技术;高效1数字化多要素隧道超前地质CT(TCT)技术原理数字化多要素隧道超前地质CT(TCT)技术是一种地震波反射法的创新技术,其技术原理是根据不同极化反射地震波特点,基于航空无线电三维定位工作原理建立的一种定向地震波三维探测新技术。
通过多个震源多次激发的地震波,其产生的反射波被多个三维检波器接收,从而得到探测前方锥形的地质信息数据,计算分析所采集反射波全波信息,可以得到前方围岩动应力场的应力降趋势,根据应力降趋势的分布规律,获得岩体多个要素的三维数据体。
依据该参数图像可以有效地识别岩层分离元素,通过处理得到的图像可以判别涌水、塌方和含水区域及破碎带等隧道前方危险状况,如图1所示。
图1 TCT探测原理示意图2数字化多要素隧道超前地质CT(TCT)仪器设备数字化多要素隧道超前地质CT系统组成主要为5大部分:主机1台、8个三分量速度型检波器,震源器、串联电缆和专用软件。
根据围岩的不同,其轴向预报距离一般为100~200m,径向预报范围一般为40~100m。
3观测数据及数据采集方法数字化多要素隧道超前地质CT技术装置工作时首先在隧道掌子面采用锤击法激发地震波并利用检波器进行数据采集,然后再利用三维地震数据采集仪分析处理数据,从而完成对隧道掌子面前方及周围地质变化情况的解译,具体步骤如下:步骤1:在隧道掌子面上垂直布设2排共计8个钻孔,钻孔孔径50mm,深度500mm,同一排的钻孔沿隧道中线对称设置,上下两排相邻的四个钻孔呈正方形布置;步骤2:每个钻孔中安装一个高灵敏度的三分量速度型检波器,8个检波器与钻孔孔壁密合,安装深度500mm;步骤3:在隧道掌子面设置两排人工震源点,每排5个,共计10个,每个检波器的左右两侧分别设置一个人工震源点,上下两排相邻的四个人工震源点呈正方形布置;步骤4:人工震源点安装震源垫板,震源垫板是由正方形钢板和钢板中心的金属插头组成,金属插头垂直插入人工震源点处的掌子面的围岩中,震源垫板的中心点与人工震源点重合;步骤5:将8个检波器通过电缆串联与三维地震数据采集仪相连接,将8磅铁锤与三维地震数据采集仪的激发起连接;步骤6:人工手持8磅铁锤击打震源垫板中心位置产生人工地震波,每个震源点击打8次;步骤7:三维地震数据采集仪采集记录由人工地震波传播而产生的反射波信号,得到三维地震反射波记录数据;步骤8:对三维地震反射信号进行处理,生成三维地震反射波特征图谱,分析图谱,解译隧道掌子面前方及周围地质变化情况,对隧道施工前方及周围地质情况进行准确超前预报。
银行数字化转型背景下,中小型银行破局之道分析
(上接 第 7 2 页)金融服务,并适应未来移动信息化的发展趋 势 。由过去固定银行网点的场所向信息平台方面发展,向应 用 终 端 方 面 发 展 ,构 建 全 场 景 化 新 型 金 融 生 态 圈 。通过应用 金融和服 务 模 式 ,致力于为小商家提供更周到的金融服务, 建 立 与 客 户 共 享 平 台 ,合 作 伙 伴 共 生 的 服 务 生 态 链 ,并将金 融服务纳入到整个银行业中,实 现 无 卡 的 金 融 ,以及搭建具 有开放性的金融系统。
购物的兴起,大量用户在互联网平台购物,这要求银行支付系 统有较高的拓展性,才能够满足大规模资金支付要求。
(二)新技术不断涌现 云 计 算 技 术 、物 联 网 技 术 、互 联 网 技 术 、大数据技术已
经 运 用 到 银 行 业 中 ,为 其 提 供 更 多 移 动 化 服 务 。云计算应用 能 够 降 低 技 术 使 用 门 槛 ,为 银 行 降 低 数 据 管 理 成 本 ,大数据 为 挖 掘 用 户 数 据 提 供 更 多 可 能 ,也 有 助 于 识 别 客 户 身 份 、生 物 识 别 ,将这些技术应用到银行管理系统中来,引入社交身 份 和 生 物 特 征 的 识 别 技 术 ,可 以 为 客 户 提 供 更 安 全 、高效的 金融服务。 三 、中 小 银 行 数 字化转型的对策
用和未经授权的访问。不 仅 如 此 ,为了管理数据访问权限, 有 必 要 加 强 用 户 管 理 ,实 时 监 控 用 户 ,并 定 期 对 用 户 进 行 技 术 培 训 ,以 避 免 不 必 要 的 操 作 错 误 。 四、结语
随 着 科 学 技 术 的 不 断 发 展 ,管 理 会 计 信 息 正 在 以 越 来 越 快 的 速 度 更 新 。随 着 互 联 网 已 成 为 每 一 种 通 信 中 必 不 可 少 的 方 式 ,公 司 的 管 理 会 计 信 息 系 统 的 优 化 已 经 开 始 。管理 会 计 的 信 息 化 不 仅 可 以 鼓 励 公 司 节 省 更 多 的 精 力 ,摆脱混 乱 的 账 目 ,减 少 财 务 人 员 的 工 作 R 并为公司的运营和管理 腾 出 更 多 的 时 间 还 有 助 于 提 升 善 公 司 的 绩 效 ,营造独特的 公 司 文 化 ,提 高 员 工 的 满 意 度 。
基于FPGA的数字化核脉冲幅度分析器
第2 8卷
20 08年
第6 期
1 1月
核电子学与探测技术
Nu la lcrnc cerE eto i s& D tcinTeh oo y eet c n lg o
V0 8 N0 6 L2 .
No . 2 0 v 0 8
基 于 F GA 的数 字 化 核 脉 冲 幅 度 分 析 器 P
脉冲波形信号 , 甄别 核脉冲 , 剔除堆积脉 冲, 抑
制基线漂移, 并对有用脉冲作数字滤波成形 , 最 后提取脉冲幅度值 , 合成脉冲幅度 分布谱 。为
实现这些信号处理功能 , 参照数字化谱仪计算 机仿真系统嘲设计 了如 图 l 所示的数字化核脉
冲 幅度 分 析 器 结 构 。来 自模 数 转 换 器 ( C) AD 的离 散 脉 冲信 号 经 高 速 缓 存 后 , 三 路 分 别进 分
收、 处理和显示软件 , 从而在计算机屏幕上可以 实 时监 视测 试 点 脉 冲 波 形 , 显 示 测 量得 到 的 并
脉冲幅度分布谱 。 在 E A工具软件 中对经仿 真验证 的设计 D
基于多相滤波的数字信道化接收理论及仿真
第一章 基于多相滤波的数字信道化接收理论及仿真1.1电子侦察背景下软件无线电接收机分析 ****************段名兴*********************文凤2.1.1 软件无线电中的数字接收机软件无线电中的数字接收机主要由三大部分组成,第一部分是对从天线接收下来的射频信号进行处理,第二部分是高速的模数转换(A/D ),最后是数字部分的信号处理单元(DSP ),如下图2-1。
图2-1 软件无线电数字接收机三大主要部分基于软件无线电的思想,应尽量简化射频端的处理,让A/D 转换尽可能地靠近天线去完成模拟信号的数字化,用尽可能多得软件去对数字信号进行处理,实现各种功能和指标。
故模数转换器(ADC )起着十分关键的作用,它在数字接收机中的工作位置不仅决定了射频前端的组成结构,也影响着后面数字信号处理的方式和指标要求,而目前比较成熟和可实行的方案是对中频信号进行A/D 变换,即射频前端把信号混频到中频,再A/D 变换后进行DSP 处理,DSP 处理单元中先对数字信号进行数字下变频(DDC ),再对下变频后的基带信号进行处理。
这种数字中频接收机常见的有单通道数字接收机和并行多通道数字接收机。
所谓单通道软件无线电接收机是指接收机在同一时刻只能对所选择的一个中心频点上的信号进行解调分析。
其结构框图如下:H(w)为抽FIR 滤波器级联实现。
I(m)和Q(m)分别称为信号的同相分量和正交分量,对信号进行接收解调的目的实际上就是提取这两个分量,由这两个量提取出原始信号的瞬时频率、瞬时相位和瞬时幅度。
从图可知,A/D 转换后的数字信号,在进行数字下变频时,数字混频中0cos()w n 和0sin()w n 这两个信号可看作本振信号,其决定了中心频率为0w 的待处理信号下变频到基带进行处理。
这说明了单通道软件无线电数字接收机的一个重要缺点:不能同时接收多个频点的信号,而这在电子侦察系统中是十分不利的,截获概率低。
数字化监理技术在道路改造工程中的应用
数字化监理技术在道路改造工程中的应用第一部分数字化监理技术概述 (2)第二部分数字化监理技术在道路改造工程中的应用价值 (4)第三部分数字化监理技术在道路改造工程中的应用现状 (8)第四部分数字化监理技术在道路改造工程中的应用优势 (11)第五部分数字化监理技术在道路改造工程中的应用难点 (14)第六部分数字化监理技术在道路改造工程中的应用对策 (17)第七部分数字化监理技术在道路改造工程中的应用前景 (20)第八部分数字化监理技术在道路改造工程中的应用案例 (22)第一部分数字化监理技术概述数字化监理技术概述数字化监理技术是指运用信息技术、物联网技术、云计算技术和移动互联网技术等手段,对道路改造工程的施工过程进行实时监控、数据采集、分析处理和可视化展现,实现工程监理的数字化、智能化和协同化,提高监理效率和管理水平。
数字化监理技术主要包括以下几个方面:1.施工现场数据采集与传输:利用传感设备、物联网技术和移动互联网技术,对施工现场的各种数据进行采集和传输,如工程进度、质量、安全、环境等信息,构建起一个全面的数据采集网络。
2.数据存储与管理:利用云计算技术,将采集到的施工现场数据存储在云端,并进行集中管理和处理,实现数据的共享和利用。
3.数据分析与处理:利用大数据分析技术,对采集到的施工现场数据进行分析处理,提取有价值的信息,为监理人员提供决策支持。
4.可视化展现:利用可视化技术,将分析处理后的数据以直观易懂的方式展示出来,方便监理人员及时掌握工程进展情况,发现问题并及时处理。
5.协同管理:利用移动互联网技术,实现监理人员、施工单位、业主单位等多方协同管理,提高沟通效率和管理水平。
数字化监理技术具有以下几个优势:1.提高监理效率:数字化监理技术可以实时采集和传输施工现场数据,及时发现问题并及时处理,提高监理效率。
2.提升监理质量:数字化监理技术可以对施工现场数据进行全面分析和处理,为监理人员提供决策支持,提升监理质量。
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数字化多道分析器的进展E dit by yaoyaoE mail:yaoyaodu_123@在核电子仪器中,多道分析器(MCA)算是一种比较复杂的仪器了,其电子元件数量不少于小型电子计算机,其逻辑设计必须适应获取随机信息的特点。
随着能谱测量分析的广泛应用,以及电子学计算机技术进步,能谱测量仪器分析用的多道分析器已成为现代常规能谱分析仪器的主流产品,所以多道分析器的数字化便成了核仪器发展中的必然趋势。
放射性探测器在探测放射性粒子时,产生电离信号,该信号可以携带着粒子的各种特征信息,如能量信息、时间信息、位置信息等等,这些信息是通过电子学系统和软件处理进行分析和分类提取的。
通常配置适用的核电子学仪器和系统需要使用人员了解所测量粒子的性质,选择适当的探测器、电子学仪器和软件分析方法。
一、多道分析器的原理多道分析器(MCA)是一种独特的测试仪器。
其相当于多个单道分析器,它把分析器的范围(5伏或10伏)按不同的测量需要平均分成512道、1024道、2048道等。
各道能同时测量,可测出介于各窄小道宽内的脉冲强度,既可在屏幕上同时显示各道的计数,也可由打印机打印出来,因此能便捷地测量能谱。
多道分析器(MCA)应用领域之广,包括电子信号分析,脉冲信号分析,核物理信号分析以及光谱分析,各种传感器的校正,配接成各种使用型分析仪器,而且是用于脉冲计数分析的关键测试仪器之一。
其主要工作原理是:输入信号经ADC,DSP处理后,由RS232,USB通讯接口与计算机联机,由计算机进行数据分析处理(运算,分析,显示,储存,打印,控制等)。
用于检测幅度分类中采集,存储和处理信息的各种设备。
具有如下功能:-接收传感器或信号源的信号;-脉冲高度信号的AD转换;-按照设置条件对脉冲高度的数据进行分类;-存储数据,并按按照预定的算法处理数据;-数据的输入和输出(如显示,打印,绘图,存储等)。
二、多道分析器的发展最早的多道分析器是用机械原理构成的,以后又出现了一些由电子线路组成的多道分析器,直至1950年首次以模-数变换器构成多道分析器之后,多道分析器才迅速发展起来,并成为核实验技术中必不可少的设备。
现代的多道分析器除了以单参量脉冲幅度分析方式获取脉冲幅度谱之外,一般还具有以其他多种方式获取实验数据的功能,如双参量脉冲幅度分析、慢变化电压的幅度分析式采样测量、慢变化电压的波形记录式采样测量、多定标器式数据获取、时间谱的测量等等。
这样,多道分析器就不仅用于核能谱的测量;在穆斯堡尔谱(见穆斯堡尔谱学)的测量、核反应堆的动态特性测量、生物电信号的分析等方面都有广泛的应用。
多道分析器一般由模-数变换器、数据存储器、显示器、控制器等几部分构成。
获取的谱数据可以在显示器上以数码或谱曲线的形式显示出来,也可以由快速打印机或描迹仪输出。
带有微处理机的多道分析器可以对获取的原始数据进行处理,输出实验的最终结果。
多道分析器的技术指标有:道数、道宽、道宽的误差、道宽的稳定度、分析零点的误差、分析零点的稳定性、微分直线性、积分直线性、死时间和可测的最大脉冲计数率等等。
三、数字化多道分析器多道分析器可以分为模拟和数字两类,模拟多道谱仪中的放大成形、采用保持、模数变换、基线恢复等等模拟电子线路的功能,在数字信号处理技术(DSP)多道分析器中均为数字信号处理所实现,从而导致在性能上,DSP多道分析器有很大的进步,如:具有极佳的计数率和分辨率性能,在高计数率时,能量分辨率依然很稳定具有极高的计数通过率(throughput),在测量中,也就是极大提高系统测量效率100kcps是不难实现的具有更宽的动态测量范围,不必对不同计数率测量更换或调整测量仪器具有自动弹道亏损校正功能,而不增加信号处理时间或死时间具有极佳的温度稳定性,温度影响比模拟系统改善50%集成一体化设计使安装极为方便快捷计算机可100%的控制DSP多道分析器,进一步地改善系统安全性、数据质量保障、测量。
四、数字化多道分析器的产品介绍在科学技术如此发达,商业竞争亦十分激烈的今天,数字化多道分析器行业也不能例外。
它的产品形式之多,功能之齐全,技术之先进,都是足以另大多数人瞠目的!下面,我来介绍一些当今社会上比较典型的几种数字化多道分析器。
(一)堪培拉系列那么,就像介绍笔记本要首推IBM一样,首先,我将给大家介绍一下堪培拉。
堪培拉欧洲系统测量公司是当今世界上最先进的多道分析器的生产厂家之一,提供整套多道分析器分析功能所需,堪培拉公司以其先进的技术拥有各种类型的多道分析器,供用户选择使用,包括实验室网络用的DSA-2000,实验室谱仪独立使用的DSA-1000和ASA-100,适于野外便携使用的Inspector-2000,等等。
1、DSA-1000DSP桌面多道分析器基于先进数字信号处理技术、功能齐全的一体化多道分析器适于与单台计算机配套使用,无需联网使用,包括高压和多道分析器,杰出的计数率特性和温度稳定性,可与所有现有类型探测器相联接使用,实现能谱测量,与计算机采用串行通讯(USB或RS-232C),通过Genie2000软件进行高质量获取和分析,多项参数组合设置,可精确配合探测器特性和测量要求。
2、DSA-2000DSP桌面多道分析器完全一体化、高性能的数字化多道分析器,可直接连接样品换样器的信号,16K道谱存储器和转换增益,通过10Base2或AUI直接接入以太网或其它计算机网络,适于使用所有类型g射线探测器和大多数类型x射线探测器应用,包括数字信号处理器(DSP)、高压电源、数字稳谱、MCA内存和以太网接口,脉冲幅度分析和多路定标功能;多定标测量方式(MCS)可用于测量时变辐射场,MCS 方式与脉冲幅度分析(PHA)方式可同时或分开运行,外部“起动”和“停止”触发输入可从外部对采集进行控制。
3、InSpector2000DSP便携式多道分析器InSpector2000DSP便携式多道分析器体积超小、超轻包装,支持PHA和MCS模式,10小时HPGe电池寿命(12小时NaI),16k道转换增益/谱内存,内置的加电后诊断,提供数字示波器帮助设置,广泛范围的处理时间设置,允许精确地满足探测器特性和应用需求,无与伦比的温度稳定性,以便在各种环境条件下作高质量的一致操作,基于数字信号处理(DSP)技术全功能手提MCA,适应广泛动态范围计数率,最小的谱分辨率损失,低系统死时间以减少计数时间和提高测量精度,支持快速USB和高度优化的RS-232主机接口。
(二)Target系列另外,我给大家介绍Target公司,德国的Target公司是当今世界上最先进的放射性能谱分析仪研发制造的公司之一,其生产的数字化多道分析仪的优越性能是好多其他公司无法望其项背的,它的数字化多道分析仪也是被运用最为广泛的。
1、多道分析插卡dMCA系列dMCA数字多道分析器是具有PCI技术的能谱分析PC插卡。
它利用DSP数字信号处理技术,可用一台PC机处理1到64个独立探测器的输入信号。
作为通用配置,dMCA系统包括可插入PC机的母板和可嵌入母板的各种子板,母板提供处于对立位置的PCI和EICA连接器,所有dMCA卡可根据要求装插夹层板以适应不同的输入类型。
可接受来自能谱的ADC转换器的数字输出信号,可接受来自探测器上前置放大器的的模拟输出信号。
所有dMCA卡不靠PC可以独立自给地工作。
使用dMCA卡的local DSP可保证连续获取数据。
如果PC主机掉电,所有dMCA卡的参数和最近的谱图将保存在电池供电的存储器中,不会丢失数据。
dMCA卡有短小型和扩展型。
短小型是dMCA 4型,半长卡,有两个独立的多道分析器,适合两个多参数输入。
扩展型是dMCA8型,占据整个PC插槽,它可以配置四个独立多道分析器,适合四个多参数输入。
不同的dMCA板通过一个独立的ESSI(增强串联)总线连结以同步获取数据。
数字化多道分析器可以是直接安装在计算机上的插卡dMCA-pro,也可以是独立外置的便携式多道分析器picoSEPC,两者任选其一。
2、dMCA-Pro数字化多道分析插卡dMCA-Pro数字化多道分析插卡是具有PCI技术的高性能能谱PC插卡,它利用DSP数字信号处理技术,适用于HPGe检测器,所有dMCA卡不靠PC机可以独立自给地工作,使用dMCA卡的local DSP可保证连续获取数据,如果PC主机掉电,所有dMCA卡的参数和最近的谱图将保存在电池供电的存储器中,不会丢失数据。
dMCA-Pro(PCI)数字化多道分析插卡内置有放大器、ADC、提供给探测器和前置放大器的高压供给。
可以与多种类型的探测器配套使用,如高纯锗探测器、X 射线探测器、SiLi、CZT和闪烁体探测器。
有联网功能、多道输入、设置有数字示波镜模式、反卷积窗、前置放大器能量供给、高压供给、高压抑制等特征。
3、picoSEPC便携式多道分析器数字信号处理技术(DSP)的便携式能谱系统,应用于实验室、现场测量、研究院校、工业、医学人体计数器、核电站。
可以与多种类型的探测器配套使用,如高纯锗探测器、X射线探测器、SiLi、CZT和闪烁体探测器。
有网络功能、示波器显示方式调定、反卷积窗、前置放大器电源、高压电源、高压抑制、轻巧设计、电池使用时间10小时等特点。
与dMCA pro相比,picoSEPC便携式多道分析器除以下几个参数不同外,其他参数与dMCA pro相同:◇RS232/USB接口◇尺寸178×168×29mm◇重量 1.1Kg◇Sony NP-F555/F950或相当的Li电池◇环境温度从-10℃至+50℃4、多道分析器scintiSPECscintiSPEC是完整的多道分析器,无需同样功能的PC插卡。
直接安装在与探测器一体的光电倍增管的插座上,免去了高压电缆和信号电缆。
带USB接口(用于能谱分析和计数)、前置放大器。
具有网络连接功能、多输入应用、高压、网络服务器、单道分析模式(可选)、计数器模式(可选)等优点。
无需NIM。
scintiSPEC是一款高性能的,数字型的,gamma能谱仪,还包含一个14针的管套。
它提供高压,数字型号处理和多道功能。
电源,连接和控制都是通过以太网的RJ-45口来实现。
通过以太断口来供电的新型供电方式,相比较USB连接,提供了更好的速度,适应性和传导率。
scintiSPEC还提供了实时测量,有效时间测量,多种预设和复杂的能谱存储。
它包含了能谱内存,以及由电池供电的IP时间协议同步的实时时钟。
-------德国ICx Technologies公司(三)其他系列1、MCA-3系列多道分析器MCA一般来说包含模-数转换(ADC)、存储器(Memory)和显示器(Display)三个部分。
一般来说常见的都将三者结合起来,比如Ortec的PCI卡,以及FAST ComTec的MCA-3系列都是如此。