核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置，其特征在于：該裝置包括探測(cè)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(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；所述探測(cè)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于非易失性存儲(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：方便現(xiàn)場(chǎng)操作和維護(hù)；同時(shí)與非易失性存儲(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)；方便對(duì)實(shí)現(xiàn)原始核信號(hào)的存儲(chǔ)和回放；在技術(shù)指標(biāo)上，高速ADC模塊采集率＞20MHz，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)深度＞2KByte，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)時(shí)間＜10μs。
【專利說明】核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及核儀器儀表，尤其是一種核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]核技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，是當(dāng)代最主要的尖端技術(shù)之一，也是社會(huì)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。自1896年天然放射性被發(fā)現(xiàn)以來，隨著人工放射性的發(fā)現(xiàn)、原子核模型的建立、加速器和原子反應(yīng)堆成功運(yùn)轉(zhuǎn)以及第一顆原子彈的試爆成功，核技術(shù)已經(jīng)對(duì)世界政治、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了人們預(yù)料不到的巨大的影響。國內(nèi)核技術(shù)的發(fā)展首先開始于上世紀(jì)50年代中期的國防軍工領(lǐng)域，而后核技術(shù)研究逐漸滲透到科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。目前，世界上有近100個(gè)國家開展了核技術(shù)有關(guān)的研究、開發(fā)和利用。經(jīng)過一百多年的發(fā)展，核技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得了日益明顯的經(jīng)濟(jì)效益。2010年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球核技術(shù)產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值已經(jīng)超過8，000億美元。
[0003]隨著核技術(shù)的發(fā)展，核儀器儀表的研究也一直受到人們廣泛的關(guān)注。在核儀器儀表研究過程中，硬件系統(tǒng)的研制是必不可少的。研制硬件系統(tǒng)通常包括設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試和優(yōu)化等4個(gè)步驟。其中，測(cè)試步驟主要是驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性，并發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)和制作中存在不足，同時(shí)也為后續(xù)系統(tǒng)的完善優(yōu)化提出思路。通常測(cè)試步驟包括2個(gè)方面:(1)采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(指數(shù)衰減信號(hào))進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試；(2)采用實(shí)際信號(hào)(原始核信號(hào))進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試?？紤]到研制核儀器儀表解決實(shí)際工程問題的實(shí)用性要求，實(shí)際信號(hào)測(cè)試結(jié)果的正確性顯得更為突出。目前傳統(tǒng)做法中，實(shí)際信號(hào)常由放射性核素(例如137Cs，55Fe，241Am等)直接產(chǎn)生。而使用放射性核素產(chǎn)生核信號(hào)存在資質(zhì)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(zhì)許可的生產(chǎn)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(dāng)繁瑣的。另外，使用放射性核素測(cè)試核儀器儀表的硬件系統(tǒng)對(duì)操作人員自身健康也是存在不小的危害。鑒于國內(nèi)核儀器儀表產(chǎn)業(yè)巨大的市場(chǎng)潛力和良好的應(yīng)用前景，研制一種安全可靠、使用方便的核信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置顯得非常迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置，該裝置針對(duì)目前核儀器儀表研究領(lǐng)域中硬件系統(tǒng)測(cè)試的應(yīng)用要求，將探測(cè)器和前置放大模塊、主放大電路、高速ADC模塊、非易失性存儲(chǔ)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和可編程邏輯器件采用一體化設(shè)計(jì)，構(gòu)成一個(gè)可完成核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放的綜合系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、使用安全、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置，該裝置包括探測(cè)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(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；所述探測(cè)器和前置放大模塊收集放射性核素衰變的輻射粒子轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)；所述探測(cè)器和前置放大模塊和主放大電路連接；所述主放大電路對(duì)探測(cè)器和前置放大模塊輸出的信號(hào)進(jìn)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(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)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(duì)高速ADC模塊的接口控制；所述可編程邏輯器件分別于非易失性存儲(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連接；所述非易失性存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)高速ADC模塊的轉(zhuǎn)換結(jié)果；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于回放實(shí)際核脈沖信號(hào)。采用3種類型的探測(cè)器和前置放大模塊分別采集
a、r廣z攀3種類型輻射粒子。采用非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)字化后的實(shí)際核脈沖信號(hào)。采用數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊回放實(shí)際核脈沖信號(hào)。
[0006]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用一體化設(shè)計(jì)方案，方便現(xiàn)場(chǎng)操作和維護(hù)；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，采用高速ADC模塊采集數(shù)據(jù)，同時(shí)與非易失性存儲(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)；在功能設(shè)計(jì)上，完成原始核信號(hào)實(shí)時(shí)采集的同時(shí)，把非易失性存儲(chǔ)和信號(hào)回放功能集成到系統(tǒng)中，方便對(duì)實(shí)現(xiàn)原始核信號(hào)的存儲(chǔ)和回放；在技術(shù)指標(biāo)上，高速ADC模塊采集率> 20MHz，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)深度> 2KByte，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相應(yīng)時(shí)間< 10 μ S。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置連接原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0009]如圖中所示，一種核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置，包括探測(cè)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(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。所述探測(cè)器和前置放大模塊收集放射性核素衰變的輻射粒子轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)；所述探測(cè)器和前置放大模塊和主放大電路連接；所述主放大電路對(duì)探測(cè)器和前置放大模塊輸出的信號(hào)進(jìn)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(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)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(duì)高速ADC模塊的接口控制；所述可編程邏輯器件分別于非易失性存儲(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連接；所述非易失性存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)高速ADC模塊的轉(zhuǎn)換結(jié)果；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于回放實(shí)際核脈沖信號(hào)。
[0010]裝置的使用分為2個(gè)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(hào)采集、存儲(chǔ)至非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)。首先，放射性核素衰變的輻射粒子被探測(cè)器和前置放大模塊獲得，并轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)；其次，探測(cè)器和前置放大模塊輸出的電脈沖信號(hào)由主放大電路進(jìn)行幅度放大，達(dá)到后續(xù)電路處理的要求；接著，放大后的電脈沖信號(hào)被高速ADC模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；最后，該數(shù)字信號(hào)保存到非易失性存儲(chǔ)器當(dāng)中。第二步，將非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的原始信號(hào)直接回放，還原出原始信號(hào)。由可編程邏輯器件直接控制非易失性存儲(chǔ)器輸出數(shù)字信號(hào)和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。如果需要更新或添加放射性核素的原始信號(hào)按照第一步執(zhí)行。
[0011]雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)不需要?jiǎng)?chuàng)作性勞動(dòng)就能做出的各種變形或修改仍屬本專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置，其特征在于:該裝置包括探測(cè)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(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；所述探測(cè)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于非易失性存儲(chǔ)器和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核脈沖信號(hào)采集、存儲(chǔ)、回放裝置，其特征在于:采用3種類型的探測(cè)器和前置放大模塊分別采集輻射粒子。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203825414SQ201420179144
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】周偉, 王仁波, 湯彬, 周建斌, 張雄杰, 瞿金輝, 李揚(yáng)紅 申請(qǐng)人:東華理工大學(xué)