可限制取样脉冲宽度的G‑M计数管脉冲信号检测电路的制作方法

本实用新型涉及G-M计数管脉冲信号检测技术领域，尤其涉及一种可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路。

背景技术：

G-M计数管(盖革计数管)是一种辐射探测器，由于具有结构简单、阻抗高、输出信号幅度大、信噪比高等优点，因此得到了广泛应用。在G-M计数管脉冲信号检测电路中，有阈值比较法和微分法两种脉冲信号检测方法。基于阈值比较法的G-M计数管脉冲信号检测电路一般采用固定阈值比较法，其将取样到的脉冲信号与预设的阈值电平进行比较，当脉冲信号幅度达到阈值电平时认为是一个真实信号，否则认为是干扰信号。理论上，G-M计数管的最高计数率是其死时间的倒数，但由于在G-M计数管的恢复时间内，脉冲信号幅度不一致以及相邻脉冲信号之间相互重叠，导致基于阈值比较法的G-M计数管脉冲信号检测电路难以达到G-M计数管所标称的最高计数率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决现有技术中由于脉冲信号幅度不一致以及相邻脉冲信号之间相互重叠，导致通过基于阈值比较法的G-M计数管脉冲信号检测电路难以达到G-M计数管所标称最高计数率的技术问题，提供一种可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路，包括高压源模块、G-M计数管模块、取样模块和分流模块；

所述高压源模块与G-M计数管模块连接，且所述高压源模块用于提供G-M计数管模块工作所需的电压，所述G-M计数管模块用于产生脉冲信号；

所述取样模块与G-M计数管模块连接，且所述取样模块用于对G-M计数管模块产生的脉冲信号进行取样；

所述分流模块与取样模块连接，且所述分流模块用于对取样模块取样的脉冲信号的电流进行分流，使取样模块取样的脉冲信号的宽度减小。

可选地，所述G-M计数管模块包括G-M计数管GM1和阳极电阻RA，所述取样模块包括取样电阻Rs和漏极开路或集电极开路的阈值比较器U1，所述分流模块包括分流电阻Rq，所述高压源模块包括正高压源+HV；所述阳极电阻RA的一端与正高压源+HV连接，阳极电阻RA的另一端与G-M计数管GM1的阳极连接；取样电阻Rs的取样端与G-M计数管GM1的阴极连接，取样电阻Rs的另一端接地；阈值比较器U1的同相输入端用于输入阈值电平，阈值比较器U1的反相输入端与取样电阻Rs的取样端连接，阈值比较器U1的电源端和地端分别与其供电电源和地连接；分流电阻Rq的一端与阈值比较器U1的输出端连接，分流电阻Rq的另一端与取样电阻Rs的取样端连接。

可选地，所述G-M计数管模块包括G-M计数管GM1和阳极电阻RA，所述取样模块包括取样电阻Rs和漏极开路或集电极开路的阈值比较器U1，所述分流模块包括分流电阻Rq，所述高压源模块包括负高压源-HV；所述G-M计数管GM1的阴极与负高压源-HV连接，G-M计数管GM1的阳极与阳极电阻RA的一端连接，阳极电阻RA的另一端与取样电阻Rs的取样端连接，取样电阻Rs的另一端接地；阈值比较器U1的反相输入端用于输入阈值电平，阈值比较器U1的同相输入端与取样电阻Rs的取样端连接，阈值比较器U1的电源端和地端分别与其供电电源和地连接；分流电阻Rq的一端与阈值比较器U1的输出端连接，分流电阻Rq的另一端与取样电阻Rs的取样端连接。

本实用新型的有益效果是：

通过设置分流模块来对取样模块取样的脉冲信号的电流进行分流，使取样模块取样到的脉冲信号的宽度减小，实现了在取样模块取样到脉冲信号后，将脉冲信号后沿的宽度减小，从而可以避免相邻脉冲信号之间出现重叠现象导致G-M计数管漏计数，确保G-M计数管产生的每个脉冲信号都可以被后续的脉冲检测电路检测到，从而可以确保基于阈值比较法的G-M计数管脉冲信号检测电路可以达到G-M计数管所标称最高计数率。因此，与背景技术相比，本实用新型能够达到G-M计数管所标称最高计数率的优点。

附图说明

图1是本实用新型的组成框图。

图2是图1的一种电路组成示意图。

图3是图1的另一种电路组成示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实施例中的可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路包括高压源模块、G-M计数管模块、取样模块和分流模块；所述高压源模块与G-M计数管模块连接，且所述高压源模块用于提供G-M计数管模块工作所需的电压，所述G-M计数管模块用于产生脉冲信号；所述取样模块与G-M计数管模块连接，且所述取样模块用于对G-M计数管模块产生的脉冲信号进行取样；所述分流模块与取样模块连接，且所述分流模块用于对取样模块取样的脉冲信号的电流进行分流，使取样模块取样的脉冲信号的宽度减小。

其中，高压源模块可以提供正电压，也可以提供负电压，且高压源模块提供的电压大小根据G-M计数管模块工作所需的大小而定，本实施例不作限定。

可选地，如图2所示，在该实施例中，所述G-M计数管模块包括G-M计数管GM1和阳极电阻RA，所述取样模块包括取样电阻Rs和漏极开路或集电极开路的阈值比较器U1，所述分流模块包括分流电阻Rq，所述高压源模块包括正高压源+HV；所述阳极电阻RA的一端与正高压源+HV连接，阳极电阻RA的另一端与G-M计数管GM1的阳极连接；取样电阻Rs的取样端与G-M计数管GM1的阴极连接，取样电阻Rs的另一端接地；阈值比较器U1的同相输入端用于输入阈值电平，阈值比较器U1的反相输入端与取样电阻Rs的取样端连接，阈值比较器U1的电源端和地端分别与其供电电源和地连接；分流电阻Rq的一端与阈值比较器U1的输出端连接，分流电阻Rq的另一端与取样电阻Rs的取样端连接。

其中，阈值电平的大小可以根据需要设置，例如，阈值电平可以设置为最大脉冲信号幅度的10％。阈值比较器U1的供电电源提供的电压大小也可以根据阈值比较器U1的型号而定，本实施例对此也不作具体限定。

图2所示的可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路中，取样模块可取样到正脉冲。在该实施例中，当G-M计数管GM1未发生电离放电时，阳极电阻RA、G-M计数管GM1和取样电阻Rs构成的电路没有电流通过，取样电阻Rs两端的取样电压为0，阈值比较器U1反向输入端的电压低于其同向输入端的电压，阈值比较器U1的输出端呈现高阻态，分流电阻Rq相当于断开，不影响取样电阻Rs，取样电阻Rs独自对可能出现的脉冲信号进行取样。当G-M计数管GM1发生电离放电后，电流脉冲在取样电阻Rs上产生一个电压脉冲，阈值比较器U1反向输入端的电压高于其同相输入端的电压，阈值比较器U1的输出端输出低电平，分流电阻Rq可视为与取样电阻Rs并联，分流电阻Rq对取样电阻Rs的电流进行分流。由于流过分流电阻Rq的电流与流过取样电阻Rs的电流与二者的阻值成反比，因此，合理选择分流电阻Rq的阻值可使取样到的脉冲信号的幅度迅速下降，以缩短取样到的脉冲信号的宽度，避免取样模块取样到的相邻脉冲信号重叠，还可将不同幅度的脉冲信号取样为幅度基本相同的脉冲信号，从而使G-M计数管GM1产生的所有脉冲信号，无论幅度大小、是否重叠，都能被可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路检测到，避免漏计数导致无法达到G-M计数管所标称的最高计数率，扩大了G-M计数管的可用测量范围。

例如，如果取样电阻Rs能够获取到的最大脉冲信号的幅度为10V，阈值电平设置为1V，那么可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路能够采样到的有效脉信号冲信号的幅度范围为1-10V。如果分流电阻Rq的阻值与取样电阻Rs的阻值相同，那么分流电阻Rq接入后，取样到的最大脉冲信号幅度变为5V，有效脉冲信号的幅度范围为1-5V，压缩了脉冲信号的幅度分布范围。如果分流电阻Rq的阻值为取样电阻Rs阻值的十分之一，则取样电阻Rs能够获取到的最大脉冲信号的幅度为1V，所有的脉冲信号都被取样为幅度为1V的脉冲信号。

可选地，如图3所示，在该实施例中，所述G-M计数管模块包括G-M计数管GM1和阳极电阻RA，所述取样模块包括取样电阻Rs和漏极开路或集电极开路的阈值比较器U1，所述分流模块包括分流电阻Rq，所述高压源模块包括负高压源-HV；所述G-M计数管GM1的阴极与负高压源-HV连接，G-M计数管GM1的阳极与阳极电阻RA的一端连接，阳极电阻RA的另一端与取样电阻Rs的取样端连接，取样电阻Rs的另一端接地；阈值比较器U1的反相输入端用于输入阈值电平，阈值比较器U1的同相输入端与取样电阻Rs的取样端连接，阈值比较器U1的电源端和地端分别与其供电电源和地连接；分流电阻Rq的一端与阈值比较器U1的输出端连接，分流电阻Rq的另一端与取样电阻Rs的取样端连接。

图3所示的可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路中，取样模块可取样到负脉冲。在该实施例中，当G-M计数管GM1未发生电离放电时，G-M计数管GM1、阳极电阻RA和取样电阻Rs构成的电路没有电流通过，取样电阻Rs两端的取样电压为0，阈值比较器U1反向输入端的电压低于其同向输入端的电压，阈值比较器U1的输出端呈现高阻态，分流电阻Rq相当于断开，不影响取样电阻Rs，取样电阻Rs独自对可能出现的脉冲信号进行取样。当G-M计数管GM1发生电离放电后，电流脉冲在取样电阻Rs上产生一个电压脉冲，阈值比较器U1反向输入端的电压高于其同相输入端的电压，阈值比较器U1的输出端输出低电平，分流电阻Rq可视为与取样电阻Rs并联，分流电阻Rq对取样电阻Rs的电流进行分流。由于流过分流电阻Rq的电流与流过取样电阻Rs的电流与二者的阻值成反比，因此，合理选择分流电阻Rq的阻值可使取样到的脉冲信号的幅度迅速下降，以缩短取样到的脉冲信号的宽度，避免取样模块取样到的相邻脉冲信号重叠，还可将不同幅度的脉冲信号取样为幅度基本相同的脉冲信号，从而使G-M计数管GM1产生的所有脉冲信号，无论幅度大小、是否重叠，都能被可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路检测到，避免漏计数导致无法达到G-M计数管所标称的最高计数率，扩大了G-M计数管的可用测量范围。

综上，图2和图3所示的可限制取样脉冲宽度的G-M计数管脉冲信号检测电路中，通过设置分流模块包括分流电阻Rq，实现了在取样电阻Rs两端并联了一只可根据G-M计数管GM1取样脉冲信号的状态决定接入与否的分流电阻Rq。当脉冲信号未出现时分流电阻Rq断开，取样电阻Rs独自对脉冲信号进行取样，当脉冲信号到来时，脉冲信号的前沿在取样电阻Rs上产生的电压降通过后续电路使分流电阻Rq与取样电阻Rs并联，分流电阻Rq接入的结果使得取样到的脉冲信号后沿迅速消减，不仅避免相邻脉冲信号之间出现重叠的现象，而且可以减小脉冲信号幅度分布范围，从而使得G-M计数管产生的每个脉冲信号都可以被后续的脉冲检测电路检测到。本实用新型既可以很好地捕捉脉冲信号的前沿，并缩短脉冲信号的宽度，又可以限制脉冲信号幅度。因此，与现有技术相比，本实用新型具有电路结构设计精巧，不会因脉冲信号重叠及幅度降低导致漏计数及能够达到G-M计数管的最高计数率等优点。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。