[发明专利]核脉冲能量测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种核脉冲能量测量方法及系统，其中，核脉冲能量测量方法包括：将被测核脉冲信号与N个直流电平阈值同时进行比较，计算得到第一综合时间量，N＞1；预先建立一查找表，该查找表表示实际测量的核脉冲信号的综合时间量和能量值之间的关系，该综合时间量采用实际测量需要的N个直流电平阈值获得；以及依据被测核脉冲信号的第一综合时间量和查找表，确定被测核脉冲信号的能量值。本发明的核脉冲能量测量方法和系统能够实现高精度时间和能量测量，具有抗噪声能力强、测量精度高、集成度高的综合性能。

技术领域

本公开属于核信号测量领域，涉及一种核脉冲能量测量方法及系统。

背景技术

核探测器接收到入射的核或者粒子，其输出脉冲信号一般包含入射粒子的能量信息、时间信息和位置信息。其中能量和时间是最基本的信息，测量核脉冲的能量在核信号处理和核技术应用中具有重要地位。

核探测器输出的核脉冲信号一般为电流脉冲信号，该信号时间上的积分(即核脉冲电荷量)就是核脉冲事例的能量信息。传统上，能量的测量是将电流信号积分，产生积分电压信号，用模拟数字变换器(ADC)采样信号波形，采样点的最大值就是核脉冲的能量值。随着核探测器技术的发展，一个探测器所含的通道数越来越多，每一个通道都用一个高速ADC采样波形的能量测量方法，会使得测量电子学规模越来越大。

然而现有的测量能量的方法，具有较低的测量精度，更进一步，不能实现时间和能量信息的精确测量，如何在一定面积或者一定规模的电路或硬件的基础上实现能量和时间信息的高精度测量，成为亟需解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种核脉冲能量测量方法及系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种核脉冲能量测量方法，包括：将被测核脉冲信号与N个直流电平阈值同时进行比较，获得该被测核脉冲信号超过每一个直流电平阈值的第一时间宽度，并将N个直流电平阈值对应作为每一个第一时间宽度的权数，计算N个第一时间宽度的加权平均数得到第一综合时间量，N＞1；预先建立一查找表，基于实际测量的核脉冲信号库，建立该核脉冲信号库中所有核脉冲信号的综合时间量与能量值的函数关系，该综合时间量基于N个直流电平阈值获得；以及依据被测核脉冲信号的第一综合时间量和查找表，确定被测核脉冲信号的能量值。

在本公开的一些实施例中，预先建立一查找表的步骤包括：核脉冲信号波形的采集，采集多个核探测器实际测量输出的核脉冲信号波形作为核脉冲信号库；归一化处理，将核脉冲信号库中所有核脉冲信号波形的幅度归一化，并将所有核脉冲信号波形在同一时刻的采样值求平均，获得所有核脉冲信号的归一化平均波形；数值仿真，由获得的归一化平均波形仿真得到不同幅度的仿真信号波形，将每个仿真信号波形与N个直流电平阈值同时进行比较；对于每个仿真信号波形，获得超过每一个直流电平阈值的第二时间宽度，并将N个直流电平阈值作为对应每一个第二时间宽度的权重，计算得到每个仿真信号波形的综合时间量；以及计算每个仿真信号波形下的面积，得到核脉冲信号的能量值，并对应建立每个核脉冲信号的综合时间量和能量值之间的对应关系表，得到查找表。

在本公开的一些实施例中，归一化处理和数值仿真的步骤采用Matlab软件实现。

在本公开的一些实施例中，N个直流电平阈值按照从小到大的顺序排列后，最大的电平阈值的值小于其余N-1个电平阈值的和。

在本公开的一些实施例中，N个直流电平阈值与被测核脉冲信号的上升沿相交的N个时间戳T₁、T₂、…T_i…、T_N，1≤i≤N，可用于表征该被测核脉冲信号的到来时间。