低本底αβ檢測儀是一種測量低水平α、β放射性強度的精密儀器??捎糜谒⑼寥?、建材、礦石、氣溶膠、食品等的總α、總β放射性測量;適用于輻射防護、環(huán)境保護部門、醫(yī)療、生物、農(nóng)業(yè)、科研院所和高等院校等進行的低水平αβ放射性強度測量。
低本底αβ測量儀的探測器頂端的閃爍體是由α閃爍物質(zhì)(ZNS硫化鋅)和β閃爍物質(zhì)(對聯(lián)三苯)壓制在的有機玻璃板上。由于α粒子和β射線進入閃爍物質(zhì)時后,將全部能量損失在閃爍物質(zhì)上,引起閃爍發(fā)光,閃爍光子被光電倍增管接收并轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電信號。電信號進入電子線路,轉(zhuǎn)換成電脈沖信號,被記錄。每一個α粒子撞擊閃爍體后產(chǎn)生的光信號進入電子線路整合后在顯示器上被記錄成一個計數(shù)。所以低本底αβ測量儀也被通俗叫做低本底αβ計數(shù)器。計數(shù)率與樣品中核素活度(發(fā)射的αβ粒子數(shù)量)成正比。
為完成放射性測量與分析,低本底αβ測量儀電路的基本要求如下:模擬放大電路要具有較大信噪比,實現(xiàn)探測器輸出的微弱信號放大;能同時放大多路信號,且不互相串?dāng)_;能實時對多路數(shù)字信號進行反符合與計數(shù),計數(shù)器位寬不小于16位;具有與計算機通信功能。該電路的穩(wěn)定性、可靠性直接影響著測量儀的測量精度和長時間穩(wěn)定性,本文采用高性能放大器和比較器設(shè)計放大比較矩陣,基于可編程邏輯器件CPLD和STM32單片機,設(shè)計了一種四路低本底αβ測量儀的電路,實現(xiàn)了高精度可靠測量。
低本底αβ測量儀電路工作原理是:將探頭單元(包含4路主探頭和2路反符合探頭,共6路信號)輸出的微弱模擬模擬信號進行放大甄別,成形為數(shù)字脈沖,再經(jīng)反符合過濾本底信號后進行計數(shù),計數(shù)結(jié)果送到單片機處理和顯示等,后通過計算機獲取測量數(shù)據(jù),完成計算、顯示、打印報表等。其硬件組成如圖1所示,主要由6路探頭矩陣(4路主探頭和2路反符合探頭)、放大矩陣、比較器矩陣、可編程邏輯器件CPLD、MCU、RS232接口、高壓及高壓控制電路和低壓電源等部分組成。