基于ARM核的核信号数据采集卡软硬件设计

介绍了一种以ARM7微处理器核为代表的新型核信号数据采集卡。采集卡采用嵌入式处理器LPC2148作为数据处理核心,系统电路采用LTC1605进行模数转换,硬件电路扣除死时间。软件基于周立功公司提供的软件平台,编程采用C语言实现多任务连接。该采集卡具有可靠性好、功耗低、集成程度高、分析精度和现场数据处理能力强等特点,可适配α、β、γ、X等探测器,组成多用途、便携式能谱测量仪器。     

用VHDL实现基于新型扭环形计数器的16倍分频器

在数字逻辑电路的设计中,计数器和分频器都是常用的基本电路。通常利用分频器对某个给定的高频率信号进行分频,得到设计者所需要的低频信号。分频器的设计中利用不同模的计数器来达到不同倍的分频。文中介绍一种新型扭环形计数器,n位输入信号通过该计数器后可得到个计数,利用率超过以往普通的扭环形计数器。然后基于此计数器,通过VHDL硬件描述语言,在QuartusⅡ平台下运用Altera公司Cyclone系列的FPGA芯片实现计数器和分频器的综合与波形仿真,验证此设计的正确性。     

轻便型宇宙中子测量仪的研制

详细论述了轻便型宇宙中子测量仪及测量装置的研制。初步进行了宇宙中子流的测量。结果表明，在不同的气象条件下，宇宙中子流呈现有规律的变化。对宇宙中子信息在工程地质、大气环境、自然灾害等方面的应用作了初步探讨。     

航空γ能谱仪无源效率刻度方法研究

因人工放射性核素的航空γ能谱仪实物刻度模型匮乏,导致难以依据航空γ能谱准确反演地面人工放射性核素的含量。本文基于窄束γ射线指数衰变规律与微积分的思想建立了任意形状的γ辐射源上空航空γ能谱仪无源效率刻度的数值计算模型。通过低空探测实验、高空变化趋势分析、5-100 m高空探测实验证明该模型适用于任意位置点源航空γ能谱仪全能峰探测效率数值计算。同时计算发现在低空探测时不同γ辐射的面源与体源的航空γ能谱仪全能峰探测效率与MCNP5模拟值的相对偏差在±1.5%以内,且含1 460.83 ke V或2 614.533 ke Vγ射线的无限大体源90-150 m探测高空计算结果与石家庄动态带上的实验值相对偏差为8.33%-15.82%。上述实验充分证实该无源效率刻度计算模型适用于航空γ能谱探测实践,为利用航空γ能谱仪寻找丢失放射源及核事故应急监测提供技术支持。     

车载γ能谱仪数据实时传输系统设计

传统γ能谱仪采用小体积探测器和串口传输数据,不能满足车载谱仪大体积多探测器快速巡测的大数据量传输的要求,且存在多探测器时间协同问题。论文采用两个4 L大体积Na I(Tl)闪烁体晶体提高探测速率,使用GPS秒脉冲时钟同步独立数字多道进行谱线测量,谱线数据通过CAN总线传输到能谱仪主机并与GPS信息进行打包,再通过无线Wi-Fi高速传输到电脑进行谱线和核素分析,从而保证了时间精度和传输速度的要求,最后将分析结果传输到远程服务器用于实时评估环境辐射情况。     

大体积NaI(Tl)数字式车载γ能谱仪的研制

车载γ能谱仪主要应用于区域放射性核素活度测量、放射源搜索及核污染检测,而数字化技术是提高车载γ能谱仪灵敏度与快速响应的有效方法。本文研制了可支持1～5个4 L大体积NaI(Tl)的数字式车载γ能谱仪系统。该系统采用数字核脉冲处理技术独立获取多个NaI（Tl）晶体的能谱,并通过无线WiFi、快速以太网、RS232等3种方式发送谱线数据给军用计算机。本系统在计算机上实现了实时核素识别、数字成图、色差能谱显示、ROI监控、数据回放等功能。结果表明,本系统采用数字技术后提升了车载γ能谱仪的能量分辨率、低能射线识别度和能量线性度,且具备更加稳定精确的数字稳谱效果。该系统不仅可用于放射性资源勘查,也可用于快速核应急、核污染检测、放射源搜索等。     

基于随机抽样的核脉冲信号发生器的研究

本文设计了一种基于FPGA的任意核能谱脉冲信号发生器。该脉冲信号发生器以32位随机数发生器为基础,通过对参考谱线在幅度上的抽样,使输出脉冲信号在幅度上满足参考谱线的概率密度分布函数。系统对脉冲出现的时间进行1 024区间分割,并计算得到不同分割区间内脉冲信号出现的概率及该时间间隔的平均时间,采用随机抽样使输出脉冲信号在时间上满足指数分布规律。实际测试结果表明:该信号发生器输出脉冲在计数率上满足泊松分布,在幅度上满足参考谱线的概率密度分布函数;系统噪声低于2.86mV;输出脉冲计数率可调,满足核脉冲信号的规律。     

基于LM3S615的数字式LCR测量仪

该数字式LCR测量仪以CortexTM-M3内核的LM3S615控制器为核心,采用自由轴法测量原理,实现了对电阻、电容、电感、Q值和D值的宽范围测量.仪器的信号源与基准相位发生器使用同一频率产生,增加了信号的稳定性,提高了鉴相的精确度;采用双积分A/D转换器,加强了测量的准确性.仪器基本精度达到了0.5％,还具有量程自动转换、自校准、串联等效和并联等效模式等功能.     

单轴压力下花岗岩氡析出量的探究

对不同的单轴压力下花岗岩氡析出量的影响进行实验探究,得到单轴压力值与花岗岩试样析出氡之间的关系,以此建立地质体处于孕震压密阶段时,氡析出量变化的实验模型。利用岩石三轴蠕(徐)变试验机对花岗岩试样进行单轴加压,在不同的单轴压力下采用CR-39固体径迹探测器对试样氡析出量进行累计测量。当试样初始压密与弹性变形阶段时,氡析出量随压力的增大而降低。为地震前氡的负异常情况提供了一定的实验参考依据,对利用氡气异常预测地震提供一定的参考价值。     

气球法测氡装置探测效率的探究

探测效率是气球法测氡装置的重要技术指标之一,它的大小直接影响测氡装置测量结果的准确性。本文探究气球测氡装置的探测效率的方法,基于成都理工大学研制的一款新型气球法测氡仪—IED-3000F气球测氡仪,结合其测氡的原理,推导了气球法测氡装置探测效率的表达式。通过南华大学氡实验室刻度常数的实验结果,计算了该装置探测效率的理论值,并与的实测值进行了对比。结果表明,在误差范围内,由这种方法计算气球法测氡装置的探测效率具有可行性。