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r劑量率測量?jì)x的研制
作者：
時(shí)間：2017-02-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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此儀器為測量環(huán)境中γ放射性劑量率濃度的測量?jì)x表，分成探頭和主機兩大部分：其中探頭由高低量程GM計數管、計數單元和通訊單元組成；主機由通訊、處理單元、鍵盤(pán)、和顯示部分組成。
1 探頭原理
1．1 蓋革-彌勒計數管原理
GM管原理見(jiàn)圖1。蓋革-彌勒計數管(GM管)也稱(chēng)氣體放電計數器。一個(gè)密封玻璃管，中間是陽(yáng)極用鎢絲材料制作，玻璃管內壁涂一層導電物質(zhì)，或是一個(gè)金屬圓管作陰極，內部抽空充惰性氣體(氖、氦)、鹵族氣體。特點(diǎn)是工作電壓低。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201702/338450.htm
當射線(xiàn)進(jìn)入計數管后氣體被電離，負離子由陽(yáng)極吸引移向陽(yáng)極時(shí)，離子又與其他氣體分子碰撞后產(chǎn)生多個(gè)次級電子，快到陽(yáng)極時(shí)次極電子急劇倍增產(chǎn)生雪崩現象。雪崩引起陽(yáng)極整條線(xiàn)上雪崩，發(fā)生放電，放電后空間電子又被中和，剩下許多正離子包圍陽(yáng)極，形成正離子鞘。正離子鞘和陽(yáng)極間的電場(chǎng)因正離子的存在而減弱。此時(shí)若有電子運動(dòng)到該區域，也會(huì )產(chǎn)生雪崩放電，這段時(shí)間不能計數，稱(chēng)"死時(shí)間"。正離子打到陰極時(shí)會(huì )產(chǎn)生(打出)電子，電子被電場(chǎng)加速，又引起計數管放電產(chǎn)生正離子鞘，這一過(guò)程循環(huán)出現。
計數管上電壓U一定時(shí)，射線(xiàn)入射越強電流I越大，輸出脈沖數N越大，a、b段稱(chēng)"坪"，蓋格計數管主要用于探測β粒子和γ射線(xiàn)。
1．2探頭電路
探頭有高壓產(chǎn)生電路、高低量程兩支蓋革-彌勒計數管(GM管)、單片機SM89C52、串口轉485通信芯片MAX485構成，如圖2所示。
高壓產(chǎn)生電路為高低量程GM管提供高壓，使得GM管可以工作。GM管用來(lái)測定輻射，射線(xiàn)通過(guò)GM管并引起電離時(shí)便使該GM管產(chǎn)生電流脈沖，脈沖經(jīng)整形電路、2分頻電路后變成邊緣陡峭的方波，送到SM89C52的T0，T1定時(shí)器做計數，對低量程使用T0作計數，T1作1秒定時(shí)，而高量程則使用T1作計數，T0作定時(shí)，主機可通過(guò)發(fā)送命切換令高低量程測量，當探頭接到主機發(fā)來(lái)的查詢(xún)命令后便把每秒計數值(CPS)返回給主機。探頭電源透過(guò)電纜從主機得到。
低量程GM管ZP1210和高量程GM管Zp1304的接口方式不太一樣，依據數據手冊設計如圖3所示。
2 主機工作原理
主機由單片機SM89C58，12 864點(diǎn)陣液晶、4個(gè)按鍵、MAX 485芯片、AT24C64、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片M41T0構成，主機和探頭通過(guò)電纜連接，如圖4所示。主機的工作是定時(shí)查詢(xún)探頭，得到CPS，運算轉換成劑量率顯示在LCD上，同時(shí)根據該數據決定是否發(fā)送命令切換測量通道、給高低量程GM管哪一個(gè)加高壓。M41T0給系統提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘。AT24C64用來(lái)保存系統參數和密碼等，也用來(lái)保存帶有時(shí)間信息的測量結果，在測量界面下用戶(hù)對當前測量結果可以保存，以便事后追查。主機在液晶上通過(guò)菜單配合4個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現參數的設定、時(shí)間日期調整、密碼管理等。并提供中英文兩種語(yǔ)言切換，可擴展其他任意語(yǔ)言顯示。
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