嵌入式数据库SQLite在核仪器数据管理中的应用

针对核仪器中采用文件方式管理二进制谱线数据块时操作繁杂、格式不一、升级困难等问题,本项目通过嵌入体积小、速度快、稳定可靠的SQLite数据库,采用BLOB类型存储二进制谱线数据块,利用事务传输批量数据,提高了谱线数据管理性能与安全性。根据谱线数据管理要求,设计实用的谱线数据管理系统,验证SQLite数据库在核仪器数据管理中高效、便捷、可靠等优势。     

A nuclear spectrum generator for semiconductor X-ray detectors

A nuclear spectrum generator for semiconductor X-ray detectors is designed in this paper. It outputs step ramp signals with random distribution in amplitude and time according to specified reference spectrum. The signals are similar to the signals from an actual semiconductor X-ray detector, and can be use to check spec- trum response characteristics of an X-ray fluorometer. This helps improving energy resolution of the X-ray fluorometer. The spectrum generator outputs step ramp signals satisfying the probability density distribution function of any given reference spectrum in amplitude through sampling on the basis of 32-bit randomizer. The system splits 1024 interval segmentation of the time that the step ramp signals appear, and calculates the ap- pearance probability of step ramp signals in different intervals and the average time between the time intervals, by random sampling. The step ramp signals can meet the rule of exponential distribution in time. Test results of the spectrum generator show that the system noise is less than 2.43 mV, the output step ramp signals meet the Poisson distribution in counting rate and the probability density distribution function of the reference spectrum in amplitude. The counting rate of the output step ramp signals can be adjusted. It meets the rule of the output signals from semiconductor X-ray detectors, such as Si-pin detector and silicon drift detector.     

低纹波微型X射线管高压电源的研制

国内研发的X射线高压电源体积普遍较大,不适合微型X射线管的要求。针对微型X射线管的特点,本文设计了一种低纹波、小体积高压电源,其输出电压在0~-40kV范围内可调。电源的逆变电路采用罗耶谐振电路,并引入UCC2973控制芯片以提高其效率。在电源的升压部分设计了高频变压器、双向倍压整流电路,以进行两级升压。通过电阻分压后取样反馈的方式进行稳压。电路工作在线性状态,无开关噪声。测试结果表明,电源的输出电压纹波低于0.3%、稳定度优于0.12%/10h,可满足微型X射线管的需求。     

直接测量法测定CZT探测器漏电流与结电容

为弥补CZT探测器漏电流与结电容间接测量法的不足,采用直接测量法重新设计了测试方案。通过对CZT探测器的测试,给出了更精确的漏电流与结电容的数值,并将之与间接测量法的数据作了相应的对比,为CZT探测器的应用提供了更可靠的依据。     

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。     

适用于深孔测井的LuAG闪烁体探测器的温度特性

针对深孔测井要求更小体积、更高探测效率、温度特性更稳定的需求,通过LuAG(Lu_3Al_5O_(12))与NaI:Tl闪烁体的对比实验和高温型光电倍增的选择,确定了由LuAG和Hamamatsu的高温型R1288A-07光电倍增管与之组成的探头。采用温度可调节的恒温箱对探头开展20-170oC范围的温度试验,重点分析温度对LuAG探测器能量分辨率、道址和计数率的影响,为LuAG闪烁体探测器在测井中的应用提供参考。实验结果表明,(75±5)oC为LuAG探测器能量分辨率(~(137)Cs662keV)最佳温度;温度在20-70oC变化时,能量分辨率变化不超过2%;温度在70-170oC变化时,能量分辨率变化不超过7%。由此可见,LuAG探测器在高温环境中稳定性较好,可应用于测井等具有较大温度变化的环境中。但是由于温度会引起比较明显的谱漂,因此使用时需要做好稳谱工作。     

电子负载仪的设计

以增强AVR RISC结构的ATmega16控制器为核心,设计并制作了直流电子负载仪。系统通过斜波发生器产生的锯齿波和电流采样信号与控制信号的误差信号作比较产生约20 kHz的PWM波控制MOSFET管工作,然后经过误差放大器的PI调节构成闭环负反馈控制环路,实现恒流。恒阻和恒压模式通过软件实时调节流过MOS管电路的电流实现。实测数据显示,系统恒流模式下精度在1%以内,恒阻与恒功率模式下精度在3%以内。     

基于多传感器的IEEE电脑鼠位置检测技术研究

在IEEE标准电脑鼠走迷宫竞赛中,电脑鼠必须对未知迷宫地图进行搜索,定位其所在迷宫内的位置,找出起点到终点的最短路径。因此,电脑鼠需要传感器检测迷宫环境,判断相对于迷宫的位置和姿势。为解决这些问题,提出了融合红外传感器、陀螺仪、编码器等多传感器的检测技术。参加IEEE标准电脑鼠走迷宫竞赛的实践表明:该电脑鼠的传感器模块设计可适用于各种复杂迷宫,能满足高水平电脑鼠竞技需求。     

碲锌镉半导体探测器漏电流和结电容的测试

为进一步研究碲锌镉半导体探测器(简称CZT探测器)的特性,搭建了其漏电流和结电容等主要特性参数的测试平台,设计了测试方案,并在不同条件下测试了两种不同结构的探测器,分析了测试结果。通过本次实验,可较好地掌握CZT探测器的主要特性,从而为其在射线探测领域的应用提供参考依据。     

埋地金属管道阴极保护参数野外监测系统的设计

针对埋地金属管道受土壤环境不同而被腐蚀的现象,该文设计了金属管道阴极保护参数远程监测系统,为管道的保护提供了参考依据。该监测系统以Cortex-M3内核的微控制器STM32为核心,采用GPRS作为数据传输单元,将埋地金属管道的各项参数(通电电位、断电电位、交流电位、自腐蚀电位)采集后发送回监测中心,监测中心对数据进行综合分析与处理,从而得出被监测管道的受保护状态。系统设计了专用的电源管理模块,以弥补野外供电不足这一缺陷。因此,系统在休眠模式下的电流仅为180μA,在采用16000 m Ah的锂电池供电的情况下,系统的理论工作时间可达5.6 a,满足野外监测系统的需要。