核脉冲信号采集、存储、回放装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种核脉冲信号采集、存储、回放装置，其特征在于：该装置包括探测器和前置放大模块、主放大电路、高速ADC模块、可编程逻辑器件、非易失性存储器和数模转换模块；所述探测器和前置放大模块和主放大电路连接，所述主放大电路与高速ADC模块相连接，所述高速ADC模块与可编程逻辑器件相连接，所述可编程逻辑器件分别于非易失性存储器和数模转换模块相连接。本实用新型的优点在于：方便现场操作和维护；同时与非易失性存储器和数模转换模块进行一体化设计；方便对实现原始核信号的存储和回放；在技术指标上，高速ADC模块采集率＞20MHz，数据存储深度＞2KByte，数模转换模块相应时间＜10μs。
【专利说明】核脉冲信号采集、存储、回放装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及核仪器仪表，尤其是一种核脉冲信号采集、存储、回放装置。
【背景技术】
[0002]核技术是现代科学技术的重要组成部分，是当代最主要的尖端技术之一，也是社会现代化的标志之一。自1896年天然放射性被发现以来，随着人工放射性的发现、原子核模型的建立、加速器和原子反应堆成功运转以及第一颗原子弹的试爆成功，核技术已经对世界政治、经济产生了人们预料不到的巨大的影响。国内核技术的发展首先开始于上世纪50年代中期的国防军工领域，而后核技术研究逐渐渗透到科学研究、医学、农业、工业等各个领域。目前，世界上有近100个国家开展了核技术有关的研究、开发和利用。经过一百多年的发展，核技术产业取得了日益明显的经济效益。2010年统计数据显示，全球核技术产业的年产值已经超过8，000亿美元。
[0003]随着核技术的发展，核仪器仪表的研究也一直受到人们广泛的关注。在核仪器仪表研究过程中，硬件系统的研制是必不可少的。研制硬件系统通常包括设计、制作、测试和优化等4个步骤。其中，测试步骤主要是验证系统设计的正确性，并发现设计和制作中存在不足，同时也为后续系统的完善优化提出思路。通常测试步骤包括2个方面:(1)采用标准信号(指数衰减信号)进行系统测试；(2)采用实际信号(原始核信号)进行系统测试。考虑到研制核仪器仪表解决实际工程问题的实用性要求，实际信号测试结果的正确性显得更为突出。目前传统做法中，实际信号常由放射性核素(例如137Cs，55Fe，241Am等)直接产生。而使用放射性核素产生核信号存在资质许可和安全管理等2方面的限制。即使具备放射性核素资质许可的生产单位和高校院所，放射性核素的日常存、借、还等管理制度方面也是相当繁琐的。另外，使用放射性核素测试核仪器仪表的硬件系统对操作人员自身健康也是存在不小的危害。鉴于国内核仪器仪表产业巨大的市场潜力和良好的应用前景，研制一种安全可靠、使用方便的核信号采集、存储、回放装置显得非常迫切。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种核脉冲信号采集、存储、回放装置，该装置针对目前核仪器仪表研究领域中硬件系统测试的应用要求，将探测器和前置放大模块、主放大电路、高速ADC模块、非易失性存储器、数模转换模块和可编程逻辑器件采用一体化设计，构成一个可完成核脉冲信号采集、存储、回放的综合系统，具有结构简单、价格低廉、使用安全、操作方便等优点。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种核脉冲信号采集、存储、回放装置，该装置包括探测器和前置放大模块、主放大电路、高速ADC模块、可编程逻辑器件、非易失性存储器和数模转换模块；所述探测器和前置放大模块收集放射性核素衰变的辐射粒子转换为电脉冲信号；所述探测器和前置放大模块和主放大电路连接；所述主放大电路对探测器和前置放大模块输出的信号进行放大；所述主放大电路与高速ADC模块相连接；所述高速ADC模块将主放大电路输出信号进行模数转换；所述高速ADC模块与可编程逻辑器件相连接；所述可编程逻辑器件完成对高速ADC模块的接口控制；所述可编程逻辑器件分别于非易失性存储器和数模转换模块相连接；所述非易失性存储器用于存储高速ADC模块的转换结果；所述数模转换模块用于回放实际核脉冲信号。采用3种类型的探测器和前置放大模块分别采集
a、r廣z攀3种类型辐射粒子。采用非易失性存储器存储数字化后的实际核脉冲信号。采用数模转换模块回放实际核脉冲信号。
[0006]本实用新型的优点在于:在结构设计上，采用一体化设计方案，方便现场操作和维护；在系统设计上，采用高速ADC模块采集数据，同时与非易失性存储器和数模转换模块进行一体化设计；在功能设计上，完成原始核信号实时采集的同时，把非易失性存储和信号回放功能集成到系统中，方便对实现原始核信号的存储和回放；在技术指标上，高速ADC模块采集率> 20MHz，数据存储深度> 2KByte，数模转换模块相应时间< 10 μ S。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型核脉冲信号采集、存储、回放装置连接原理图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本实用新型作进一步描述:
[0009]如图中所示，一种核脉冲信号采集、存储、回放装置，包括探测器和前置放大模块、主放大电路、高速ADC模块、可编程逻辑器件、非易失性存储器和数模转换模块。所述探测器和前置放大模块收集放射性核素衰变的辐射粒子转换为电脉冲信号；所述探测器和前置放大模块和主放大电路连接；所述主放大电路对探测器和前置放大模块输出的信号进行放大；所述主放大电路与高速ADC模块相连接；所述高速ADC模块将主放大电路输出信号进行模数转换；所述高速ADC模块与可编程逻辑器件相连接；所述可编程逻辑器件完成对高速ADC模块的接口控制；所述可编程逻辑器件分别于非易失性存储器和数模转换模块相连接；所述非易失性存储器用于存储高速ADC模块的转换结果；所述数模转换模块用于回放实际核脉冲信号。
[0010]装置的使用分为2个步骤。第一步，先将常用放射性核素(例如137Cs, 55Fe, 241Am等)的原始信号采集、存储至非易失性存储器内。首先，放射性核素衰变的辐射粒子被探测器和前置放大模块获得，并转换为电脉冲信号；其次，探测器和前置放大模块输出的电脉冲信号由主放大电路进行幅度放大，达到后续电路处理的要求；接着，放大后的电脉冲信号被高速ADC模块转换为数字信号；最后，该数字信号保存到非易失性存储器当中。第二步，将非易失性存储器中存储的原始信号直接回放，还原出原始信号。由可编程逻辑器件直接控制非易失性存储器输出数字信号和数模转换模块启动转换。如果需要更新或添加放射性核素的原始信号按照第一步执行。
[0011]虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域普通技术人员在所附权利要求的范围内不需要创作性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。
【权利要求】
1.一种核脉冲信号采集、存储、回放装置，其特征在于:该装置包括探测器和前置放大模块、主放大电路、高速ADC模块、可编程逻辑器件、非易失性存储器和数模转换模块；所述探测器和前置放大模块和主放大电路连接，所述主放大电路与高速ADC模块相连接，所述高速ADC模块与可编程逻辑器件相连接，所述可编程逻辑器件分别于非易失性存储器和数模转换模块相连接。
2.根据权利要求1所述的核脉冲信号采集、存储、回放装置，其特征在于:采用3种类型的探测器和前置放大模块分别采集辐射粒子。
【文档编号】G05B19/042GK203825414SQ201420179144
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】周伟, 王仁波, 汤彬, 周建斌, 张雄杰, 瞿金辉, 李扬红 申请人:东华理工大学