专利名称：建材放射性检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种建筑材料检测设备，尤其是建筑材料的放射性检测装置。
背景技术：
随着人类对环境质量认识的不断提高，建材中的放射性问题引起了世界各国放射医学专家和环境保护专家的关注和重视。建筑材料中含有一定的天然放射性核素Ra、Th和 K等，辐射出的射线能对人体造成内外照射伤害，且射线不易察觉，所以在建材使用之前进行放射性水平检测，是减少放射性污染的必要手段，是使人们免受放射性伤害的根本策略。现在有些放射性检测仪采用大量的模拟器件构成复杂的脉冲幅值分析系统，不但成本高，而且由于模拟器件的随环境的变化有很大的漂移，不能够准确的测量建材的放射性。国内也有很多建材放射仪用商业计算机、具有仪器功能的标准计算机插卡等组成测试平台而实现虚拟检测仪，此类仪器测量精度高，人机界面友好，由于采用核心计算机，数据的处理速度快，能处理复杂结构的数据，但此种仪器体积大，功耗也大，不能实现建材现场测量的便携要求。
发明内容本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足提供了一种体积小、功耗低、工作可靠、便携、人机交界面友好、成本低以及能现场测量的建材放射性检测仪。能将检测的数据在仪器内部掉电不丢失存储，也可将数据上传至计算机处理，从而得到放射性元素的能量和活度。本实用新型目的是通过以下方式实现的建材放射性检测仪是由NaI闪烁探测器与信号调理连接，信号调理与峰值检测连接，峰值检测与单片机MSP430F1612相连、单片机MSP430F1612通过数据线与液晶LCD12864 连接，单片机MSP430F1612通过第III控制线与蜂鸣器连接，单片机MSP430F1612通过串行数据总线与计算机数据分析系统连接，薄膜键盘与单片机MSP430F1612连接，单片机 MSP430F1612通过第I控制线与稳谱调节连接，稳谱调节通过第II控制线与调理电路连接， 直流电源与闪烁探测器和稳压器I连接，稳压器I与稳压器III、稳压器II、调理电路和峰值检测连接，稳压器II与液晶IXD12864、蜂鸣器和单片机MSP430F1612连接，稳压器III与
稳谱调节和信号调理连接构成。电源为2节12V电池；薄膜键盘包括数字0、1、2、3......9，
系统设置，测量选择，稳谱调节，上传数据，确定和取消。有益效果利用NaI闪烁探测器进行建材放射性脉冲检测，将获得的脉冲经过调理电路处理后进行峰值检测，利用单片机AD采样，获得的采样值在内部存储，同时上传至计算机，利用计算机分析系统进行处理后获得放射性元素的能量范围和活度。能将检测的数据在仪器内部掉电不丢失存储，也可将数据上传至计算机处理，从而得到放射性元素的能量和活度。由于采用NaI闪烁探测器、单片机、液晶和薄膜键盘等，使得检测仪体积小，携带方便，性能稳定，功耗低，成本低等优点。
附图1为建材放射性检测仪结构框图。附图2为附图1中薄膜键盘结构图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步的详细说明建材放射性检测仪是由NaI闪烁探测器与信号调理连接，信号调理与峰值检测连接，峰值检测与单片机MSP430F1612相连、单片机MSP430F1612通过数据线与液晶LCD12864 连接，单片机MSP430F1612通过第III控制线与蜂鸣器连接，单片机MSP430F1612通过串行数据总线与计算机数据分析系统连接，薄膜键盘与单片机MSP430F1612连接，单片机 MSP430F1612通过第I控制线与稳谱调节连接，稳谱调节通过第II控制线与调理电路连接， 直流电源与闪烁探测器和稳压器I连接，稳压器I与稳压器III、稳压器II、调理电路和峰值检测连接，稳压器II与液晶IXD12864、蜂鸣器和单片机MSP430F1612连接，稳压器III与
稳谱调节和信号调理连接构成。电源为2节12V电池；薄膜键盘包括数字0、1、2、3......9，
系统设置，测量选择，稳谱调节，上传数据，确定和取消。本实用新型的NaI (TL)闪烁探测器1规格为Φ 40mmX 40mm，型号为CH149-01，能检测放射性Y射线，具有负极性脉冲信号输出的特性。NaI(TL)闪烁探测器经信号调理与峰值检测连接，信号调理对NaI (TL)闪烁探测器输出的负脉冲信号进行调理成便于峰值检测的信号，峰值检测主要是检测信号的正峰值，而后与单片机MSP430F161M的P6. 0管脚连接，P6. 0为MAP430F1612的内部12位AD的8个通道中第一通道，主要用于采样峰值检测提供的峰值脉冲大小。单片机MSP430F1612与液晶IXD12864连接，用于提供用户的操作界面，包括当前的状态、任务的执行和数据的显示等。单片机MSP430F1612通过第III控制线与蜂鸣器连接，用于提示用户当前指令执行结束。薄膜键盘与单片机MSP430F1612连接，用
于输入用户的指令，由数字0、1、2、3......9、系统设置包括时间选择和系统关机选择；测
量选择包括存储序号输入和稳谱调节；上传数据包括上传序号输入、确定和取消多个控制选择按键组成。单片机MSP430F1612通过串行数据总线与计算机数据分析系统连接，用于将单片机采样获得的数据上传至计算机进行分析处理。串行数据总线主要是采用RS232的串口进行数据传输。计算机数据分析系统通过对数据进行处理，能分析出建材所含有的放射性元素的能量范围、活度等，通过查表能获得所对应的放射性为何种元素。单片机MSP430F1612 通过第I控制线与稳谱调节连接，稳谱调节通过第II控制线与信号调理连接。在附图1中电源部分主要是由2节12V的电池和稳压器I、稳压器II和稳压器III 组成.。2节12V的电池为整个系统提供士 12V的电源。NaI闪烁探测器是由+12V供电的。 稳压器I主要是由稳压芯片LM7809和LM7909组成，为电路的放大器等提供士9V的电源。 稳压器III与稳压器II连接，稳压器I是由LM7805和LM7905组成，为信号调理和稳谱调节提供工作电压士5V。稳压器II是由稳压芯片AMS1117组成，AMS1117是+5V输入，输出 +3. 3V，为单片机MSP430F1612、液晶LCD12864和蜂鸣器提供工作电源。附图中1信号调理部分主要包括反相电路、极零相消电路、同向放大电路、S-K积分滤波电路、跟随电路、甄别整形电路等组成。NaI闪烁探测器1输出的信号为负极性脉冲信号，此脉冲信号的脉冲宽度为1-2 μ s，幅度在几十mV几百mV的范围。此信号通过反向电路和极零相消电路后，输出的波形为正脉冲波形，并且脉冲宽度变窄，脉冲中的高频成分被滤掉。此信号经同向放大电路后通过S-K积分滤波，S-K积分滤波的目的是为了将放射性脉冲信号的宽度增大，便于后续的峰值检测。通过对电路的设计后，脉冲波形由原来不到2μ s 的脉宽整形成了近20μ s的脉冲，这有利于后续峰值检测中利用电容的充电原理进行检测峰值。跟随电路主要用于信号的前后级隔离，增大后续电路的输入阻抗，使后续电路不影响前级电路的输出信号。甄别整形电路主要是利用LM311比较器与⑶4052模拟开关进行脉冲的甄别和整形，作用是用于滤除一些小幅度的干扰信号，减少本底噪声对信号的影响。单片机MSP430F1612对峰值检测的信号进行采样，通过用户设定的采样时间采样，结束后将采样的数据自动保存到内部Flash中存储，即使掉电也不会发生数据丢失。待测量结束后可将结果上传至计算机，计算机数据分析系统对数据进行分析，得出放射性元素的能量范围、活度以及元素种类等。该检测仪器实现了智能化小型仪器，具有在用户输入的信息下进行检测和存储的功能。同时仪器还具有液晶显示和蜂鸣器提示的功能，便于用户的操作和使用。该仪器还满足建材放射性现场检测的功能，同时具有数据在内部Flash掉电不丢失的存储功能。由于检测仪使用电池且MSP430F1612具有低功耗的特点，因此检测仪在功耗方面损耗小，具有低功耗、便携等优点。该仪器通过对放射性元素137Cs,6tlCo的测量，将测试结果与实际相比很接近，相对误差很小，因此本实用新型工作是可靠的。
权利要求1.一种建材放射性检测仪，其特征在于，是由电源连接NaI闪烁探测器，NaI闪烁探测器经信号调理、峰值检测与单片机连接，单片机通过数据总线连接计算机数据分析系统，单片机分别连接蜂鸣器、薄膜键盘和液晶显示，稳压器III经稳压器II分别与单片机和液晶显示及蜂鸣器连接，单片机通过控制线II连接稳谱调节，稳谱调节通过控制线I与信号调理连接，电源经稳压器I、稳压器III与信号调理连接构成。
2.按照权利要求1所述的建材放射性检测仪，其特征在于，电源为直流电源，2节12V 电池。
3.按照权利要求1所述的建材放射性检测仪，其特征在于，薄膜键盘包括数字0、1、2、 3......9，系统设置，测量选择，稳谱调节，上传数据，确定和取消。
专利摘要本实用型公开一种建材放射性检测仪，是由直流电源经NaI闪烁探测器、峰值检测与单片机连接，单片机通过数据线连接计算机数据分析系统，单片机分别连接蜂鸣器、薄膜键盘和液晶显示，稳压器III经稳压器II分别连接单片机和液晶显示，液晶显示与蜂鸣器连接，稳压器III经稳谱调节与单片机连接，直流电源经稳压器I、稳压器III与信号调理连接，稳压器I经信号调理与稳谱调节连接构成。将检测的数据在仪器内部掉电不丢失存储，也可将数据上传至计算机处理，从而得到放射性元素的能量和活度。由于采用NaI闪烁探测器、单片机、液晶和薄膜键盘等，使得检测仪体积小，携带方便，性能稳定，功耗低，成本低等优点。适用于现场对建材放射性进行检测。
文档编号G01T1/20GK202018513SQ20112009864
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者凌振宝, 刁庶, 吴树军, 曹桂欣, 曾然, 黄健祥 申请人:吉林大学