[发明专利]γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统及方法

权利要求书

1.一种γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统，其特征在于：包括光源单元、辐射源单元、CCD辐照单元、信号处理单元(10)和上位机；

所述辐射源单元包括辐射源(4)和辐射源升降装置(5)，所述辐射源(4)用于诱发CCD辐照单元产生电离损伤，所述辐射源升降装置(5)与辐射源(4)连接，用于控制辐射源(4)的位置；

所述光源单元包括光源(1)、光源升降装置(2)和光源屏蔽盒(3)，所述光源(1)用于给CCD辐照单元提供均匀光源，使其达到饱和工作状态；所述光源升降装置(2)与光源(1)连接，用于控制光源(1)的位置，所述光源屏蔽盒(3)设置在光源(1)的下方，辐照时光源(1)位于光源屏蔽盒(3)内，避免辐射源(4)对光源(1)的影响；

所述CCD辐照单元包括CCD传感器(6)，所述光源(1)的出射光、辐射源(4)的γ射线垂直照射在CCD传感器(6)上；

所述信号处理单元(10)包括CCD驱动电路模块、A/D转换模块、FPGA主控模块、无线传输模块和电源模块；所述CCD驱动电路模块分别与CCD传感器(6)、FPGA主控模块连接，将FPGA主控模块产生的TTL时序驱动信号转换为满足CCD传感器(6)电压要求的驱动信号，所述CCD传感器(6)在驱动信号的驱动下完成图像采集，并输出图像模拟量信号；所述A/D转换模块分别与CCD传感器(6)、FPGA主控模块连接，对图像模拟量信号进行前级滤波、信号放大、暗电平钳位、去噪声相关双采样处理，并将该图像模拟量信号转化为数字量信号；所述FPGA主控模块用于产生CCD传感器(6)正常工作的TTL时序驱动信号，提供A/D转换模块所需的嵌位和采样/保持脉冲信号，同时利用内置存储缓存图像数据；所述无线传输模块与FPGA主控模块连接，将缓存于FPGA主控模块的图像数据无线长距离的传输至上位机；

所述上位机接收保存无线传输模块传输的图像数据并对其进行处理，获得饱和信号的变化曲线；所述电源模块分别与CCD传感器(6)、FPGA主控模块、CCD驱动电路模块、A/D转换模块、无线传输模块连接，为各模块提供稳定的电压。

2.根据权利要求1中的γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统，其特征在于：所述信号处理单元(10)设置在信号单元屏蔽盒(9)中，信号单元屏蔽盒(9)用于屏蔽辐射源(4)对信号处理单元(10)的影响，使得信号处理单元(10)设置在辐照室内，减小CCD辐照单元和信号处理单元(10)的传输距离，确保系统的稳定运行。

3.根据权利要求2中的γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统，其特征在于：所述CCD传感器(6)通过杜邦线(8)与电源模块、A/D转换模块以及CCD驱动电路模块连接。

4.根据权利要求1或2或3中的γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统，其特征在于：所述无线传输模块包括发送端和接收端，发送端主要由单片机STM32和433MHz无线发送单元构成，所述接收端主要由无线接收单元和USB转TTL模块构成，接收端通过USB接口实现与上位机的无线通信。

5.根据权利要求4中的γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统，其特征在于：所述A/D转换模块包括模拟信号预处理电路和模数转换电路，所述模拟信号预处理电路对输入的图像模拟量信号进行前级滤波、信号放大、暗电平钳位、去噪声相关双采样处理，所述模数转换电路将图像模拟量信号转化为数字量信号。

6.根据权利要求5中的γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统，其特征在于：所述模拟信号预处理电路包括恒流驱动电路和滤波放大电路，所述FPGA主控模块包括现场逻辑可编辑阵列和FLASH存储电路。

7.根据权利要求6的γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统，其特征在于：所述上位机包括数据接收上位机(11)和外部远程控制上位机(13)，所述数据接收上位机(11)通过USB接口接收无线传输模块接收端发送的图像数据，并将该图像数据通过网线(12)传输给外部远程控制上位机(13)，外部远程控制上位机(13)接收保存图像数据，并对图像数据进行处理，获得饱和信号的变化曲线，获得CCD传感器辐照前后饱和输出信号变化规律。