[发明专利]一种二维位敏中子探测器读出装置及其读出方法

说明书

技术领域

本发明涉及二维位敏中子探测器技术，特别是涉及一种二维位敏中子探测器读出装置及其读出方法。

背景技术

目前的二维位敏中子探测器(二维位敏中子探测器是一种在二维方向上（X轴方向和Y轴方向）位置敏感的中子探测器；位置敏感是指传感器在位置感应或是位置测量方面有效，能输出表示位置坐标信号或是位置坐标改变量的信号)电子学读出基本结构如图1所示，是由连接PMT的前放、预放大器、ADC驱动、FADC（快速ADC）、缓存、预处理核心和读出总线构成。此方法是基于幅度侦别的，所以优点是分辨精度高，但缺点也十分明显：需要的电子学处理电路复杂，成本高，特别是当探测面积增大时而使PMT通道数增加时，所需要的ADC驱动和FADC都成倍增加。如果需要做庞大的二维位敏中子探测器,此方法都会因为成本原因而很难实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种二维位敏中子探测器读出装置及其读出方法，电路结构简单，降低了成本，且分辨精度高。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种二维位敏中子探测器读出装置，包括PMT（英文photomultiplier tube的缩写，中文为光电倍增管）前置放大器、预放大器、比较器、预处理器、DAC及网络通信端口；PMT前置放大器的输入端连接PMT光电倍增管，PMT前置放大器的输出端连接预放大器的输入端，预放大器的输出端连接比较器的正输入端，高速比较器的输出端连接预处理器的输入端，预处理器与网络通信端口双向连接，预处理器的输出端与DAC的输入端连接，DAC的输出端与比较器负输入端连接。

较佳地，所述比较器与预处理器之间还设置比较器输入接口和数据锁存器，比较器输入接口的一端与比较器输出端连接，另一端连接数据锁存器的输入端，数据锁存器的输出端连接预处理器。

较佳地，所述数据锁存器的输入端连接触发信号输入接口，用于连接触发信号。

较佳地，所述比较器输入接口设置为100～400个输入口，用于连接100～400个PMT光电倍增管通道。

较佳地，所述PMT前置放大器为AD8099运算放大器。

较佳地，所述预放大器为AD8131运算放大器。

较佳地，所述比较器为AD8564比较器。

较佳地，所述DAC为MAX5316数模转换器。

一种利用所述的二维位敏中子探测器读出装置的读出方法，包括如下步骤：

步骤1.PMT光电倍增管发出光电子信号，通过PMT通道输送至PMT前置放大器，将光电子信号放大至100mV以上，放大后的光电子信号输送至预放大器；

步骤2.预放大器进一步放大光电子信号，将光电子信号放大至700mV以上，并将放大后的光电子信号输送至比较器的正输入端；

步骤3.DAC数模转换器产生电压为0～2V，分辨率为5mV，幅度可调的阈值信号，并将该阈值信号输送至比较器的负输入端；

步骤4.比较器将光电子信号与阈值信号比较，光电子信号小于阈值信号则比较器输出低电平，光电子信号大于阈值信号则比较器输出高电平，当输出高电平时光电子信号判定为有效光电子信号，将比较结果通过比较器输入接口输送至数据锁存器；

步骤5.触发信号通过触发信号接口控制数据锁存器将比较器输出接口的数据状态锁存在数据锁存器阵列中，同时锁存时基信号，所述时基信号为自动触发序号或者实时时钟信号；

步骤6.预处理器读取数据锁存器阵列中的数据至FIFO（英文First Input First Output的缩写）先进先出队列中，同时将数据通过网络通信端口发送至数据库服务器。

较佳地，所述触发信号为外部触发信号或内部控制基于时钟的定时自动触发信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单，替换了FADC和ADC驱动电路，节省了成本，提高了分辨精度。

附图说明

 图1为现有技术二维位敏中子探测器读出装置结构示意图；

    图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的拓展结构示意图。

具体实施方式