混合模式低噪声3 kV高压直流电源设计

高压直流电源是电离室等核辐射探测器的关键部件。针对需要3 kV左右高压的电离室,本文研制了0～3 kV连续可调的低噪声、高效率、小体积及高稳定性的高压直流电源。该高压直流电源系统采用线性与开关混合模式设计,兼顾了转换效率与低噪声。核心部分升压转换部分采用线性罗耶谐振电路与高频变压器实现,保证足够低的高压电源输出纹波。罗耶谐振电路的供电电源则由边沿时间控制型超低噪声开关稳压器LT1534提供,从而实现了混合模式高压直流电源的设计。高压直流电源输出部分采用二阶RC滤波电路进一步降低了输出电压的纹波。实测输出电压范围为0～3 kV,静态功耗为0.4 W,3 kV输出时纹波为16.55 mV,由此可知该电源可用于低噪声的核辐射探测器供电场合。     

基于SPCE061A的语音控制智能小车设计

阐述了一种语音控制智能小车的研制过程;小车能根据经训练的语音命令自行控制其行驶状态,系统采用SPCE061A单片机作为检测和控制核心,实现语音信号的采集、处理和识别,采用了双电机驱动小车的行进和转弯,利用红外光电传感器检测障碍物,实现自动避障,通过对小车的"喊话"--语音命令,小车就进行相应的运动,并且同时播放相应的声音.     

EDXRF无标样分析未知样品含量的算法研究

针对未知样品能量色散X射线荧光分析(energy dispersive X-ray fluorescence analysis,EDXRFA)方法开展无标样分析,通过测量Ti、Fe、Ni、Cu、Zn、Sr、Sn、Pb单元素标样,得到Rh靶材原级谱中Kα峰的相干与非相干散射峰强度比值R,并建立R与对应单元素标样有效原子序数的关系,得到Zeff-R的拟合曲线。求解未知样品基体时,测量未知样,得到其R,将R代入Zeff-R拟合曲线得到未知样有效原子序数,再通过基本参数法迭代计算其质量衰减系数。利用Ti、Fe、Ni、Cu、Zn、Sr、Sn、Pb单元素标样刻度仪器获取Gi参数,求解未知样品基体时用于相应元素的基本参数迭代。为验证算法可靠性,采用本算法分析15个国家土壤标准样品,结果表明,Ti、Fe、Ni、Cu、Zn元素的计算含量与标准含量接近,部分低含量元素受到散射本底等因素影响,含量误差较大。结果表明,该方法能够用于现场能量色散X射线荧光分析。     

基于L4960的恒温控制系统的设计

介绍了基于单片开关式集成稳压器L4960和温度传感器AD590的一种恒温控制系统的设计和实现方法.该系统能够通过分压电位器随意地设定加热目标温度(范围从室温到100℃),完全由硬件电路实现对平台温度的实时测量与控制.实际测试表明,系统超调量小、上升时间快、控制方便、易于实现,控制精度可达到1℃.     

手提式X荧光分析仪在矿产普查中寻找伴生矿的应用研究

介绍了现场X射线荧光勘查技术的理论基础、仪器设备和运用X荧光分析仪寻找伴生矿的方法技术.运用手提式X荧光分析仪对新疆的两个地区进行勘探,并采用强度影响系数法和特散比影响系数法对分析中存在的基体效应进行了校正,结果发现了高含量的钴伴生矿和达到工业开采利用的伴生钒、钛矿.证明手提式X荧光分析仪在野外勘探中对寻找伴生矿具有重大意义.     

基于无线通信技术的便携式伽玛能谱仪的研制

介绍一种基于无线通信技术的野外便携式伽玛能谱仪,笔者针对野外测量工作中存在的诸多问题展开研究,提出了主机与探头分离式结构,研制了数字化伽玛能谱探头,开发了基于PDA的应用软件,采用蓝牙技术实现了探头与主机间的近距离无线通信.经测试数字化伽玛能谱探头工作电流小于180mA,无线传输距离可达10米,谱线处理速度和功能进一步增强.     

湖南省数字X射线摄影设备(DR)主要检查类型所致受检者剂量水平调查

为了解湖南省X射线摄影设备(DR)6种主要检查部位不同的投照方位所致受检者的剂量水平,采用典型抽样法,在省内选取967例受检者作为调查样本,对常用的几种投照类型所致受检者的剂量进行调查。结果表明,湖南省内X射线摄影设备(DR),在腰椎前后位投照(AP)、腰椎侧位投照(LAT)、骨盆前后位投照(AP)、髋关节前后位投照(AP)、胸部后前位投照(PA)、胸部侧位投照(LAT)、胸椎前后位投照(AP)、胸椎侧位投照(LAT)、头颅后前位投照(PA)、头颅侧位投照(LAT)等部位投照时,所致受检者剂量的典型值分别为3.9、5.7、2.5、3.8、0.3、0.7、1.3、3.0、 0.7和0.7 mGy。无自动曝光控制(AEC)时,DR在胸部PA、胸部LAT摄影时所致受检者的剂量的平均值分别为0.77 mGy和1.44 mGy,有AEC时,DR在胸部PA、胸部LAT摄影时所致受检者的剂量的平均值分别为0.27 mGy和0.56 mGy。湖南省X射线摄影设备(DR)6种主要检查部位不同的投照方位所致受检者的剂量低于GB 18871—2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》给出的典型成年受检者X射线摄影的剂量指导水平。在一定程度上, AEC能优化受检者在X射线摄影检查中受到的辐射剂量。     

基于阻容低通反馈的电荷灵敏前置放大器的设计

传统电荷灵敏前置放大器以高阻值电阻作为低频反馈端,高阻值电阻所引入的热噪声为前置放大器噪声的主要来源。本文以N沟道结型场效应晶体管和阻容(Resistor-Capacitance,RC)电路构成低通网络代替传统高阻值反馈电阻完成了新型电荷灵敏前置放大器的研制。该电路以结型场效应晶体管和集成运算放大器构成放大电路,具有高输入阻抗及大开环增益的优点;以小容值电容构成高通回路,为电路提供高频反馈回路,同时实现核脉冲电流的积分;以RC低通网络构成直流反馈回路,为电路提供一个稳定的直流工作点,同时构成电压分压器使N沟道结型场效应管工作在正向偏置状态,实现对反馈电容中的电荷进行连续放电。相比于传统阻容反馈式电荷灵敏放大器,该电路能够有效克服大阻值反馈电阻引入的噪声,尤其适用于Si-PIN等半导体探测器。将该电荷灵敏前置放大器与BPX66型Si-PIN探测器连接,在室温下对241Am源进行测量,其能量分辨率可达到3.03%@59.5 keV。     

改进辛普森-SNIP算法在航空γ仪器谱本底扣除中的应用

航空γ能谱测量中的本底计数主要是由于康普顿散射效应、γ射线在探测器灵敏体积内产生的小角度散射、电子噪声等干扰因素使能谱的能量区间的计数出现偏差。本底扣除是航空γ测量和解谱工作的重要任务之一。统计敏感的非线性迭代剥峰(Statistics-sensitive Nonlinear Iterative Peak-clipping,SNIP)算法具有简单而稳定的数学结构,自20世纪80年代起便被应用在γ仪器谱本底扣除中。但原始SNIP扣本底算法易受到峰宽参数的影响,且迭代过程中的收敛速度缓慢,导致运行时间延长。因此本文基于具有较高代数精度的辛普森公式的思想,对原始算法中的第二步SNIP迭代过程进行改进。结果表明:改进后的SNIP算法完整保存了原始算法简洁、高效的优点,同时选择了合适的变换宽度,准确度可提高41.8%,算法整体运行效率可提高2.53%,具有更优秀的本底扣除效果。     

手持式X荧光仪电源系统的设计

手持式X荧光仪所获取谱线的能量分辨率除了决定于荧光脉冲信号处理电路、数字成形滤波算法等,更重要的取决于整套仪器电源系统的合理设计。论文提出一种采用罗耶谐振升压方式给SI-PIN半导体探测器提供+170 V偏置电压的高压电源供电设计方案,避免传统采用PWM波控制变压器升压方式纹波大、效率低的缺陷;同时系统采用电制冷片的温度反馈信号控制供电电源MOS管的导通程度,从而实现对电制冷片温度的控制。实际测试显示该供电方案的高压输出纹波低于10 mV,功耗比传统设计方案低了9.1%,系统同时具有功耗低、纹波小、稳定好等特点,满足手持式X荧光仪野外工作的需要。