【摘要】：現(xiàn)如今全球氣候變暖、海平面上升,各種地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),特別是核泄漏事故,嚴(yán)重威脅到了人類的生存。核信息的獲取與處理在許多基礎(chǔ)科學(xué)研究和應(yīng)用科學(xué)研究中都有重要的意義。放射性物質(zhì)的能譜具有一定的規(guī)律性,可以通過(guò)對(duì)放射性物質(zhì)的輻射進(jìn)行測(cè)量從而對(duì)放射性物質(zhì)的性質(zhì)有一定的了解。核探測(cè)器在地球科學(xué)、核能利用、航天、醫(yī)學(xué)、生物、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)中廣泛使用~([1])。已經(jīng)成為核能領(lǐng)域的關(guān)鍵的科學(xué)檢測(cè)儀器,在很多領(lǐng)域里,特別是放射性物質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域中起到了至關(guān)重要的作用,而且對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有十分重要的意義。它正在朝著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。本文設(shè)計(jì)的雙路多道核放射性檢測(cè)系統(tǒng),以14位型號(hào)為AD9643BCPZ-170的芯片作為模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)的模塊,以美國(guó)Xilinx公司出品的Spartan-6 FPGA系列中型號(hào)為XC6SLX45的FPGA作為脈沖計(jì)數(shù)存儲(chǔ)和控制模塊,以意法半導(dǎo)體公司出品的基于Cortex?-M4為內(nèi)核的STM32F4系列高性能微控制器搭建控制和網(wǎng)絡(luò)接口模塊。系統(tǒng)包括前級(jí)衰減電路、峰值檢測(cè)和保持電路、單端信號(hào)轉(zhuǎn)差分信號(hào)電路、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、FPGA計(jì)數(shù)和存儲(chǔ)電路、控制電路、ARM網(wǎng)絡(luò)接口電路、數(shù)據(jù)傳輸電路以及LabVIEW上位機(jī)。在數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)中,為了高效率傳輸?shù)玫綌?shù)據(jù),使用了TCP(傳輸控制協(xié)議)來(lái)實(shí)現(xiàn)。它應(yīng)用了很多數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)等基本原理。主要的特點(diǎn)有以并行能力強(qiáng)的FPGA為核心、雙路探測(cè)、2048道計(jì)數(shù)、高速、高集成度、高精確度、低功耗、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、便攜、操作靈活等。LabVIEW上位機(jī)對(duì)能譜信息進(jìn)行放大、縮小、平滑、ROI計(jì)數(shù)、尋峰等操作,使得能譜信息準(zhǔn)確清晰方便的顯示。對(duì)鈾235放射性測(cè)試的結(jié)果中,上位機(jī)清晰顯示出各個(gè)道址計(jì)數(shù)值。啟動(dòng)、停止、門控、通信狀態(tài)、發(fā)送指示燈狀態(tài)、感興趣區(qū)的能譜圖的放大、縮小、移動(dòng)以及ROI計(jì)數(shù)、能譜平滑、尋峰、保存數(shù)據(jù)等功能運(yùn)行正常。顯示結(jié)果比較可靠,各個(gè)參數(shù)表現(xiàn)優(yōu)良,整體性能良好,系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,達(dá)到了預(yù)期設(shè)定的各項(xiàng)目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TL81

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本文編號(hào)：2634774