数字化宽量程X-γ剂量率连续监测仪的研制

摘要

目前，随着我国经济迅速发展，电能需求急剧增长，大力发展核电是近期切实可行的办法。但是核技术在给人们造福的同时，也存在着核事故以及放射性污染等潜在危害，核安全问题一直是核技术能否可持续发展的关键问题。因此，为了有效地预防核事故的发生，研制出一种新型、高效、可靠的剂量率连续监测仪器作为提供量化核辐射数据的保障有着重要的意义。
　　从国内外的研究现状来看，国内的辐射监测仪不管是固定式的还是便携式的仪器，大多产品数字化程度不高，仪器前端核电子学部分的比较电压和输入电压均要由电位器来调节，而且均采用一个主机挂接一个探头的模式，测量量程也较小；而国外已经有数字化程度较高、量程宽（量程能够从环境级到防护级）且多个探头对应一个主机的产品，但是价格十分昂贵。因此，为了缩短与国外在技术水平上的差距，研制出一台数字化程度高、量程较宽的核辐射监测仪，并将同类仪器国产化，势在必行。
　　在分析国内外核辐射仪器的发展历程之后，针对国内核辐射仪器在数字化程度较低、量程较小、通用性不强、结构单一等技术问题，提出了一种基于数字化技术的一个主机挂接多个探头的便携式宽量程 X-γ剂量率连续监测仪的解决方案。其研究的主要工作大致包括：
　　1）通过理论知识作指导，选取满足性能要求的探测器；
　　2）完成以MSP430F169单片机为核心的数字化探头的硬件设计；
　　3）完成以MSP430F449单片机为核心的主机的硬件设计；
　　4）分别完成探头与主机的软件设计；
　　5）完成仪器整体性能测试。
　　最后，通过性能测试和实验验证，所研制的测量仪完全达到了期望的技术性能指标要求，具有数字化程度高、量程宽、功耗低和人机交互友好等诸多优点，能够满足各种测量参数数字化设置，而且也满足了从环境级到防护级剂量率监测的宽量程需求。

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1 绪论

1.1课题的研究背景以及意义

1.2 国内外的研究发展状况

1.3 课题研究的主要内容

1.4 课题的特色创新与应用

1.5 本章小结

2 剂量率核仪器的相关概念以及探测器的选型和原理

2.1 相关基本概念简介

2.2探测器的选型

2.3 探测器的原理

2.4本章小结

3 数字化监测仪的硬件设计与研制

3.1数字化探头结构概述

3.2数字化监测仪主机结构概述

3.3数字化监测仪的电源电路模块

3.4数字化探头双探测器部分的硬件

3.5数字化探头控制部分的硬件

3.6数字化探头电路部分实物图简介

3.7主机各模块的硬件

3.8主机部分实物图

3.9本章小结

4 数字化监测仪的软件设计

4.1 软件开发语言与开发环境

4.2 软件系统的组成

4.3本章小结

5 数字化监测仪的调试与性能测试

5.1 仪器的调试

5.2 仪器的性能测试

5.3 仪器的主要性能指标

5.4本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文与成果

致谢

附录一 仪器样机实物图

附录二 运行效果图

附录三 探头数字化控制部分硬件总图

附录四 主机部分硬件总图