核脈衝信號採集、存儲、回放裝置製造方法
2024-02-13 11:47:15 1
核脈衝信號採集、存儲、回放裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種核脈衝信號採集、存儲、回放裝置，其特徵在於：該裝置包括探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、可編程邏輯器件、非易失性存儲器和數模轉換模塊；所述探測器和前置放大模塊和主放大電路連接，所述主放大電路與高速ADC模塊相連接，所述高速ADC模塊與可編程邏輯器件相連接，所述可編程邏輯器件分別於非易失性存儲器和數模轉換模塊相連接。本實用新型的優點在於：方便現場操作和維護；同時與非易失性存儲器和數模轉換模塊進行一體化設計；方便對實現原始核信號的存儲和回放；在技術指標上，高速ADC模塊採集率＞20MHz，數據存儲深度＞2KByte，數模轉換模塊相應時間＜10μs。
【專利說明】核脈衝信號採集、存儲、回放裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及核儀器儀表，尤其是一種核脈衝信號採集、存儲、回放裝置。
【背景技術】
[0002]核技術是現代科學技術的重要組成部分，是當代最主要的尖端技術之一，也是社會現代化的標誌之一。自1896年天然放射性被發現以來，隨著人工放射性的發現、原子核模型的建立、加速器和原子反應堆成功運轉以及第一顆原子彈的試爆成功，核技術已經對世界政治、經濟產生了人們預料不到的巨大的影響。國內核技術的發展首先開始於上世紀50年代中期的國防軍工領域，而後核技術研究逐漸滲透到科學研究、醫學、農業、工業等各個領域。目前，世界上有近100個國家開展了核技術有關的研究、開發和利用。經過一百多年的發展，核技術產業取得了日益明顯的經濟效益。2010年統計數據顯示，全球核技術產業的年產值已經超過8，000億美元。
[0003]隨著核技術的發展，核儀器儀表的研究也一直受到人們廣泛的關注。在核儀器儀表研究過程中，硬體系統的研製是必不可少的。研製硬體系統通常包括設計、製作、測試和優化等4個步驟。其中，測試步驟主要是驗證系統設計的正確性，並發現設計和製作中存在不足，同時也為後續系統的完善優化提出思路。通常測試步驟包括2個方面:(1)採用標準信號(指數衰減信號)進行系統測試；(2)採用實際信號(原始核信號)進行系統測試。考慮到研製核儀器儀表解決實際工程問題的實用性要求，實際信號測試結果的正確性顯得更為突出。目前傳統做法中，實際信號常由放射性核素(例如137Cs，55Fe，241Am等)直接產生。而使用放射性核素產生核信號存在資質許可和安全管理等2方面的限制。即使具備放射性核素資質許可的生產單位和高校院所，放射性核素的日常存、借、還等管理制度方面也是相當繁瑣的。另外，使用放射性核素測試核儀器儀表的硬體系統對操作人員自身健康也是存在不小的危害。鑑於國內核儀器儀表產業巨大的市場潛力和良好的應用前景，研製一種安全可靠、使用方便的核信號採集、存儲、回放裝置顯得非常迫切。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在於提供一種核脈衝信號採集、存儲、回放裝置，該裝置針對目前核儀器儀表研究領域中硬體系統測試的應用要求，將探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、非易失性存儲器、數模轉換模塊和可編程邏輯器件採用一體化設計，構成一個可完成核脈衝信號採集、存儲、回放的綜合系統，具有結構簡單、價格低廉、使用安全、操作方便等優點。
[0005]本實用新型的技術方案為:一種核脈衝信號採集、存儲、回放裝置，該裝置包括探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、可編程邏輯器件、非易失性存儲器和數模轉換模塊；所述探測器和前置放大模塊收集放射性核素衰變的輻射粒子轉換為電脈衝信號；所述探測器和前置放大模塊和主放大電路連接；所述主放大電路對探測器和前置放大模塊輸出的信號進行放大；所述主放大電路與高速ADC模塊相連接；所述高速ADC模塊將主放大電路輸出信號進行模數轉換；所述高速ADC模塊與可編程邏輯器件相連接；所述可編程邏輯器件完成對高速ADC模塊的接口控制；所述可編程邏輯器件分別於非易失性存儲器和數模轉換模塊相連接；所述非易失性存儲器用於存儲高速ADC模塊的轉換結果；所述數模轉換模塊用於回放實際核脈衝信號。採用3種類型的探測器和前置放大模塊分別採集
a、r廣z攀3種類型輻射粒子。採用非易失性存儲器存儲數位化後的實際核脈衝信號。採用數模轉換模塊回放實際核脈衝信號。
[0006]本實用新型的優點在於:在結構設計上，採用一體化設計方案，方便現場操作和維護；在系統設計上，採用高速ADC模塊採集數據，同時與非易失性存儲器和數模轉換模塊進行一體化設計；在功能設計上，完成原始核信號實時採集的同時，把非易失性存儲和信號回放功能集成到系統中，方便對實現原始核信號的存儲和回放；在技術指標上，高速ADC模塊採集率> 20MHz，數據存儲深度> 2KByte，數模轉換模塊相應時間< 10 μ S。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型核脈衝信號採集、存儲、回放裝置連接原理圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述:
[0009]如圖中所示，一種核脈衝信號採集、存儲、回放裝置，包括探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、可編程邏輯器件、非易失性存儲器和數模轉換模塊。所述探測器和前置放大模塊收集放射性核素衰變的輻射粒子轉換為電脈衝信號；所述探測器和前置放大模塊和主放大電路連接；所述主放大電路對探測器和前置放大模塊輸出的信號進行放大；所述主放大電路與高速ADC模塊相連接；所述高速ADC模塊將主放大電路輸出信號進行模數轉換；所述高速ADC模塊與可編程邏輯器件相連接；所述可編程邏輯器件完成對高速ADC模塊的接口控制；所述可編程邏輯器件分別於非易失性存儲器和數模轉換模塊相連接；所述非易失性存儲器用於存儲高速ADC模塊的轉換結果；所述數模轉換模塊用於回放實際核脈衝信號。
[0010]裝置的使用分為2個步驟。第一步，先將常用放射性核素(例如137Cs, 55Fe, 241Am等)的原始信號採集、存儲至非易失性存儲器內。首先，放射性核素衰變的輻射粒子被探測器和前置放大模塊獲得，並轉換為電脈衝信號；其次，探測器和前置放大模塊輸出的電脈衝信號由主放大電路進行幅度放大，達到後續電路處理的要求；接著，放大後的電脈衝信號被高速ADC模塊轉換為數位訊號；最後，該數位訊號保存到非易失性存儲器當中。第二步，將非易失性存儲器中存儲的原始信號直接回放，還原出原始信號。由可編程邏輯器件直接控制非易失性存儲器輸出數位訊號和數模轉換模塊啟動轉換。如果需要更新或添加放射性核素的原始信號按照第一步執行。
[0011]雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是本領域普通技術人員在所附權利要求的範圍內不需要創作性勞動就能做出的各種變形或修改仍屬本專利的保護範圍。
【權利要求】
1.一種核脈衝信號採集、存儲、回放裝置，其特徵在於:該裝置包括探測器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、可編程邏輯器件、非易失性存儲器和數模轉換模塊；所述探測器和前置放大模塊和主放大電路連接，所述主放大電路與高速ADC模塊相連接，所述高速ADC模塊與可編程邏輯器件相連接，所述可編程邏輯器件分別於非易失性存儲器和數模轉換模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的核脈衝信號採集、存儲、回放裝置，其特徵在於:採用3種類型的探測器和前置放大模塊分別採集輻射粒子。
【文檔編號】G05B19/042GK203825414SQ201420179144
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月15日 優先權日:2014年4月15日
【發明者】周偉, 王仁波, 湯彬, 周建斌, 張雄傑, 瞿金輝, 李揚紅 申請人:東華理工大學