[发明专利]一种在能谱仪探测中自动确定测量时间的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在能谱仪探测中自动确定测量时间的方法。

背景技术

高能粒子探测能量谱仪，如NaI能谱仪，已经在建材放射性检测和土壤放射性检测中被广泛采用，并成为国标要求的测试测量设备之一。NaI能谱仪一般采用厚实的铅室作为屏蔽，NaI闪烁晶体耦合光电倍增管构成伽马射线探测器，对被测样品放射的高能光子进行探测和能量甄别。由于NaI能谱仪具有良好的环境射线屏蔽条件，NaI闪烁晶体又具备较高的探测效率和较好的能量分辨率，所以NaI探测器能对低活度的样品进行较为准确的测量(样品中镭-226(²²⁶Ra)、钍-232(²³²Th)、钾-40(⁴⁰K)放射性比活度之和超过37Bq/kg时，当扩展因子为1时，测量不确定度不大于20％)。由于样品活度很低，为了获取足够的探测计数，需要较长的测量时间：一般认为测量时间越长，获取的统计计数越多，对谱线进行解谱分析带来的统计误差越小。然而测量时间过长，一方面严重影响样品的检测效率，同时也会受环境温度、仪器稳定性等因素的影响，从而影响测量结果。

在目前的盲样检测中，测量时长的选取往往取决于能谱仪使用者的经验，这会增加测量结果的不确定性。

而不同活度的样品所需要的测量时间也不一样，低活度的样品相对于高活度的样品，在测量中往往需要更长的测量采样时间，然而由于盲样检测中样品活度未知，实验人员往往会采用尽可能长的时间来采样，这样会浪费不必要的测量时间，影响样品的检测效率，同时，也会增加环境变化等不利因素引入测量结果的概率。而且，在样品测量完成时如果发现测量时间不够，则一般会要求该样品重新测量，更加影响测量效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的不足而提供一种在能谱仪探测中自动确定测量时间的方法。该方法不仅能有效提高样品的测量效率，减少环境变化对测量结果的影响，而且能减少人为判定测量时间的不确定性。。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：

一种在能谱仪探测中自动确定测量时间的方法，其特征在于包括以下步骤：

A：实时对被测样品进行跟踪监测能谱仪测量采集的谱线数据并缓存；

B：对步骤A中跟踪缓存的谱线数据，进行数据前处理；

C：根据当前跟踪的谱线数据以及步骤B中处理过的谱线数据获取稳定性参数；

D：进行稳定性判断，自动判断当前谱线的采集是否满足稳定条件；如果满足条件，则自动停止样品的测量采集，如果不满足条件，继续测量采样并跟踪谱线数据。

按上述方案，采用能谱仪采集模块对被测样品进行谱线采集，采用能谱仪控制模块对谱线数据进行跟踪检测并缓存、数据前处理、获取稳定性参数以及对谱线数据进行稳定性判断。

按上述方案，步骤A中跟踪检测采集数据的方法为用等时间间隔或者按照一定的时间间隔周期获取当前采集的谱线数据，并开辟专门的数据空间或者建立文件的方式将该采集数据进行缓存。

按上述方案，所述的等时间间隔为20s-800s。

按上述方案，步骤B中所述的数据前处理包括滤波处理和/或归一化处理。

按上述方案，所述的滤波处理为根据能谱仪的道址长度，对采集数据进行平滑滤波，滤波长度在0到300点。

按上述方案，所述的归一化处理为时间归一化处理和/或样品活度归一化处理；所述的时间归一化处理为将采集谱线数据除以当前测量时间，得到单位时间内的采集数据；所述的对活度归一化处理为用采集谱线数据除以谱线数据的总计数率，得到单位活度内的采集谱线数据。

按上述方案，所述的谱线数据的总计数率为谱线总的计数除以第一次跟踪记录数据的测量时间。

按上述方案，步骤C中所述的获取稳定性参数的方法包括对采集谱线形状的动态进行稳定性计算和/或对采样谱线解谱结果的变化情况进行稳定性计算。

按上述方案，所述的对谱线形状的动态变化进行稳定性计算为将当前谱线形状与前一次或几次保存的采集谱线形状进行作差，将差值动态变化的曲线作为稳定性参数。

按上述方案，所述的差值动态变化曲线为将所有的采集谱线数据与上一次跟踪谱线数据依次对应相减，然后求序列的平方和的均值。

按上述方案，所述的对谱线解谱结果的变化情况进行稳定性计算为对当前谱线与前一次或几次保存的谱线进行作差对比，解谱分析后得到谱线中各个采集元素的含量以及内外照射指数，将各项解谱结果动态变化的曲线作为稳定性曲线。

按上述技术方案，所述的解谱分析采用最小二乘-逆矩阵法。