一種鉀鈾釷能譜測量裝置的製作方法

2023-06-11 21:12:36

專利名稱：一種鉀鈾釷能譜測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種天然放射性元素的能譜測量裝置，特別是涉及一種用於找礦的鉀、鈾、釷能譜測量裝置。
鉀、鈾、釷能譜測量儀器基於對其特徵γ譜線1.47Mev、1.76Mev、2.62Mev的測量，用來確定其含量，用於尋找地面異常，達到找礦的目的。該儀器分室內、野外二種類型。對野外儀器要求要輕便、可靠、省電。不論室內、室外應用都要求儀器穩定可靠、使用方便、自動化程度高。
該類儀器又稱三道譜儀，如果欲測總道又稱四道譜儀。80年代其代表產品是加拿大Scintrex公司生產的GAD-6型GAMMA-RAY Spectro-meter。90年代國內代表產品是核工業上海電子儀器廠生產的FD-3022四道譜儀。它們均為野外用能譜儀，分別用R28乾電池供電，探測器為NaI(T1)晶體，前者為方晶體，規格3英寸，後者為φ75×75mm，前者只能輸出計數率，後者由於採用單片機技術可以由數字屏顯示含量或計數率。它們的結構組成都是相同的，分別由探測器與操作臺二部分組成。探頭包括晶體、光電倍增管、高壓與跟隨器組成，輸出光電信號送至操作臺。操作臺由放大器、甄別器、計數器組成測量電路單元，為定時測量尚有定時器控制單元，為保證測量穩定尚有自穩電路單元。
FD-3022四道譜儀應用了計算機技術，能夠顯示含量，但其功能較少，尚不能存儲數據，儀器也比較重。
本實用新型的目的在於提供一種體積小、重量輕、數據處理能力強的高性能可攜式能譜測量裝置，該裝置具有屏幕顯示功能，寄存、記憶功能，繪圖功能和自檢、校驗判錯功能。
本實用新型的鉀、鈾、釷能譜測量裝置，由探頭和操作臺組成。探頭包括閃爍晶體、光電倍增管、高壓電源和跟隨器。操作臺包括放大器、甄別器、計數器、定時控制單元、保證測量穩定的自動穩峰電路單元、自檢測量單元和個人微機。探頭中的閃爍晶體為鍺酸鋇(BGO)晶體。採用Ni-Cr充電電池作為操作臺的供電電源。使用顯示屏幕寬、列印輸出圖幅大、外部錄存與列印結構緊湊的高性能個人微機，由專用二進位接口電路連接，可實現數據自動採集，自動存儲，大屏幕顯示含量，計數及剖面曲線。
本實用新型由PB-700個人微機支持，具有記憶功能，可自動記錄數據200個，數據磁帶存儲，室內資料處理。該能譜測量裝置為高性能小巧可攜式譜儀，具有下述多種功能(1)現場屏幕顯示功能。可實現測量點上的鉀、鈾、釷含量顯示，計數相對比例高度的剖面曲線，圖示直觀，易於發現異常位置。具有豐富的屏幕提示、菜單選擇與音響，便於操作。(2)寄存、記憶功能。利用個人微機套件FA-10磁帶機，可將數據存入通用磁帶永久保存。(3)繪圖功能。儀器備有FA-10繪圖印表機，紙寬為11.4cm。備有繪圖軟體，可繪製計數、含量及K/U，K/Th，K/Th＋U各比值剖面圖。(4)自檢、校驗判錯功能。該能譜測量裝置整機重量減輕約1.2公斤，提高功效約3倍，深受野外工作者的歡迎。
本實用新型有下列附圖

圖1. 探頭示意圖圖2. 操作臺示意圖圖3. 專用二進位接口電路圖4. 標定程序流程圖圖5. 測量及數據處理程序流程圖現結合附圖和實施例對本實用新型作詳細的描述。
圖1為探頭的示意圖。探頭由鍺酸鋇(BGO)晶體1、GDB-44光電倍增管2、高壓電源3和裝在探頭把手4中的電池組成，通過電纜與操作臺連接。一般的能譜儀探頭都是用φ75×75mm的NaI(T1)晶體，體積大，又重。BGO晶體在高能部分靈敏度高於NaI(T1)晶體，由BGO組成的探測器比同體積的NaI(T1)晶體要高3-5倍。選用φ50×50mmBGO晶體，使探頭的體積和重量均為減小。探頭中尚配備CS自穩源。
圖2為操作臺示意圖。操作臺由一個175×140×110mm的箱體組成。面板的上方為PB-700個人微機5。整機電路印刷板7裝在箱體的上部，放大器、甄別器、計數器、定時控制單元、自動穩峰電路、自檢測量單元、運算顯示電路及專用二進位接口電路等皆裝在該電路印刷板7上。Ni-Cr充電電池6裝在箱體的下部。為省電和減輕重量，在電路器件的選擇上全部採用CMOS，整機靜態耗電低，約15mA左右。
圖3為專用二進位接口電路原理圖。專用二進位接口電路由三個電子開關，四個倒向器和三個與非門組成。電子開關K0、倒向器、與非門、倒向器串接成傳送「0」信息電路；電子開關K1、倒向器、與非門串接成傳送「1」信息電路；電子開關Kin、倒向器、與非門串接成傳送「回車」信息電路。傳送「0」信息電路中的與非門與傳送「1」信息電路的與非門連接，傳送「1」信息電路的與非門通過一隻二極體與傳送「回車」信息電路的與非門連接，三個電子開關與個人微機總線相連。其工作原理如下當Q＝0時，控制信號a＝1時，b＝0，則K0(C544)開關打開，則0顯示。當Q＝1時，控制信號a＝1時，b＝0，則K1(C544)開關打開，則1顯示。當a＝0時，K0，K1不動作。當b＝1時，Kin動作，打入數據。
在野外工作，自動記錄數據十分重要。我們選用PB-700個人微機，因為它價格便宜且具有下述特點顯示屏幕寬，可平行顯示四行，有利於程序菜單提示，圖形顯示等；列印輸出圖幅寬；外部錄存與列印結構緊湊，形成一體便於攜帶。
本實用新型的能譜測量裝置的主要技術指標(1)探頭BGO晶體，φ50×50mm光電倍增管GDB-44，φ70×280mm(2)自穩源Cs137(3)測量範圍鈾、釷，從本底～2％，鉀，從本底～100％。
(4)工作溫度0℃～40℃，(5)讀數重複性誤差＜±10％，(6)儀器八小時穩定性＜±10％本實用新型的能譜測量裝置，具有如下程序標定程序、測量程序、數據處理及作圖程序。上述程序已錄製在磁帶上，使用LOAD指令就可將程序寫入計算機。標定程序流程圖見圖4，測量及數據處理程序流程圖見圖5。
權利要求1，一種鉀鈾釷能譜測量裝置，由探頭和操作臺兩大部分組成，探頭包括閃爍晶體(1)、光電倍增管(2)、高壓電源(3)和跟隨器，操作臺包括放大器、甄別器、計數器、定時器控制單元，保證測量穩定的自動穩峰電路單元、自檢測量單元和個人微機(7)，其特徵在於探頭中的閃爍晶體為鍺酸鋇(8GO)晶體(1)，採用Ni-Cr充電電池(6)作為操作臺供電電源，個人微機為顯示屏幕寬、列印輸出圖幅大的、高性能個人微機(7)，個人微機(7)經專用二進位接口電路與計數器連接，專用二進位接口電路由三個電子開關、四個倒向器和三個與非門組成，電子開關(K0)、倒向器、與非門、倒向器串接成傳送「0」信息電路，電子開關(K1)、倒向器、與非門串接成傳送「1」信息電路，電子開關(K1n)、倒向器、與非門串接成傳送「回車」信息電路，傳送「0」信息電路的與非門與傳送「1」信息電路的與非門連接，傳送「1」信息的與非門經一隻極二管與傳送「回車」信息的與非門連接，三個電子開關與個人微機總線連接。
2，按照權利要求1所述的能譜測量裝，其特徵在於高性能個人微機7為PB-700個人微機。
3，按照權利要求1或2所述的能譜測量裝置，其特徵在於操作臺尺寸為175×140×110mm。
專利摘要一種鉀鈾釷能譜測量裝置，由探頭和操作臺兩大部分組成。探頭中的晶體採用BGO晶體，PB-700個人微機組成顯示和數據處理系統。整機由鎳鉻充電電池供電。專用二進位接口電路與微機相連，實現了數據自動採集、自動存儲、自動運算和自動成圖。整機重量減輕約1.2公斤，提高功效約3倍。該裝置用於找鉀、鈾、釷礦，也可用於間接找金礦。
文檔編號G01N23/00GK2217799SQ9322295
公開日1996年1月17日 申請日期1993年9月1日 優先權日1993年9月1日
發明者湯三星, 潘克玉, 徐仁新 申請人:核工業北京地質研究院