专利名称：便携式伽玛能谱仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据测量仪器，特别涉及一种便携式伽玛能谱仪。
背景技术：
在技术快速发展的今天，目前的伽玛能谱仪并不能满足现有的需求。目前的伽玛能谱仪普遍存在的整机功耗大、仪器体积大、稳定性差，不适于野外测量的特征。伽玛能谱测量探头与主机之间主要采用串口或USB通讯，这两种通讯方式必须要有线缆进行物理连接，在野外复杂的使用环境中，线缆极易出现接触不了、线缆短接等故障。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型公开了一种便携式伽玛能谱仪，其极大的提高仪器集成度与仪器稳定性，降低了仪器主机体积、重量；并极大的降低了仪器功耗。为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种便携式伽玛能谱仪，该便携式伽玛能谱仪包括前置放大器、数字电路部分、主机；前置放大器为高信噪比放大器，对信号进行放大处理；数字电路则由基于电荷测量原理的ADC模块、数字滤波处理单元、无线通讯模块组成，数字滤波处理单元包括低功耗CPLD和低功耗ARM芯片，通过基于电荷测量原理的ADC 模块确保信号输出时间宽度为微秒级，由CPLD模块则对ADC模块输出信号进行滤波、数字甄别处理，由ARM对谱线数据进行采集，最后由无线通讯模块将信号传送给主机。其中，基于电荷测量原理的ADC模块核心部件为QMCA4001-50N，在该模块中实现了滤波、波形甄别、基线恢复、电荷测量功能；而数字滤波处理单元通过CPLD实现数字滤波 (谱数据)，从而减少电路复杂程度，通过ARM芯片实现谱线采集和无线蓝牙传输控制功能， 作为优选无线通讯模块采用蓝牙通讯模块。本实用新型的有益效果是集成度高，仪器稳定性高，大大降低仪器体积和重量， 且采用低功耗元件降低了仪器功耗，同时使用蓝牙通讯模块使得仪器的数据传输更为方便简洁。
图1为本实用新型结构框图。
具体实施方式
为了使本实用新型更容易被理解，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做更详细说明。参阅图1，一种便携式伽玛能谱仪，该便携式伽玛能谱仪包括前置放大器、模拟电路部分、数字电路部分、主机。其中，前置放大器采用高性噪比放大器，对探测到的信号做放大处理。[0013]数字电路部分由基于电荷测量原理的ADC模块、数字滤波处理单元、无线通讯模块组成，采用电荷测量高速ADC模块QMCA4001-50N即电荷测量模块实现输出信号时间为us 级时间，并通过对周边电路的设计，保证数据的采集速度和精度。数字滤波处理单元则包括低功耗CPLD和低功耗的ARM芯片。在CPLD中实现数字滤波、数字甄别等功能，减少了电路的复杂程度；ARM芯片实现谱线采集和无线蓝牙传输控制等功能；同时采用ARM芯片对数据采集时间、存储、参数设置等功能进行控制。其中，ARM芯片型号为LPC2104。而无线通讯模块采用蓝牙通讯模块，通过模块进行底层编程，实现与主机的数据通讯，主机通过内置的处理管理软件，实现数据的传输、存储等功能。主机为工业用PDA，其上的处理软件包括数据采集和分析功能，基于.net平台软件编写，具有图形化和可视化的功能。在软件中采用反卷积算法实现谱线的解析，并实现自动的核素识别等功能，方便用户使用。另外，该便携式伽玛能谱仪采用数字化集成探头是采用NaI (Tl)晶体作为辐射信号。且本实用新型还引入了高能物理中的应用较为成熟的电荷测量技术，采用了输出电荷量同探测器沉积的能量成正比这一先进理论，配合电路设计，应用到低能量的自然伽玛射线测量中。通过这一创新应用，简化了探测器模拟电路，可以很好地解决传统伽玛能谱测量过程中普遍存在的伽玛能谱随温度变化谱线发生较大漂移，造成测量结果不稳定、可靠性差的现象。并使得外部电路可以很好地集成到数字化探头中，简化结构，提高系统综合性能。本实用新型极大的提高仪器集成度，降低仪器主机体积，使主机重量低于400g; 而功耗控制上对于正常工作的谱仪，不包括显示器，其功耗控制在300mW以内；另外， 处理软件中的谱线解析算法的采用国际先进数学方法。通过解谱，能够有效的区分 0. 661MeV (137Cs) ^P 0. 609MeV (214Bi)特征射线能量(对于 137Cs (0. 66IMeV)能量分辨率为 8% )，其最大计数率对于 137Cs 达至Ij IM counts/s ；仪器道数:256,512,1024,2048,4096 π 选。
权利要求1.一种便携式伽玛能谱仪，其特征在于该便携式伽玛能谱仪包括前置放大器、数字电路部分、主机；前置放大器为高信噪比放大器，对信号进行放大处理；数字电路则由基于电荷测量原理的ADC模块、数字滤波处理单元、无线通讯模块组成， 数字滤波处理单元包括低功耗CPLD和低功耗ARM芯片，通过基于电荷测量原理的ADC模块确保信号输出时间宽度为微秒级，由CPLD模块则对ADC模块输出信号进行滤波、数字甄别处理，由ARM对谱线数据进行采集，最后由无线通讯模块将信号传送给主机。
2.根据权利要求1所述一种便携式伽玛能谱仪，其特征在于所述基于电荷测量原理 ADC模块核心部件为QMCA4001-50N。
3.根据权利要求2所述一种便携式伽玛能谱仪，其特征在于所述无线通讯模块为蓝牙通讯模块。
4.根据权利要求1所述一种便携式伽玛能谱仪，其特征在于所述主机为工业级PDA。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式伽玛能谱仪，包括前置放大器、数字电路部分、主机；前置放大器为高信噪比放大器，对信号进行放大处理；数字电路部分则由采用基于电荷测量原理的ADC模块、数字滤波处理单元、无线通讯模块组成，通过ADC模块确保信号输出时间为微秒级，通过数字滤波处理单元实现滤波、数字甄别以及谱线采集，最后由无线通讯模块将信号传送给主机。本实用新型集成度高，稳定性好，大大降低了仪器体积和重量，且采用低功耗元件降低了仪器功耗，同时使用蓝牙通讯模块使得仪器的数据传输更为方便简洁。
文档编号G08C17/02GK202003032SQ20102055410
公开日2011年10月5日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者李庆阳, 罗娟, 赖德军, 邓霜岭, 钟红梅, 黄元清 申请人:四川金核矿业有限公司