一种GM管脉冲整形与过载指示电路的制作方法

本发明涉及gm管，特别是一种gm管脉冲整形与过载指示电路。

背景技术：

1、当前，随着我国核利用技术在各行各业中的运用规模持续扩大，关于核安全方面的问题越来越被人们重视。核辐射事故对于生物体乃至整个生态系统的危害都极大。在实际应用中，通常用剂量率来表示核辐射的强弱，所以，准确可靠地显示剂量率是减少和避免核辐射事故发生的重要手段。目前，gm计数管是最常用的核辐射探测器，由于灵敏度高，输出脉冲幅度大，稳定性高被广泛应用。

2、在实际应用中，gm管作为辐射探测器，通常，其阳极由阳极电阻接上所需的直流高压电源上，其阴极通过阴极检测电阻接地，当gm管被一核辐射粒子击中时，其阴极上会有一正的模拟脉冲出现。随着外部核辐射强大的不断增大，该脉冲的频率也成线性的增大。故电路可以通过该统计该输出脉冲的频率，乘上一定的系数，即可指示出对应的环境剂量率。根据公式n＝hdexp(-hdtm)，其中，n为计数率，d为剂量率，h为gm计数管的探测灵敏度，tm为gm计数管的死时间，由公式可知，通过统计输出脉冲的计数率即可得知相应的剂量率。

3、当遇到较高的辐射场强，gm计数管的脉冲输出变得密集起来，若随着辐射场强的进一步增大，不可避免的出现脉冲堆积问题，即前一个脉冲未消退，后一个脉冲已经出现，产生叠加，造成输出脉冲宽度变长、计数漏记等问题，若拿这种情况下的计数率来计算剂量率，与实际值有极大的偏差，给使用者带来极大的安全隐患：1、随着环境辐射的进一步增大，仪器指示的剂量率反而减小了，如图1所示，给出了错误的剂量率指示，让使用者获得错误的剂量率信息。2、在极强的辐射场强中，本应警示(过载指示)的高辐射剂量场合的仪器，因为脉冲堆积异常严重，错误的指示出使用者处于安全剂量率的环境中，这些问题将会对使用者造成伤害，严重时还会有其他严重的后果。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明的目的是提供一种gm管脉冲整形与过载指示电路。

2、本发明采用以下方案实现：一种gm管脉冲整形与过载指示电路，包括gm管电路、比较电路、单稳态电路，所述gm管电路的输入端与高压电源连接，所述gm管电路的输出端与所述比较电路的输入端连接，所述比较电路的输出端与所述单稳态电路的输入端连接，所述单稳态电路的输出端输出脉冲信号。

3、进一步的，所述gm管电路包括电阻r1、电阻r2、gm管，所述电阻r1的一端与所述高压电源连接，所述电阻r1的另一端与所述gm管的阳极连接，所述gm管的阴极与所述电阻r2的一端、所述比较电路的输入端连接，所述电阻r2的另一端接地。

4、进一步的，所述比较电路包括比较器u1、电容c1、电阻r3，所述比较器u1的反向输入端与所述gm管的阴极连接，所述比较器u1的同相输入端与第一电源连接，所述比较器u1的同相输入端与所述电容c1的一端连接，所述电容c1的另一端接地，所述比较器u1的输出端与电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与所述单稳态电路的输入端连接。

5、进一步的，所述第一电源为1v电源。

6、进一步的，所述单稳态电路包括u2芯片、电阻r4、电容c2、电容c3、二极管d1，所述u2芯片的1号引脚与所述电阻r3的另一端、所述二极管d1的阴极连接，所述二极管d1的阳极与所述u2芯片的5号引脚连接，所述u2芯片的5号引脚输出脉冲信号，所述u2芯片的2号引脚与所述u2芯片的3号引脚均与第二电源连接，所述u2芯片的4号引脚接地，所述u2芯片的6号引脚与所述电容c3的一端连接，所述电容c3的另一端与所述u2芯片的7号引脚、所述电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与所述所述u2芯片的8号引脚、所述电容c2的一端连接后与所述第二电源连接，所述电容c2的另一端接地。

7、进一步的，所述第二电源为5v电源。

8、本发明的有益效果：本发明输出端的输出脉冲的频率，会随着核辐射的增强而增大，在环境的核辐射继续增加时，其输出的脉冲频率会达到上限，后面核辐射即使再增大，该输出脉冲的频率还是以该最大频率输出，其脉冲输出频率不会像之前那样变低，能够解决因为脉冲堆积而导致的剂量率变小和相应的过载指示的问题；gm管阴极的脉冲信号通过加入的比较器u1和带二极管反馈的单稳态电路，完成了等幅等宽的脉冲信号的整形，且其频率具有单向性，用该输出脉冲频率来转换的剂量率，规避了随着环境核辐射剂量增大时，仪器上的剂量率指示不增反降的问题，为使用者提供了准确可靠的剂量率测量值；通过实时比较该等幅等宽的脉冲信号，判断其是否达到最大频率，即可可靠给出是否过载(超量程)的警示，避免了使用者受照射过量而受到无法逆转伤害。

技术特征：

1.一种gm管脉冲整形与过载指示电路，其特征在于：包括gm管电路、比较电路、单稳态电路，所述gm管电路的输入端与高压电源连接，所述gm管电路的输出端与所述比较电路的输入端连接，所述比较电路的输出端与所述单稳态电路的输入端连接，所述单稳态电路的输出端输出脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的一种gm管脉冲整形与过载指示电路，其特征在于：所述gm管电路包括电阻r1、电阻r2、gm管，所述电阻r1的一端与所述高压电源连接，所述电阻r1的另一端与所述gm管的阳极连接，所述gm管的阴极与所述电阻r2的一端、所述比较电路的输入端连接，所述电阻r2的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种gm管脉冲整形与过载指示电路，其特征在于：所述比较电路包括比较器u1、电容c1、电阻r3，所述比较器u1的反向输入端与所述gm管的阴极连接，所述比较器u1的同相输入端与第一电源连接，所述比较器u1的同相输入端与所述电容c1的一端连接，所述电容c1的另一端接地，所述比较器u1的输出端与电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与所述单稳态电路的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种gm管脉冲整形与过载指示电路，其特征在于：所述第一电源为1v电源。

5.根据权利要求3所述的一种gm管脉冲整形与过载指示电路，其特征在于：所述单稳态电路包括u2芯片、电阻r4、电容c2、电容c3、二极管d1，所述u2芯片的1号引脚与所述电阻r3的另一端、所述二极管d1的阴极连接，所述二极管d1的阳极与所述u2芯片的5号引脚连接，所述u2芯片的5号引脚输出脉冲信号，所述u2芯片的2号引脚与所述u2芯片的3号引脚均与第二电源连接，所述u2芯片的4号引脚接地，所述u2芯片的6号引脚与所述电容c3的一端连接，所述电容c3的另一端与所述u2芯片的7号引脚、所述电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与所述所述u2芯片的8号引脚、所述电容c2的一端连接后与所述第二电源连接，所述电容c2的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的一种gm管脉冲整形与过载指示电路，其特征在于：所述第二电源为5v电源。

技术总结
本发明涉及一种GM管脉冲整形与过载指示电路，包括GM管电路、比较电路、单稳态电路，所述GM管电路的输入端与高压电源连接，所述GM管电路的输出端与所述比较电路的输入端连接，所述比较电路的输出端与所述单稳态电路的输入端连接，所述单稳态电路的输出端输出脉冲信号。本发明输出端的输出脉冲的频率，会随着核辐射的增强而增大，在环境的核辐射继续增加时，其输出的脉冲频率会达到上限，后面核辐射即使再增大，该输出脉冲的频率还是以该最大频率输出，其脉冲输出频率不会如传统GM管那样出现变低的情况，能够解决因为脉冲堆积而导致的剂量率变小和相应的过载指示的问题。

技术研发人员：陈明銮,张华,魏鸿林
受保护的技术使用者：福州智元仪器设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13