[其他]快響應計數率計及其在水分計上的應用

在審

• 申請號: 101985000002595
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1004107B
• 公開（公告）日: 1989-05-03
• 發明（設計）人: 劉其盛;華建偉;孫繼英;戴國歡
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

核物理應用技術領域的計數率計，帶有單板機控制，本發明計數率計的計數設置為了改變現有計數率計計數時間長的缺點，以便及時輸出控制信號進行閉環控制，采取了下面的計數設置：以Ｔｒ＝Ｔ／ｒ為一個時間單元進行數據處理，Ｔｒ等分原來需要的計數時間Ｔ，將新的Ｔｒ時間的計數代替最早的Ｔｒ時間內的計數，再相加所有Ｔｒ的計數得到新的Ｔ時間的計數。用此制成的計數率計和用此計數率計的水分計的響應時間短，可用于自動控制。

本發明用于實驗核物理和技術應用領域中核事件數的測量和材料中含水量的測量。

當前核輻射強度（核事件在一定時間間隔內的數目）的測量通常是用定標器或計數率計進行的。定標器是測量和顯示時間間隔T內的計數，清除以后再測量和顯示下一個T時刻的計數。計數率計是將輸入的脈沖數轉換成慢變化的電壓信號（模擬量），其電壓的大小正比于輸入的脈沖數。由于放射性測量具有統計誤差，而測量結果的相對標準誤差VN是VN＝I/N，其中N是T時間內的總計數。所以N越大，相對誤差越小。因此為保證一定測量精確度就必須有一定的測量時間T，特別是在弱放射性（即N較小）時T必須選得較長。如果測量用常用的計數率計，則必須加大電路的時間常數，以積累足夠的總計數N，當把上述定標器或計數率計用于工業生產過程的閉環控制（如在生產線的測厚儀、測水儀等）時，由于測量時間T較長，對快變化過程容易造成滯后和振蕩。除此缺點以外，如果對一個多參數系統使用計算機控制時，那么現有計數率計（核心為泵電路）由于輸出的是慢變化的模擬電壓信號尚需進行一次A/D轉換。參考文件Nuclear Instruments and Methods 188（1981）（核儀器與方法319～325頁）提及了一種設計方法，美國專利US-3761712給出了水分計的設計。

為了解決計數率計計數時間長，不利于自動控制的缺點，本發明提出了一種實現快響應計數的計數率計及用此計數率計的中子水分計。

圖1為快響應計數率計的電路圖，圖2是中子水分計的方框圖。

本發明的技術解決方案是這樣實現的：

第一，本發明的快響應計數率計是由模擬信號處理電路和中央控制裝置（簡稱中控）組成。由中控記錄和處理模擬信號處理電路來的脈沖數。本發明計數方法的特征在于由中控控制把原來需要計數的時間T等分成r個單元，每隔Tr＝T/r的時間進行一次數據處理，即清除出最早的那個Tr時間內的計數，然后用新得到的Tr內計數去代替它，再求這r個計數之和就得到了新的T時間的計數，采用此種計數方法的計數率計是快響應計數率計。

第二，本發明的快響應計數率計中的模擬信號處理電路可以是放大成型電路、符合一反符合電路、脈沖幅度甄別器、單道脈沖幅度分析器等;中控可以是單板機或專門設計的微機，其中包括中央處理單元、存貯器、CTC、鍵盤和顯示等部分。本發明的特征在于中控采取了上述的計數功能設置。

第三，快響應計數率計中的模擬信號處理電路可以是放大成型電路，可由一個三極管的放大電路連接到單穩態成型電路L組成。從探頭來的信號經一個三極管B的放大電路放大后接入成型電路L，從成型電路L直接接入中控T的CTC的某一通道CLK/TRG上。

第四，本發明的中控T中的（CTC）的四個通道是這樣安排的，除與微打相連用去一個通道外，剩下三個，其中一個通道與L相連，同時該通道還與另一通道串聯，以擴大計數量程。最后一個通道作定時器用。

第五，作為本發明的一項應用，提出了一種中子水分計，它由中子源101慢中子計數管102和前置放大器103構成的探頭104，高壓電源107，低壓電源106和計數率計105組成，其特點在于計數率計采用了上述的快響應計數率計。

本發明所取得的效果與現有技術相比，具有以下實質性的特點：

第一，響應速度快，由于本發明的計數系統更新一次計數所需的時間Tr為Tr＝T/r，因此本計數率計的響應速度比通常的定標器和計數率計提高了r倍，又因為后者在顯示和清除時刻是不計數的，而前者在顯示和清除時刻也一直在計數，因此就避免了由于死時間造成的漏計數損失，從而實際的響應速率大大超過了r倍。