CN114252901A - 死时间校正方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种死时间校正方法，包括：使用一个计时器统计实时间，实时间为核仪器实际测量的时间；使用三个计时器分别统计快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间，快通道死时间为快通道无法检测到输入脉冲的时间，尾堆积型堆积判弃死时间为因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，峰堆积型堆积判弃死时间为因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间；根据统计得到的实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间计算得到计数校正因子，使用计数因子进行死时间校正。本申请可以准确地补偿多道中的计数损失，提高计数校正准确度，广泛地应用于目前的核测量系统中。

Description

死时间校正方法和系统

技术领域

本申请涉及核辐射探测技术领域，尤其涉及一种死时间校正方法和系统。

背景技术

核辐射测量的仪器，简称核仪器，都不可避免存在计数损失的问题。核仪器一般连接于探测器之后，放射性粒子进入探测器后，探测器会将放射性粒子沉积在探测器中的能量转化为微弱的电流脉冲信号，这些信号携带着辐射信息。辐射粒子产生的电流脉冲信号将被核仪器做专门的调理放大、数字化、滤波以及信息提取等操作。辐射粒子常见的信息包括辐射粒子的能量、个数、入射探测器的时刻等等。

核仪器统计到的辐射粒子的个数又称为核仪器的计数，核仪器处理一个脉冲需要一定的时间，在这段时间内核仪器无法再处理其他到来的脉冲，因此会导致计数损失。

计数损失的根本原因是核仪器处理一个脉冲需要一定的时间，在核领域中被专门称为“死时间”。放射性核素一定时间内放射出的辐射粒子数是随机的，辐射粒子的个数服从泊松分布。核事件的随机性必然导致辐射粒子可能在核仪器的死时间内进入探测器，这些粒子事件产生的脉冲无法被仪器所处理，从而导致计数损失。

一些常见的产生死时间的因素包括：模拟多道中ADC的转化时间，脉冲反馈前放的恢复时间，脉冲的宽度，高能量脉冲导致的输入饱和时间。

通常一个核仪器会将数字化后的进行分别再使用快通道与慢通道进行滤波后再进行信息的获取与处理，快通道使用较小的时间常数进行滤波，用于对输入的脉冲进行甄别与定时；慢通道使用较大的时间常数进行滤波，用于对输入脉冲进行堆积判弃并负责提取输入脉冲的幅度信息。

脉冲的宽度会导致快通道无法分辨两个时间上非常接近的脉冲，因此快通道的时间分辨能力是有限的。同时，脉冲的宽度也会导致慢通道中两个靠得比较近的脉冲幅度信息发生畸变，因此慢通道需要脉冲进行堆积的判弃，从而避免提取到畸变脉冲的幅度信息。

快通道有限的时间分辨能力以及慢通道的堆积判弃均会导致计数损失，因此有必要进行计数校正以消除测量结果的偏差。计数校正指的是对仪器所获得的计数进行修正，补偿计数损失，以准确地获得输入计数。对于需要在高计数率下准确获取输入计数率的应用，如放射源活度标定测量，不进行修正所获得的结果会出现较大的偏差。如何准确地补偿计数的损失，是仪器设计之中的关键问题。

在核仪器领域，计数校正也被专门地称为“死时间校正”。死时间校正通过给出核仪器测量过程中的死时间，利用实时间减去死时间，从而得到核仪器测量过程中真正有效的测量时间——活时间，以计数与活时间的比值作为真实输入计数的估计。

然而，由于同时考虑快通道时间分辨能力与慢通道堆积判弃的影响在理论上的复杂性，因此目前的死时间校正方法往往只考虑了慢通道导致的计数损失，而有意或无意忽略了快通道对于系统计数损失的影响，由此给死时间校正带来了误差。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种死时间校正方法，解决了现有方法只考虑慢通道导致的计数损失忽略了快通道导致的计数损失的技术问题，综合考虑到了快通道的时间分辨能力与慢通道堆积判弃所导致的计数损失，提高了计数校正的准确度，可以精确地补偿由快通道有限的时间分辨能力以及慢通道脉冲堆积所带来的计数损失，并且可以广泛地应用于目前的核测量系统中。

本申请的第二个目的在于提出一种死时间校正系统。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种死时间校正方法，包括：使用一个计时器统计实时间，其中，实时间为核仪器实际测量的时间；使用三个计时器分别统计快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间，其中，快通道死时间为快通道无法检测到输入脉冲的时间，尾堆积型堆积判弃死时间为因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，峰堆积型堆积判弃死时间为因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间；根据统计得到的实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间计算得到计数校正因子，使用计数因子进行死时间校正。

可选地，在本申请的一个实施例中，计时器有两种状态：

计时状态，在计时状态下计时器根据系统的时钟频率进行计时；

非计时状态，在非计时状态下，计时器的数值保持不变。

可选地，在本申请的一个实施例中，计时器对实时间的计时过程如下：

在整个测量过程保持计时状态。

可选地，在本申请的一个实施例中，计时器对快通道死时间的计时过程如下：

每当快通道检测到一个脉冲时，该计时器会在该快通道脉冲死时间内保持计时状态，快通道脉冲死时间可用另一段时间代替，代替所用的时间与快通道脉冲死时间服从相同的概率分布。

可选地，在本申请的一个实施例中，计时器对尾堆积型堆积判弃死时间统计过程如下：

每当快通道检测到一个脉冲时，首先重置测量尾堆积型堆积判弃死时间的计时器为停止计时状态，同时重新使该计时器在该检测到的脉冲对应的尾堆积型堆积判弃死时间内保持计时状态。

可选地，在本申请的一个实施例中，一个脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间由该脉冲对应的快通道脉冲死时间和尾堆积保护时间决定，

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间小于等于尾堆积保护时间，该脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间等于尾堆积保护时间与该脉冲对应的快通道脉冲死时间之差；

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间大于尾堆积保护时间时，该脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间等于0；

一个脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间可用另一段时间代替，代替所用的时间与计算得到的脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间服从相同的概率分布。

可选地，在本申请的一个实施例中，计时器对峰堆积型堆积判弃死时间统计过程如下：

每当快通道检测到一个脉冲时，首先重置测量峰堆积型堆积判弃死时间的计时器为停止计时状态，同时重新使该计时器在该检测脉冲对应的峰堆积型堆积判弃死时间内保持计时状态。

可选地，在本申请的一个实施例中，一个输入脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间由该脉冲对应的快通道脉冲死时间和峰堆积保护时间决定，

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间小于等于峰堆积保护时间，该脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间等于峰堆积保护时间与该脉冲对应的快通道脉冲死时间之差；

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间大于峰堆积保护时间，该脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间等于0；

一个脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间可用另一段时间代替，代替所用的时间与计算所得到的脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间服从相同的概率分布。

可选地，在本申请的一个实施例中，计数校正因子表示为：

其中，k表示计数校正因子，RT表示统计得到的实时间，DT₁表示统计得到的快通道死时间，DT_2A表示统计得到的尾堆积型堆积判弃死时间，DT_2B表示统计得到的峰堆积型堆积判弃死时间。

为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种死时间校正系统，包括：计时器、控制模块、数据处理模块、校正模块，其中，

计时器，用于分别统计实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间，其中，实时间为核仪器实际测量的时间，快通道死时间为快通道无法检测到输入脉冲的时间，尾堆积型堆积判弃死时间为因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，峰堆积型堆积判弃死时间为因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间；

控制模块，用于控制计时器的状态，保证计时器进行准确的计时；

数据处理模块，用于根据测量得到的实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间计算得到计数校正因子；

校正模块，用于使用计数因子进行死时间校正。

本申请实施例的死时间校正方法和系统，解决了现有方法只考虑慢通道导致的计数损失忽略了快通道导致的计数损失的技术问题，综合考虑到了快通道的时间分辨能力与慢通道堆积判弃所导致的计数损失，提高了计数校正的准确度，可以精确地补偿由快通道有限的时间分辨能力以及慢通道脉冲堆积所带来的计数损失，并且可以广泛地应用于目前的核测量系统中。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例一所提供的一种死时间校正方法的流程图；

图2为本申请实施例的死时间校正方法的框图；

图3为本申请实施例的死时间校正方法的针对准高斯滤波的堆积判弃方法的示意图；

图4为本申请实施例的死时间校正方法的针对梯形滤波的堆积判弃方法的示意图；

图5为本申请实施例的死时间校正方法的整体框图；

图6为本申请实施例的死时间校正方法的死时间统计过程中各个信号示意图；

图7为本申请实施例二所提供的一种死时间校正系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的死时间校正方法和系统。

图1为本申请实施例一所提供的一种死时间校正方法的流程图。

如图1所示，该死时间校正方法包括以下步骤：

步骤101，使用一个计时器统计实时间，其中，实时间为核仪器实际测量的时间；

步骤102，使用三个计时器分别统计快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间，其中，快通道死时间为快通道无法检测到输入脉冲的时间，尾堆积型堆积判弃死时间为因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，峰堆积型堆积判弃死时间为因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间；

步骤103，根据统计得到的实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间计算得到计数校正因子，使用计数因子进行死时间校正。

本申请实施例的死时间校正方法，通过使用一个计时器统计实时间，其中，实时间为核仪器实际测量的时间；使用三个计时器分别统计快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间，其中，快通道死时间为快通道无法检测到输入脉冲的时间，尾堆积型堆积判弃死时间为因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，峰堆积型堆积判弃死时间为因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间；根据统计得到的实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间计算得到计数校正因子，使用计数因子进行死时间校正。由此，能够解决现有方法只考虑慢通道导致的计数损失忽略了快通道导致的计数损失的技术问题，通过综合考虑快通道的时间分辨能力与慢通道堆积判弃所导致的计数损失，提高了计数校正的准确度，可以精确地补偿由快通道有限的时间分辨能力以及慢通道脉冲堆积所带来的计数损失，并且可以广泛地应用于目前的核测量系统中。

进一步地，在本申请实施例中，计时器有两种状态：

计时状态，在计时状态下计时器根据系统的时钟频率进行计时；

非计时状态，在非计时状态下，计时器的数值保持不变。

进一步地，在本申请实施例中，计时器对实时间的计时过程如下：

在整个测量过程保持计时状态。

快通道一般特征为使用较小的成形时间常数，以探测器信号作为输入，将探测器脉冲成形为脉宽小的快通道脉冲，从而准确获取脉冲的时间信息。每个探测器脉冲均会被快通道滤波成形为与其一一对应的快通道脉冲，接着快通道通过过阈触发来判断是否有脉冲输入。快通道死时间指的是快通道脉冲由于自身的脉宽，导致快通道无法检测到输入脉冲的时间。快通道脉冲的脉冲宽度会导致一个快通道脉冲后的一定时间内，快通道无法再识别其他输入脉冲，该时间称为快通道脉冲的死时间。

进一步地，在本申请实施例中，计时器对快通道死时间的计时过程如下：

每当快通道检测到一个脉冲时，该计时器会在该快通道脉冲死时间内保持计时状态，特别地，快通道脉冲死时间可用另一段时间代替，只要代替所用的时间与快通道脉冲死时间服从相同的概率分布。

尾堆积指的是两个脉冲间隔太近时，后一个脉冲堆积在前一个脉冲的尾部，导致后一个脉冲幅度信息发生畸变。尾堆积型堆积判弃指的是，当快通道检测到的两个脉冲的时间间隔小于设定的尾堆积保护时间τ_e时，后一个脉冲幅度信息会发生畸变从而被系统丢弃，由此会导致计数的损失，产生尾堆积型堆积判弃死时间。

进一步地，在本申请实施例中，计时器对尾堆积型堆积判弃死时间统计过程如下：

每当快通道检测到一个脉冲时，首先重置测量尾堆积型堆积判弃死时间的计时器为停止计时状态，同时重新使该计时器在该检测到的脉冲对应的尾堆积型堆积判弃死时间内保持计时状态。

进一步地，在本申请实施例中，一个脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间由该脉冲对应的快通道脉冲死时间和尾堆积保护时间决定，

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间小于等于尾堆积保护时间，该脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间等于尾堆积保护时间与该脉冲对应的快通道脉冲死时间之差；

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间大于尾堆积保护时间时，该脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间等于0；

特别地，一个脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间可用另一段时间代替，只要代替所用的时间与上述方法所得的脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间，服从相同的概率分布。

峰堆积指的是两个脉冲间隔太近时，前一个脉冲幅度信息为提取完后一个脉冲已经到来，导致前一个脉冲幅度信息发生畸变。峰堆积型堆积判弃指的是，当快通道检测到的两个脉冲的时间间隔小于设定的峰堆积保护时间τ_pu时，前一个脉冲幅度信息会发生畸变从而被系统丢弃，由此会导致计数的损失，产生峰堆积型堆积判弃死时间。

进一步地，在本申请实施例中，计时器对峰堆积型堆积判弃死时间统计过程如下：

每当快通道检测到一个脉冲时，首先重置测量峰堆积型堆积判弃死时间的计时器为停止计时状态，同时重新使该计时器在该检测脉冲对应的峰堆积型堆积判弃死时间内保持计时状态。

进一步地，在本申请实施例中，一个输入脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间由该脉冲对应的快通道脉冲死时间和峰堆积保护时间决定，

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间小于等于峰堆积保护时间，该脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间等于峰堆积保护时间与该脉冲对应的快通道脉冲死时间之差；

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间大于峰堆积保护时间，该脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间等于0；

特别地，一个脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间可用另一段时间代替，只要代替所用的时间与上述方法所得的脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间，服从相同的概率分布。

尾堆积型堆积判弃与峰堆积型堆积判弃目的是避免在能谱采集的过程中提取到堆积脉冲畸变的幅度信息，导致采集的能谱中包含错误信息。针对不同的滤波方法需要设定不同的峰堆积判弃和尾堆积判弃保护时间。

进一步地，在本申请实施例中，计数校正因子表示为：

其中，k表示计数校正因子，RT表示统计得到的实时间，DT₁表示统计得到的快通道死时间，DT_2A表示统计得到的尾堆积型堆积判弃死时间，DT_2B表示统计得到的峰堆积型堆积判弃死时间。

本申请实施例中，计数校正因子还可以用以下方式得到：

使用一个计时器测量实时间RT，实时间为核仪器实际测量的时间；使用一个计时器测量快通道死时间，快通道死时间等于快通道无法检测到输入脉冲的时间，用实时间减去快通道死时间得到快通道活时间LT₁；使用一个计时器测量尾堆积型堆积判弃死时间，尾堆积型堆积判弃死时间等于因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，用快通道活时间LT₁减去尾堆积型堆积判弃死时间得到尾堆积型堆积判弃活时间LT_2A；使用一个计时器测量峰堆积型堆积判弃死时间，峰堆积型堆积判弃死时间等于因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，用快通道活时间LT₁减去峰堆积型堆积判弃死时间得到峰堆积型堆积判弃活时间LT_2B；根据前述得到的快通道活时间LT₁、尾堆积型堆积判弃活时间LT_2A以及峰堆积型堆积判弃活时间LT_2B计算出系统活时间，系统活时间LT为：

系统实时间RT与系统活时间LT之比即为计数校正因子。

图2为本申请实施例的死时间校正方法的框图。

如图2所示，该死时间校正方法，S1：在系统中使用1个计时电路RT统计实时间，在系统中使用3个计时电路DT₁、DT_2A和DT_2B以统计系统3种死时间，计时电路DT₁由快通道的逻辑控制，计时电路DT_2A和DT_2B由慢通道的逻辑控制，开始时计时电路DT₁、DT_2A和DT_2B均处于停止计时状态，此时系统处于等待快通道检测到输入脉冲的状态，S2：探测器输出的脉冲被快通道检测到之后，系统控制计时电路DT₁在快通道的脉冲宽度T_fw内保持计时状态；S3：计时电路DT₁计时停止之后，根据DT₁计时的长度T_fw以及慢通道所使用的堆积判弃方法决定DT_2A和DT_2B计时的长度，堆积判弃方法通常可以根据慢通道所使用的滤波方法分为对称型堆积判弃方法和非对称型堆积判弃方法，对于对称型堆积判弃方法，DT_2A和DT_2B在t₁＝τ_pu-T_fw内保持计时状态，如果t₁＜0，则DT_2A和DT_2B不计时。对于非对称型堆积判弃方法，DT_2A在t₁＝τ_pu-T_fw内保持计时状态，如果t₁＜0，则DT_2A不计时；DT_2B在t₂＝τ_e-T_fw内保持计时状态，如果t₂＜0，则DT_2B不计时；如果测量未结束，则回到步骤S2；如果测量结束，则进入到步骤S4；S4：在测量结束时，系统将会得到计时电路RT、DT₁、DT_2A和DT_2B分别的计时结果，分别使用计时器自身的名称表示其计时结果，则计数校正因子k表示为：

其中，k表示计数校正因子，RT表示统计得到的实时间，DT₁表示统计得到的快通道死时间，DT_2A表示统计得到的尾堆积型堆积判弃死时间，DT_2B表示统计得到的峰堆积型堆积判弃死时间。

图3为本申请实施例的死时间校正方法的针对准高斯滤波的堆积判弃方法的示意图。

如图3所示，由于准高斯波形具有缓慢衰减的尾部，准高斯波形尾堆积发生的最小脉冲间隔一般大于峰堆积发生的最小脉冲间隔，因此设定峰堆积保护时间τ_pu小于尾堆积保护时间τ_e。堆积判弃的过程为：若两个脉冲的时间间隔小于设定的峰堆积保护时间τ_pu，则两个脉冲中的前一个脉冲会因幅度信息畸变而被舍弃；若两个脉冲的时间间隔小于设定的尾堆积保护时间τ_e，则后一个脉冲因幅度信息发生畸变而被丢弃。图3中第一对准高斯脉冲间隔很小，小于峰堆积保护时间从而触发了峰堆积判弃，因此前面的脉冲被丢弃；同时也小于尾堆积保护时间触发了尾堆积判弃，因此后面的脉冲同样也被丢弃。图3中第二对准高斯脉冲间隔相对更远，大于峰堆积判弃时间且小于尾堆积判弃时间，因此没有触发峰堆积判弃，前面的脉冲得以被保留，而后面的脉冲叠加在前一个脉冲的尾部，因此脉冲的幅度信息会发生畸变而被尾堆积判弃机制所舍弃。

图4为本申请实施例的死时间校正方法的针对梯形滤波的堆积判弃方法的示意图。

如图4所示，由于梯形波形具有较好的对称性，一般设定峰堆积保护时间τ_pu等于尾堆积保护时间τ_e，因此对于梯形滤波等对称型滤波方法，相当于只有峰堆积保护时间τ_pu一个参数。图4中第一对脉冲间隔小于峰堆积保护时间τ_pu，因此同时触发了两种堆积判弃机制，导致两个脉冲都被舍弃。而第二对脉冲间隔大于所设定的峰堆积保护时间τ_pu，因此两个脉冲都判定为正常脉冲。应当注意，针对对称型滤波的判弃方法某些情况下可以视作针对非对称型滤波的堆积判弃在τ_e＝τ_pu的一种特例，因此在实行本申请所提出的死时间校正方法时可以有一定简化。

图5为本申请实施例的死时间校正方法的整体框图。

如图5所示，该死时间校正方法，包含快通道模块、慢通道模块、计时模块、能谱模块以及计数校正模块，快通道模块与慢通道模块的输入信号为经过模数转换器数字化后的探测器信号。

快通道模块用于对输入的脉冲进行甄别与定时。快通道连接于数模转换器之后，其输入信号为数字化后的探测器信号。快通道的一般特征为使用较小的成形时间常数，其具有较小的脉冲宽度，可以准确获取脉冲的时间信息。快通道通过判断输入脉冲是否过阈以判断是否有脉冲输入。在无输入脉冲时，快通道的输出处于基线附近，此时快通道自身为未过阈状态。当有一定幅度的脉冲到来时，快通道的输出会超过阈值，此时快通道进入过阈状态并且会给出表示有脉冲到来的逻辑信号与对应脉冲到来时刻的时间信息。一段时间之后输入脉冲会逐渐衰减，快通道的输出会恢复到基线附近，快通道重新进入未过阈的状态。

由于快通道脉冲具有一定的宽度，因此其时间分辨能力是有限的，快通道的时间分辨能力与快通道的死时间有关。当有一定幅度的脉冲进入快通道后，在一段时间T_fw之内快通道无法再响应其他的快通道输入脉冲，这段时间为快通道脉冲的死时间T_fw。受到电荷收集时间、噪声以及脉冲堆积的影响，每个快通道脉冲导致的死时间T_fw不尽相同。本申请中以快通道脉冲的过阈时间近似作为快通道脉冲导致的死时间T_fw。

慢通道模块用于对输入脉冲进行堆积判弃并提取输入脉冲的幅度信息。慢通道连接于数模转换器之后，其输入信号为数字化后的探测器信号。慢通道的一般特征为使用较大的时间常数以获得较好的信噪比，并且慢通道利用堆积判弃方法舍弃堆积的脉冲以准确地获取未发生畸变脉冲的幅度。慢通道会根据快通道提供的时间信息，判断到来的脉冲是否受到堆积的影响。

当快通道检测到探测器的脉冲时，慢通道首先会判断该脉冲是否受到堆积的影响。若该脉冲不受堆积的影响，那么该脉冲的幅度信息将会被提取。本申请中以针对准高斯滤波的堆积判弃为例说明本申请提出的死时间校正方法，因此峰堆积保护时间τ_pu小于尾堆积保护时间τ_e。

计时模块用于统计测量过程中的所需要知道的时间量。计时模块连接于快通道模块与慢通道模块之后，其需要快通道模块提供快通道脉冲导致的死时间T_fw以及慢通道提供堆积判弃的参数峰堆积判弃保护时间τ_pu以及尾堆积保护时间τ_e。

计时模块工作总共分为四个步骤。

S1：在系统中使用1个计时电路RT统计实时间RT，在系统中使用3个计时电路DT₁、DT_2A和DT_2B以统计快通道死时间DT₁、峰堆积判弃死时间DT_2A和尾堆积判弃死时间DT_2B。计时电路DT₁由快通道的逻辑控制，计时电路DT_2A和DT_2B由慢通道的逻辑控制。开始时计时电路DT₁、DT_2A和DT_2B均处于停止计时状态，此时系统处于等待快通道检测到输入脉冲的状态。

S2：探测器输出的脉冲被快通道检测到之后，系统控制计时电路DT₁在快通道的脉冲宽度T_fw内保持计时状态。

S3：计时电路DT₁计时停止之后，根据DT₁计时的长度T_fw决定DT_2A和DT_2B计时的长度。DT_2A在t₁＝τ_pu-T_fw内保持计时状态，如果t₁＜0，则DT_2A不计时；DT_2B在t₂＝τ_e-T_fw内保持计时状态，如果t₂＜0，则DT_2B不计时。

如果测量未结束，则回到步骤S2；如果测量结束，则进入到步骤S4。

S4：在测量结束时，系统将会得到RT、DT₁、DT_2A和DT_2B分别的计时结果，分别使用RT、DT₁、DT_2A、DT_2B表示。

计时器有两种状态：计时状态与非计时状态，并可以根据系统的时钟频率进行计时。

计数校正模块用于对能谱中的计数进行校正，计数校正模块与计时模块连接，其利用了计时模块产生的计时结果RT、DT₁、DT_2A、DT_2B，使用如下公式计算出计数校正因子k

其中，k表示计数校正因子，RT表示统计得到的实时间，DT₁表示统计得到的快通道死时间，DT_2A表示统计得到的尾堆积型堆积判弃死时间，DT_2B表示统计得到的峰堆积型堆积判弃死时间。

能谱模块连接于慢通道模块与计数校正模块之后，用于统计和储存计数校正前的能谱以及计数校正后的能谱。慢通道每完成一个脉冲幅度的提取，能谱模块负责在校正前的能谱中与该脉冲幅度成正比的道址上使该道的计数加1，并且在校正后的能谱中与该脉冲幅度成正比的道址上使使该道的计数加上校正的校正因子k。

图6为本申请实施例的死时间校正方法的死时间统计过程中各个信号示意图。

如图6所示，一个脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间由该脉冲对应的快通道脉冲死时间和尾堆积保护时间决定，当一个输入脉冲对应的快通道脉冲死时间T_fw小于等于尾堆积保护时间τ_e时，该脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间等于尾堆积保护时间与该脉冲对应的快通道脉冲死时间之差τ_e-T_fw；当该脉冲对应的快通道脉冲死时间大于尾堆积保护时间时，该脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间会等于0。一个输入脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间由该脉冲对应的快通道脉冲死时间和峰堆积保护时间决定。当一个输入脉冲对应的快通道脉冲死时间T_fw小于等于峰堆积保护时间τ_pu，该脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间等于峰堆积保护时间与该脉冲对应的快通道脉冲死时间之差τ_pu-T_fw；当该脉冲对应的快通道脉冲死时间大于峰堆积保护时间，该脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间会等于0。

图7为本申请实施例二所提供的一种死时间校正系统的结构示意图。

如图7所示，该死时间校正系统，包括：计时器、控制模块、数据处理模块、校正模块，其中，

计时器10，用于分别统计实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间，其中，实时间为核仪器实际测量的时间，快通道死时间为快通道无法检测到输入脉冲的时间，尾堆积型堆积判弃死时间为因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，峰堆积型堆积判弃死时间为因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间；

控制模块20，用于控制计时器的状态，保证计时器进行准确的计时；

数据处理模块30，用于根据测量得到的实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间计算得到计数校正因子；

校正模块40，用于使用计数因子进行死时间校正。

本申请实施例的死时间校正系统，包括：计时器、控制模块、数据处理模块、校正模块，其中，计时器，用于分别统计实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间，其中，实时间为核仪器实际测量的时间，快通道死时间为快通道无法检测到输入脉冲的时间，尾堆积型堆积判弃死时间为因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，峰堆积型堆积判弃死时间为因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间；控制模块，用于控制计时器的状态，保证计时器进行准确的计时；数据处理模块，用于根据测量得到的实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间计算得到计数校正因子；校正模块，用于使用计数因子进行死时间校正。由此，能够解决现有方法只考虑慢通道导致的计数损失忽略了快通道导致的计数损失的技术问题，通过综合考虑快通道的时间分辨能力与慢通道堆积判弃所导致的计数损失，提高了计数校正的准确度，可以精确地补偿由快通道有限的时间分辨能力以及慢通道脉冲堆积所带来的计数损失，并且可以广泛地应用于目前的核测量系统中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，″计算机可读介质″可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种死时间校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用一个计时器统计实时间，其中，所述实时间为核仪器实际测量的时间；

使用三个计时器分别统计快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间，其中，所述快通道死时间为快通道无法检测到输入脉冲的时间，所述尾堆积型堆积判弃死时间为因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，所述峰堆积型堆积判弃死时间为因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间；

根据统计得到的实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间计算得到计数校正因子，使用计数因子进行死时间校正。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计时器有两种状态：

计时状态，在计时状态下计时器根据系统的时钟频率进行计时；

非计时状态，在非计时状态下，计时器的数值保持不变。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计时器对实时间的计时过程如下：

在整个测量过程保持计时状态。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计时器对快通道死时间的计时过程如下：

每当快通道检测到一个脉冲时，该计时器会在该快通道脉冲死时间内保持计时状态，

所述快通道脉冲死时间可用另一段时间代替，代替所用的时间与快通道脉冲死时间服从相同的概率分布。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计时器对尾堆积型堆积判弃死时间统计过程如下：

每当快通道检测到一个脉冲时，首先重置测量尾堆积型堆积判弃死时间的计时器为停止计时状态，同时重新使该计时器在该检测到的脉冲对应的尾堆积型堆积判弃死时间内保持计时状态。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，一个脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间由该脉冲对应的快通道脉冲死时间和尾堆积保护时间决定，

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间小于等于尾堆积保护时间，该脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间等于尾堆积保护时间与该脉冲对应的快通道脉冲死时间之差；

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间大于尾堆积保护时间时，该脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间等于0；

所述一个脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间可用另一段时间代替，代替所用的时间与计算得到的脉冲的尾堆积型堆积判弃死时间服从相同的概率分布。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计时器对峰堆积型堆积判弃死时间统计过程如下：

每当快通道检测到一个脉冲时，首先重置测量峰堆积型堆积判弃死时间的计时器为停止计时状态，同时重新使该计时器在该检测脉冲对应的峰堆积型堆积判弃死时间内保持计时状态。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，一个输入脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间由该脉冲对应的快通道脉冲死时间和峰堆积保护时间决定，

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间小于等于峰堆积保护时间，该脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间等于峰堆积保护时间与该脉冲对应的快通道脉冲死时间之差；

若该脉冲对应的快通道脉冲死时间大于峰堆积保护时间，该脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间等于0；

所述一个脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间可用另一段时间代替，代替所用的时间与计算所得到的脉冲的峰堆积型堆积判弃死时间服从相同的概率分布。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计数校正因子表示为：

其中，k表示计数校正因子，RT表示统计得到的实时间，DT₁表示统计得到的快通道死时间，DT_2A表示统计得到的尾堆积型堆积判弃死时间，DT_2B表示统计得到的峰堆积型堆积判弃死时间。

10.一种死时间校正系统，其特征在于，包括计时器、控制模块、数据处理模块、校正模块，其中，

所述计时器，用于分别统计实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间，其中，所述实时间为核仪器实际测量的时间，所述快通道死时间为快通道无法检测到输入脉冲的时间，所述尾堆积型堆积判弃死时间为因为实施尾堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间，所述峰堆积型堆积判弃死时间为因为实施峰堆积型堆积判弃所导致的计数损失对应的死时间；

所述控制模块，用于控制计时器的状态，保证计时器进行准确的计时；

所述数据处理模块，用于根据测量得到的实时间、快通道死时间、尾堆积型堆积判弃死时间和峰堆积型堆积判弃死时间计算得到计数校正因子；

所述校正模块，用于使用计数因子进行死时间校正。

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