CN103675884A - 一种用于判断g-m计数管核辐射探测器中g-m计数管饱和的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核辐射监测领域，提供一种用于判断G-M计数管核辐射探测器中G-M计数管饱和的方法，该方法是在计数管阴脉冲输出后加入积分功能，积分模块输出为直流电压，直流电压送后继电路处理显示，记录G-M计数管在其测量上限时的输出电压VT，把它作为判断G-M计数管是否饱和的判断依据，用测量到的积分模块输出电压VD与电压VT比较，判断计数管是否饱和，当输出电压大于电压VT时，G-M计数管工作在饱和状态；当输出电压小于电压VT时，G-M计数管工作在正常状态。本发明方法能够有效避免对辐射场测量值的误判。
Description
技术领域
本发明涉及核辐射监测领域，具体的说是一种用于判断G-M计数管核辐射探测器中G-M计数管饱和的方法。
背景技术
G-M计数管具有输出信号幅度大，功耗低、适用环境温度范围宽、体积小、结构简单可靠、造价低、寿命长等优点，在核燃料加工、反应堆、加速器、核电站、环境辐射监测等核辐射监测领域被广泛应用。
使用G-M计数管作为核辐射探测器，其信号采集电路通常如图1、2所示。此电路的工作原理如下：核辐射射线进入G-M计数管灵敏体积内，使灵敏体积内气体发生电离，产生的电子在加速电场作用下加速向阳极漂移并产生倍增电子，在阳极丝附近发生电子雪崩，从而在G-M计数管阴阳两极之间产生脉冲电流。脉冲电流流经电阻R2，产生电压脉冲，经电容C1隔直处理后送后继处理电路。一般的后继处理电路包括脉冲甄别、成形、计数和计数率-剂量率转换等处理功能模块。
以上电路的缺点是，随着剂量率的增加，单位时间内进入G-M计数管灵敏体积内的射线增多，在计数管阳极丝周围产生的正离子鞘没有完全消失的情况下产生的脉冲增多，计数管逐渐进入饱和状态，输出脉冲幅度越来越小，其中部分脉冲幅度降到后继甄别电路阈值以下，导致二次仪表记录到的脉冲数越来越小。甚至在剂量率达到一定量级后，后继处理电路记录的计数率反而比低剂量率时小。这可能导致仪器的测量值在量程高端时反折，使用户产生误判，造成核辐射事故。
发明内容
本发明就是针对上述背景技术中的不足之处，而提供一种用于判断G-M计数管核辐射探测器中G-M计数管饱和的方法，能够有效避免对辐射场测量值的误判。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的。
一种用于判断G-M计数管核辐射探测器中G-M计数管饱和的方法，该方法包括以下步骤：
（1）在G-M计数管阴脉冲输出后设置积分模块对G-M计数管输出进行积分，积分模块输出为直流电压VD；
（2）将核辐射探测器安放在标准辐射场下进行校准，记录G-M计数管在其测量上限时的输出电压VT，把它作为判断G-M计数管是否饱和的判断依据；
（3）用实时采集到的积分模块输出电压VD与电压VT比较，判断计数管是否饱和，当输出电压VD大于电压VT时，G-M计数管工作在饱和状态，当输出电压VD小于电压VT时，G-M计数管工作在正常状态。
在上述技术方案中，步骤（1）中所述的积分模块根据计数管信号采集电路和后继处理电路的不同，选择采用无源积分、有源积分或者数字积分电路。
本发明提供的一种用于判断G-M计数管核辐射探测器中G-M计数管饱和的方法，可以准确判断G-M计数管是否饱和，避免由于G-M计数管式仪表在剂量率超过测量上限时测量值偏小可能造成核辐射事故的问题。
附图说明
图1 G-M计数管型核辐射探测器信号采集电路原理图一。
图2 G-M计数管型核辐射探测器信号采集电路原理图二。
图3 本发明中积分模块的实施例一。
图4 本发明中积分模块的实施例二。
图5 本发明中输出电压VD随剂量率增大的变化趋势图。
其中：R1为阳极电阻，R2、R3为取样电阻，C1为隔直电容，C2为积分电容，Vp为输出脉冲，VD为积分模块输出直流电压，VT为积分模块在G-M计数管在核辐射射线测量上限剂量率下的输出直流电压，A1为放大器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种用于判断G-M计数管是否饱和的方法。该方法是在计数管阴脉冲输出后加入积分功能，积分模块输出为直流电压，直流电压送后继电路处理显示。其原理如图3、4所示。
如图3、4所示，为本发明的两种实施例。其中，图3为G-M计数管工作在阴极取样模式下判断G-M计数管是否饱和的电路原理图；图4为G-M计数管工作在阳极取样的判断计数管是否饱和的电路原理图；积分模块由R3电阻和C2电容组成，积分时间常数应为计数管死时间的3倍到5倍或更大；A1放大器起隔离和缓冲作用。如图3所示，G-M计数管阴极与放大器A1输入端相连，放大器A1输出端经电阻R3和电容C2并联电路后接地。如图4所示，G-M计数管阴极与放大器A1输入端相连，G-M计数管阴极经电阻R3和电容C2并联电路后接地。
将利用图3、4原理设计的核辐射探测器和二次仪表连接，二次仪表应能够记录和处理输出脉冲VP和输出电压VD。积分电路输出的直流电压VD变化趋势如图5所示。当剂量率接近G-M计数管测量上限时，积分电路输出电平变化缓慢；剂量率超过G-M计数管测量上限后，积分电路输出电平变化很小。
将核辐射探测器安放在标准辐射场下进行校准。记录G-M计数管在其测量上限时的输出电压VT，把它作为判断G-M计数管是否饱和的判断依据。用测量到的积分模块输出电压VD与电压VT比较，判断计数管是否饱和。当输出电压大于电压VT时，G-M计数管工作在饱和状态；当输出电压小于电压VT时，G-M计数管工作在正常状态。
Claims (4)
1.一种用于判断G-M计数管核辐射探测器中G-M计数管饱和的方法，其特征是该方法包括以下步骤：
（1）在G-M计数管阴脉冲输出后设置积分模块对G-M计数管输出进行积分，积分模块输出为直流电压VD；
（2）将核辐射探测器安放在标准辐射场下进行校准，记录G-M计数管在其测量上限时的输出电压VT，把它作为判断G-M计数管是否饱和的判断依据；
（3）用实时采集到的积分模块输出电压VD与电压VT比较，判断计数管是否饱和，当输出电压VD大于电压VT时，G-M计数管工作在饱和状态，当输出电压VD小于电压VT时，G-M计数管工作在正常状态。
2.根据权利要求1所述的用于判断G-M计数管核辐射探测器中G-M计数管饱和的方法，其特征是：步骤（1）中所述的积分模块根据计数管信号采集电路和后继处理电路的不同，选择采用无源积分、有源积分或者数字积分电路。
3.根据权利要求1所述的用于判断G-M计数管核辐射探测器中G-M计数管饱和的方法，其特征是：步骤（1）中所述的积分模块由电阻R3和电容C2并联组成，放大器A1起隔离和缓冲作用；G-M计数管阴极与放大器A1输入端相连，放大器A1输出端经电阻R3和电容C2并联电路后接地。
4.根据权利要求1所述的用于判断G-M计数管核辐射探测器中G-M计数管饱和的方法，其特征是：步骤（1）中所述的积分模块由电阻R3和电容C2并联组成，放大器A1起隔离和缓冲作用；G-M计数管阴极与放大器A1输入端相连，G-M计数管阴极经电阻R3和电容C2并联电路后接地。
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