[发明专利]基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于纳秒光源的能谱仪多参数标定系统，其包含核脉冲信号输出主通道和核脉冲信号输出符合通道，每个通道均采用电流核脉冲信号驱动LED发出核脉冲光信号，模拟闪烁体受辐射发出纳秒级核脉冲光信号。本发明分别可以实现对谱仪的多项参数性能指标进行测试和标定，包括符合反符合性能；谱线展宽测试；分辨率；谱线的失真程度；通过率、计数率；死时间；基线恢复能力和直流偏移精度；能量探测范围；并且可以测试和标定谱仪的稳谱性能；信噪比提升能力；多种前放的工作性能；波形甄别能力；提取核脉冲信号的上升时间、衰减时间精度；成形算法实现效果；信号采集精度问题；通过一定的规律的核脉冲信号输出以测试和标定谱仪的稳定性。

技术领域

本发明属于谱仪设备领域，涉及一种基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统及测试标定方法。

背景技术

伽马能谱仪的研究对于放射源的分析具有重要意义，并且在环境监测、核试验物理研究、医疗行业、核物理教学实验、国防安全等领域都具有不可忽视的意义。而伽马能谱仪的各项参数性能也是决定着能谱仪的作用范围。现在的能谱仪逐渐向多参数的提取方向发展。但是对于谱仪参数性能却没有一个专业化的设备对其进行标定和测试。

为了解决以上问题，本发明设计实现了一套基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统。

发明内容

本发明的目的为提供基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统，可以对符合反符合仪器设备的精度、效率等性能进行测量。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统，包括上位机、ZYNQ SoC处理器、DDR3、EMMC、供电单元、核脉冲信号输出主通道和核脉冲信号输出符合通道，所述上位机与ZYNQ SoC处理器连接，所述DDR3和EMMC分别与ZYNQ SoC处理器连接，所述ZYNQ SoC处理器分别与核脉冲信号输出主通道和核脉冲信号输出符合通道连接，所述核脉冲信号输出主通道和核脉冲信号输出符合通道分别与上位机连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述上位机与ZYNQ SoC处理器通过网口连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述ZYNQ SoC处理器包括ARM单元和FPGA单元，所述ARM单元通过AXI总线与FPGA单元连接，所述EMMC与ZYNQ SoC处理器的ARM单元通过通用IO口连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述核脉冲信号输出主通道包括数模转换芯片(DAC)、差分转单端单元、LED、滤光片、PMT、前置放大器、待测谱仪系统；所述DAC与ZYNQ SoC处理器的FPGA单元连接，所述差分转单端单元的输入与DAC的输出引脚连接，所述差分转单端单元的输出与LED连接，所述滤光片贴在PMT与LED之间，所述PMT的输出端与前置放大器连接，所述前置放大器与待测谱仪系统的主通道相连。

作为上述技术方案的进一步描述：所述核脉冲信号输出主通道包括数模转换芯片(DAC)、差分转单端单元、LED、滤光片、PMT、前置放大器、待测谱仪系统；所述DAC与ZYNQ SoC处理器的FPGA单元连接，所述差分转单端单元的输入与DAC的输出引脚连接，所述差分转单端单元的输出与LED连接，所述滤光片贴在PMT与LED之间，所述PMT的输出端与前置放大器连接，所述前置放大器与待测谱仪系统的康普顿散射反符合测量通道相连。

作为上述技术方案的进一步描述：所述待测谱仪系统与上位机通过USB3.0连接。

作为上述技术方案的进一步描述：所述上位机为电脑PC。

作为上述技术方案的进一步描述：所述供电单元分别与上位机、ZYNQ SoC处理器、DDR3、EMMC、核脉冲信号输出主通道和核脉冲信号输出符合通道连接。

一种基于纳秒光源的能谱仪多参数测试标定系统的测试标定方法，包括如下步骤：