一体化塑料闪烁探测器研发

摘要

一体化塑料闪烁探测器指的是探测器在结构上集成了模拟信号处理模块与数字模块于一体；在功能上实现了模拟信号的放大、成形以及将其转变为数字信号进行远距离传输，最终能够进行实时计数率测量。目前，国外已经成功地研制了集成化、智能化程度高以及信号传输抗干扰能力强的塑料闪烁探测器，而国内对塑料闪烁探测器的一体化技术研究相对滞后，此外，塑料闪烁探测器对γ射线的探测效率拥有其他探测器所无法比拟的优势，为了弥补国内在塑料闪烁探测器的一体化技术研发水平的不足，因此，极其有必要进行自主开发研制高度集成化的塑料闪烁探测器。
　　本论文是在传统塑料闪烁探测器原理、结构以及成熟的核电子学技术基础上进行的一体化塑料闪烁探测器研究设计。首先，介绍了塑料闪烁探测器的基本工作原理，接着提出了一体化的信号传输方案，并根据该方案对探测器的外壳和内部信号处理电路进行了适应于一体化的结构设计。而后，还明确了一体化探测器的相关技术指标以及配件参数选取要求。第三章为本论文的核心，详细介绍了探测器的信号处理电路，它主要包括模拟信号处理电路和数字信号处理电路两大模块，这也是一体化塑料探测器研发的关键技术所在，本人在研发过程中依次完成了电路设计、调试与测试等工作。此外，还详细阐述了探测器的固定安装方案（包括探测器的外部接线和固定安装支架的机械设计）以及外部通讯协议。
　　最后，本论文对设计出的一体化探测器样机开展了本底计数率、稳定性、轴向均匀性、坪曲线等性能指标测试以及应用实验，通过获取的大量实验数据分析可知：该探测器设计方案合理可靠，基本达到相关技术指标的设计要求，属于一款稳定性好、测量精度高的一体化塑料闪烁探测器。以上研究工作将为后续一体化探测器的性能参数优化工作奠定了坚实的基础。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 塑料闪烁探测器的国内外研究现状

1.3 论文重要研究工作及内容安排

第2章 一体化探测器的总体设计方案

2.1 塑料闪烁探测器的基本工作原理

2.2 一体化探测器的信号传输与结构方案

2.3 探测器技术指标及配件选取

第3章 一体化塑料闪烁探测器的信号处理电路设计

3.1 分压器

3.2 模拟信号处理模块

3.3 数字模块

第4章 一体化探测器的安装指南及通讯协议

4.1 安装指南

4.2 通讯协议

第5章 探测器的性能测试及应用实验

5.1 性能测试

5.2 应用实验（液位测量）

第6章 总结与展望

6.1 论文工作总结

6.2 未来工作展望

参考文献

附录一 定时/计数程序

附录二 4小时稳定性测试原始数据

附录三：图目录

附录四：表目录

攻读学位期间的学术成果

致谢