r剂量率测量仪的研制

2015-03-20 13:06:56   来源:eechina   

关键字: r剂量率测  量仪

此仪器为测量环境中γ放射性剂量率浓度的测量仪表,分成探头和主机两大部分:其中探头由高低量程GM计数管、计数单元和通讯单元组成;主机由通讯、处理单元、键盘、和显示部分组成。

1 探头原理
1.1 盖革-弥勒计数管原理

GM管原理见图1。盖革-弥勒计数管(GM管)也称气体放电计数器。一个密封玻璃管,中间是阳极用钨丝材料制作,玻璃管内壁涂一层导电物质,或是一个金属圆管作阴极,内部抽空充惰性气体(氖、氦)、卤族气体。特点是工作电压低。


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当射线进入计数管后气体被电离,负离子由阳极吸引移向阳极时,离子又与其他气体分子碰撞后产生多个次级电子,快到阳极时次极电子急剧倍增产生雪崩现象。雪崩引起阳极整条线上雪崩,发生放电,放电后空间电子又被中和,剩下许多正离子包围阳极,形成正离子鞘。正离子鞘和阳极间的电场因正离子的存在而减弱。此时若有电子运动到该区域,也会产生雪崩放电,这段时间不能计数,称"死时间"。正离子打到阴极时会产生(打出)电子,电子被电场加速,又引起计数管放电产生正离子鞘,这一过程循环出现。

计数管上电压U一定时,射线入射越强电流I越大,输出脉冲数N越大,a、b段称"坪",盖格计数管主要用于探测β粒子和γ射线。

1.2探头电路

探头有高压产生电路、高低量程两支盖革-弥勒计数管(GM管)、单片机SM89C52、串口转485通信芯片MAX485构成,如图2所示。

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高压产生电路为高低量程GM管提供高压,使得GM管可以工作。GM管用来测定辐射,射线通过GM管并引起电离时便使该GM管产生电流脉冲,脉冲经整形电路、2分频电路后变成边缘陡峭的方波,送到SM89C52的T0,T1定时器做计数,对低量程使用T0作计数,T1作1秒定时,而高量程则使用T1作计数,T0作定时,主机可通过发送命切换令高低量程测量,当探头接到主机发来的查询命令后便把每秒计数值(CPS)返回给主机。探头电源透过电缆从主机得到。

低量程GM管ZP1210和高量程GM管Zp1304的接口方式不太一样,依据数据手册设计如图3所示。

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2 主机工作原理

主机由单片机SM89C58,12 864点阵液晶、4个按键、MAX 485芯片、AT24C64、实时时钟芯片M41T0构成,主机和探头通过电缆连接,如图4所示。主机的工作是定时查询探头,得到CPS,运算转换成剂量率显示在LCD上,同时根据该数据决定是否发送命令切换测量通道、给高低量程GM管哪一个加高压。M41T0给系统提供实时时钟。AT24C64用来保存系统参数和密码等,也用来保存带有时间信息的测量结果,在测量界面下用户对当前测量结果可以保存,以便事后追查。主机在液晶上通过菜单配合4个按键来实现参数的设定、时间日期调整、密码管理等。并提供中英文两种语言切换,可扩展其他任意语言显示。
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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0320/article_11093.html
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