一种用于γ射线能谱计数测量的装置及方法与流程

本发明涉及γ射线能谱测量技术领域，并且更具体地，涉及一种用于γ射线能谱计数测量的装置及方法。

背景技术：

掺铈溴化镧(labr3:ce)闪烁晶体是目前国际研究和应用最热的新型无机闪烁晶体材料，具有光输出高(大于60000ph/mev)、衰减时间短(小于30ns)、能量分辨率高(小于4％)等优异特性。理想最高计数率接近3x107cps；

一般溴化镧x(γ)谱仪由放大电路1，线性门2，甄别器3，逻辑控制电路4，峰位保持电路5，模数变换电路6，和存储电路7组成。

上述谱仪的变换时间(tt)，由溴化镧上升时间(t1)，采样保持时间(t2)，模数变换电路变换时间(t3),存储电路存储时间(t4)组成，总变换时间又被称为死时间。

tt＝t1+t2+t3+t4

为提高高计数率性能，现有技术使用如下方法：

1.选择高性能adc，减少t3，进而减少tt。缺点，提高有限。

2，采用纯数字电路，做高采样率的连续adc。缺点，能量分辨率降低，功耗大

3.从ad变换开始的数字电路，采用流水线方式。缺点，成本高

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出了一种用于γ射线能谱计数测量的装置，包括：

放大电路，所述放大电路接收γ射线能量信号，并将所述γ射线能量信号转换为模拟信号；

多个测量支路，测量支路接收模拟信号，向逻辑控制控制电路发出转换开始信号，寻找模拟信号峰位并保持峰位的电平，将电平转换位数字信号并输出；

逻辑控制电路，所述逻辑控制电路接收转换开始信号，发出转换开始信号延时预设时间，关闭测量支路，开启下一个测量支路；

存储电路，接收数字信号，并根据接收的多个测量支路输出的数字信号确定γ射线能谱的计数值。

可选的，测量支路，包括：

线性门及甄别器，所述线性门及甄别器接收模拟信号；

峰位保持电路，所述峰位保持电路寻找模拟信号峰位并保持峰位的电平；

模数变换电路，将电平转换位数字信号。

可选的，甄别器接收的模拟信号上升沿超过阈值时逻辑控制电路动作。

可选的，预设时间为放大电路的上升时间与衰减时间的和。

可选的，多个测量支路测量完成后，逻辑电路开启第一个接收模拟信号的测量支路，继续接收模拟信号，直至模拟信号发送完成。

可选的，计数值为多个测量支路输出的数字信号和。

本发明还提出了一种对γ射线能谱计数测量的方法，包括：

控制放大电路接收γ射线能量信号，并将所述γ射线能量信号转换为模拟信号；

控制测量支路接收模拟信号，向逻辑控制控制电路发出转换开始信号，寻找模拟信号峰位并保持峰位的电平，将电平转换位数字信号并输出；

控制逻辑控制电路接收转换开始信号，发出转换开始信号延时预设时间，关闭测量支路，开启下一个测量支路；

控制存储电路，接收数字信号，并根据接收的多个测量支路输出的数字信号确定γ射线能谱的计数值。

可选的，测量支路包括多个，所述测量支路包括：

线性门及甄别器，所述线性门及甄别器接收模拟信号；

峰位保持电路，所述峰位保持电路寻找模拟信号峰位并保持峰位的电平；

模数变换电路，将电平转换位数字信号。

可选的，甄别器接收的模拟信号上升沿超过阈值时逻辑控制电路动作。

可选的，预设时间为放大电路的上升时间与衰减时间的和。

可选的，多个测量支路测量完成后，逻辑电路开启第一个接收模拟信号的测量支路，继续接收模拟信号，直至模拟信号发送完成。

可选的，计数值为多个测量支路输出的数字信号和。

本发明使γ射线能谱计数率得到大幅提高，计数率的限制主要受闪烁体衰减时间的制约，且计数率提高的同时，分辨率没有受到影响

附图说明

图1为本发明装置的结构图；

图2为本发明方法的流程图；

1：放大电路，2：线性门(包括：2-1，2-2，……2-n)，3：甄别器(包括：3-1，3-2，……3-n)，4：逻辑控制电路，5：峰位保持电路(包括：5-1，5-2，……5-n)，6：模数变换电路(包括：6-1，6-2，……6-n)，7：存储电路。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本发明提出了一种用于γ射线能谱计数测量的装置，如图1所示，包括：

放大电路，所述放大电路接收γ射线能量信号，并将所述γ射线能量信号转换为模拟信号；

多个测量支路，测量支路接收模拟信号，向逻辑控制控制电路发出转换开始信号，寻找模拟信号峰位并保持峰位的电平，将电平转换位数字信号并输出；

逻辑控制电路，所述逻辑控制电路接收转换开始信号，发出转换开始信号延时预设时间，关闭测量支路，开启下一个测量支路；

存储电路，接收数字信号，并根据接收的多个测量支路输出的数字信号确定γ射线能谱的计数值。

测量支路，包括：

线性门及甄别器，所述线性门及甄别器接收模拟信号；

峰位保持电路，所述峰位保持电路寻找模拟信号峰位并保持峰位的电平；

模数变换电路，将电平转换位数字信号。

甄别器接收的模拟信号上升沿超过阈值时逻辑控制电路动作。

预设时间为放大电路的上升时间与衰减时间的和。

多个测量支路测量完成后，逻辑电路开启第一个接收模拟信号的测量支路，继续接收模拟信号，直至模拟信号发送完成。

计数值为多个测量支路输出的数字信号和。

下面结合实施例对本发明进行进一步的说明：

如图1所示，线性门(包括：2-1，2-2，……2-n)，甄别器(包括：3-1，3-2，……3-n)，峰位保持电路(包括：5-1，5-2，……5-n)，模数变换电路(包括：6-1，6-2，……6-n)；根据放大电路的上升时间与衰减时间的和(tp)，和总变换时间(tt)确定所需分支电路的数量n，n区整数，n大于tt/tp。

初始状态，除线性门2-1开启之外，其他线性门均关闭。逻辑控制电路4保证，每一时刻有且只有一个线性门开启。

放大电路1输出的模拟信号，通过线性门2-1，进入甄别器3-1，信号上升沿超过阈值时，甄别器3-1向逻辑控制电路4发转换开始信号，告诉控制电路本支路开始后续工作(峰位保持电路5-1寻找峰位并保持该电平，模数变换电路6-1将该电平转换成数字，存储电路7接收来自模数变换电路6-1的转换结果)。控制电路收到转换开始信号后，延迟时间tp(放大电路的上升时间与衰减时间的和)，关闭线性门2-1，然后马上打开下一个支路的线性门2-2。

支路的线性门2-2，开启后，支路2开始工作。

逻辑控制电路4按上述逻辑，顺序让各个支路工作；支路n工作完成后支路1又开始工作。

本发明还提出了一种对γ射线能谱计数测量的方法，如图2所示，包括：

控制放大电路接收γ射线能量信号，并将所述γ射线能量信号转换为模拟信号；

控制测量支路接收模拟信号，向逻辑控制控制电路发出转换开始信号，寻找模拟信号峰位并保持峰位的电平，将电平转换位数字信号并输出；

控制逻辑控制电路接收转换开始信号，发出转换开始信号延时预设时间，关闭测量支路，开启下一个测量支路；

控制存储电路，接收数字信号，并根据接收的多个测量支路输出的数字信号确定γ射线能谱的计数值。

其中，测量支路包括多个，所述测量支路包括：

线性门及甄别器，所述线性门及甄别器接收模拟信号；

峰位保持电路，所述峰位保持电路寻找模拟信号峰位并保持峰位的电平；

模数变换电路，将电平转换位数字信号。

其中，甄别器接收的模拟信号上升沿超过阈值时逻辑控制电路动作。

其中，预设时间为放大电路的上升时间与衰减时间的和。

其中，多个测量支路测量完成后，逻辑电路开启第一个接收模拟信号的测量支路，继续接收模拟信号，直至模拟信号发送完成。

其中，计数值为多个测量支路输出的数字信号和。

本发明使γ射线能谱计数率得到大幅提高，计数率的限制主要受闪烁体衰减时间的制约，且计数率提高的同时，分辨率没有受到影响

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。