本發(fā)明涉及一種X射線能級(jí)探測(cè)電路，適用于探測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

X射線探測(cè)是接收穿透混合物質(zhì)后射線的強(qiáng)度。通過(guò)不同介質(zhì)對(duì)不同能級(jí)的吸收情況進(jìn)行測(cè)量，可以求解出混合物質(zhì)的介質(zhì)屬性和組成情況。射線經(jīng)過(guò)探測(cè)器后產(chǎn)生電壓脈沖，輸入處理測(cè)量線路后，記錄X射線強(qiáng)度的計(jì)數(shù)。

射線在NaI晶體管中被轉(zhuǎn)換成電脈沖，脈沖數(shù)目的多少，反映射線強(qiáng)度的大小，即脈沖數(shù)目越多，射線的強(qiáng)度越大。為了能夠記錄出反映不同能級(jí)的放射性強(qiáng)度，脈沖電信號(hào)則需要傳輸?shù)接?jì)數(shù)器的計(jì)量電路中。測(cè)量自然X射線強(qiáng)度的方法是記錄同一點(diǎn)處不同能量的射線強(qiáng)度，從而獲得該點(diǎn)的能譜?，F(xiàn)有的能級(jí)探測(cè)電路工作不穩(wěn)定、精度較低，因此設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的X射線能級(jí)探測(cè)電路非常必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種X射線能級(jí)探測(cè)電路，電路結(jié)構(gòu)緊湊，測(cè)量速度快，穩(wěn)定性好，提高了電路的抗噪性能，克服了傳統(tǒng)的能級(jí)探測(cè)電路工作不穩(wěn)定、精度較低的問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

X射線能級(jí)探測(cè)電路由高壓電源、前置放大電路微分電路、前置放大電路積分電路、主放大電路組成。探測(cè)器的高壓電源電路主要包括脈沖信號(hào)發(fā)生電路、充電回路、控制電路三部分。

所述探測(cè)器需要千伏高壓直流電壓將非可電光光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并且放大，形成電脈沖信號(hào)。選用變壓器設(shè)計(jì)供電電路，通過(guò)變壓器把12 V的輸人電壓轉(zhuǎn)變成輸出的1800V直流電壓。

所述前置放大電路采用積分電路和微分電路組成。X射線探測(cè)中，探測(cè)器的輸出信號(hào)往往比較小，輸出信號(hào)需要放大才能進(jìn)行傳輸和檢測(cè)，因而探測(cè)器需要進(jìn)行放大處理。探測(cè)器和放大器之間存在分布電容，分布電容愈大，信噪比就愈低。前置放大電路的主要作用是提高系統(tǒng)的信噪比、對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大及減小外界干擾的影響。因此將前置放大盡量靠近探測(cè)器，以減少探測(cè)器輸出端到放大器輸人端之間分布電容的影響，減少外界干擾，提高系統(tǒng)的信噪比。

所述主放大器設(shè)計(jì)主要采用三級(jí)串聯(lián)負(fù)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一級(jí)放大器與第二級(jí)放大器、第二級(jí)放大器與第三極放大器之間通過(guò)RC濾波器實(shí)現(xiàn)連接。每一級(jí)的放大倍數(shù)約為10倍，共放大1000倍。每級(jí)電路內(nèi)部均采用深度負(fù)反饋以保證放大倍數(shù)穩(wěn)定和良好的線性度；主放大器內(nèi)部采用直接耦合方式，考慮到需要消除放大器幅度過(guò)載并克服零點(diǎn)漂移的問(wèn)題，在第一級(jí)放大和第二級(jí)放大電路之間采用電阻R2連接實(shí)現(xiàn)直流耦合，在第二級(jí)和第三級(jí)放大電路之間采用電容C3連接，進(jìn)行交流耦合；同時(shí)，在第一、二級(jí)輸出端，各加RC積分網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)低通濾波功能，可衰減高頻噪聲。由于微分電路和積分電路分別決定了通頻信號(hào)的下限頻率和上限頻率，因此當(dāng)選擇微分時(shí)間常數(shù)等于積分時(shí)間常數(shù)時(shí)可獲得最佳信噪比。第三級(jí)放大電路作為主放大電路的輸出級(jí)，在其輸入端并聯(lián)電阻R3，C2與R3組成匹配濾波網(wǎng)絡(luò)，與輸出級(jí)的輸人阻抗相匹配，從而可改善高計(jì)數(shù)率工作時(shí)的基線漂移。

本發(fā)明的有益效果是：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠在成本較低的情況下實(shí)現(xiàn)工作的穩(wěn)定，保證探測(cè)精度?？朔爽F(xiàn)有的能級(jí)探測(cè)電路工作不穩(wěn)定、精度較低的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的探測(cè)器高壓電源。

圖2是本發(fā)明的前置放大電路積分電路。

圖3是本發(fā)明的前置放大電路微分電路。

圖4是本發(fā)明的主放大電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1，探測(cè)器的高壓電源電路主要包括脈沖信號(hào)發(fā)生電路、充電回路、控制電路三部分。探測(cè)器需要千伏高壓直流電壓將非可電光光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并且放大，形成電脈沖信號(hào)。選用變壓器設(shè)計(jì)供電電路，通過(guò)變壓器把12 V的輸人電壓轉(zhuǎn)變成輸出的1 800 V直流電壓。

如圖2、3，前置放大電路采用積分電路和微分電路組成。X射線探測(cè)中，探測(cè)器的輸出信號(hào)往往比較小，輸出信號(hào)需要放大才能進(jìn)行傳輸和檢測(cè)，因而探測(cè)器需要進(jìn)行放大處理。探測(cè)器和放大器之間存在分布電容，分布電容愈大，信噪比就愈低。前置放大電路的主要作用是提高系統(tǒng)的信噪比、對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大及減小外界干擾的影響。因此將前置放大盡量靠近探測(cè)器，以減少探測(cè)器輸出端到放大器輸人端之間分布電容的影響，減少外界干擾，提高系統(tǒng)的信噪比。

如圖4，主放大器設(shè)計(jì)主要采用三級(jí)串聯(lián)負(fù)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一級(jí)放大器與第二級(jí)放大器、第二級(jí)放大器與第三極放大器之間通過(guò)RC濾波器實(shí)現(xiàn)連接。每一級(jí)的放大倍數(shù)約為10倍，共放大1000倍。每級(jí)電路內(nèi)部均采用深度負(fù)反饋以保證放大倍數(shù)穩(wěn)定和良好的線性度；主放大器內(nèi)部采用直接耦合方式，考慮到需要消除放大器幅度過(guò)載并克服零點(diǎn)漂移的問(wèn)題，在第一級(jí)放大和第二級(jí)放大電路之間采用電阻R2連接實(shí)現(xiàn)直流耦合，在第二級(jí)和第三級(jí)放大電路之間采用電容C3連接，進(jìn)行交流耦合；同時(shí)，在第一、二級(jí)輸出端，各加RC積分網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)低通濾波功能，可衰減高頻噪聲。由于微分電路和積分電路分別決定了通頻信號(hào)的下限頻率和上限頻率，因此當(dāng)選擇微分時(shí)間常數(shù)等于積分時(shí)間常數(shù)時(shí)可獲得最佳信噪比。第三級(jí)放大電路作為主放大電路的輸出級(jí)，在其輸入端并聯(lián)電阻R3，C2與R3組成匹配濾波網(wǎng)絡(luò)，與輸出級(jí)的輸人阻抗相匹配，從而可改善高計(jì)數(shù)率工作時(shí)的基線漂移。