3000F建材仪 说明书

CIT-3000F川制00000175号智能化建材放射性检测仪（低本底γ能谱仪）使用手册四川新先达测控技术有限公司国家核技术工业应用工程技术研究中心目录开机必读...................................................................................................................1第一章概述.............................................................................................................2第二章主要技术指标.............................................................................................2第三章仪器配置.....................................................................................................3第四章仪器整体结构及原理.................................................................................3第五章计算原理.....................................................................................................5第六章模型标定流程.............................................................................................66.1通讯连接.......................................................................................................66.2软件复制.......................................................................................................76.3参数设置......................................................................................................76.4保存标准谱.........................………………………………………………..9第七章样品检测流程…………………………………………………………...11CIT-3000F智能化低本底γ能谱仪使用手册通讯地址：成都市成华区龙潭寺隆锦广场3-4-1楼电话：[phone]Page1Page开机必读欢迎使用四川新先达测控技术有限公司生产的CIT-3000F智能化建材放射性检测仪。1、主机探头接口与探头信号线的连接和断开，都必须在关机的状态下操作；2、用户在仪器使用过程中，应随时检查设置参数是否正确；3、操作仪器时必须掌握《说明书》第六章、第七章内容；4、探头核心部件主要由光电倍增管及碘化钠晶体组成，应注意防振、防摔、防潮、防水；5、遇到疑问，请及时与我们联系。CIT-3000F智能化低本底γ能谱仪使用手册通讯地址：成都市成华区龙潭寺隆锦广场3-4-1楼电话：[phone]Page2Page第一章概述CIT-3000F建材放射性检测仪是由四川新先达公司研制、生产的数字化低本底多道γ能谱仪。该仪器在多道谱仪、活度测量模型、数据采集与处理、方法研究等技术方面雄居国内领先水平，是适用于测量建材、矿物、环境放射性比活度的新型智能化核测量仪器。该仪器与电脑联机使用，Windows全中文操作系统，使测量更直观、操作更方便。该仪器经过了国土资源部鉴定，鉴定委员会一致认为：该仪器的技术路线和软硬件设计先进，方案合理，综合性能处于国内领先水平；该仪器已获得“制造计量器具许可证”，并被科技部列为“九五”国家重点科技推广产品、“十五”国家重点新产品计划。目前，该仪器已在全国五百余家计量、质检机构和科研单位得以推广应用，使用效果明显。该仪器已成为质量技术监督检验部门、卫生防疫部门、环境保护、地质勘查、石材评价、科学研究和加工等单位进行Ra-226、Th-232、K-40放射性比活度定量测试、室内氡气测量的必备法定检验仪器。第二章主要技术指标数字化多道析器（1024/2048）；脉冲模式与谱线模式自由互换；梯形脉冲成型，成型时间：2μS；微分非线性：0.2%；积分非线性：0.01%；软件可调增益范围：1-65535；时间量程：10-65500秒,时间可调；测量核素范围：U、Th、K、137Cs、241Am等多种放射性核素；重复性:2.0%；稳定性:1.0%；采用USB-CAN接口联接计算机操作测量结果不确定度:≤6%仪器整机分辨率：优于6.9%(Cs-137)；24小时内峰位漂移不大于0.5%；仪器整机探测效率高，零漏计数；单核素标准物质进行标定，快速、准确、方便；在能区50keV-3000keV内本底计数率不大于5cps；Windows平台下全中文测量软件，独有的数据库管理模式，操作简单方便；整机功耗：电流小于300mA；使用温度：0℃—50℃；CIT-3000F智能化低本底γ能谱仪使用手册通讯地址：成都市成华区龙潭寺隆锦广场3-4-1楼电话：[phone]Page3Page主机重量小于1.5kg，尺寸：20×15×10cm；标准铅室：屏蔽室壁厚100mm，内腔直径200mm；高灵敏低钾NaI(Tl)能谱探头晶体尺寸：ф75mm×75mm；第三章仪器配置数字化低本底多道γ能谱仪主机1台；高灵敏低钾NaI(Tl)探测器1个；新一代标准铅室1套；标准物质存放罐1个；USB-CAN盒及连接线1套系统操作软件1套；通讯电缆1根；国家放射性标准物质1套；国家放射性标准物质证书1份；放射性标准样品盒一套；国家级仪器检定证书1份（中国测试技术研究院出具）；用户使用说明书1份；第四章仪器整体结构及原理仪器由分析主机和探头两部分组成，主机由分析仪主板、高压板、低压板、充电器、可充电电池等部分构成。仪器面板仪器后板仪器采用高性能单片微机实现仪器的微机化。利用单片微机系统的功耗低、可靠性高、可独立为一个简单的微机系统等优点，利用微机的存储容量大，计算能力强等特点可以组成全谱测量微机工作站，完成数据的备份、处理，计算等工作。二者之间通过USB-CAN接口进行通讯。CIT-3000F智能化低本底γ能谱仪使用手册通讯地址：成都市成华区龙潭寺隆锦广场3-4-1楼电话：[phone]Page4Page仪器内部结构如上图所示，主要由探头、放大器、多道分析器、单片微机系统、可充电电源（连续工作时间大于12小时），组成测量系统。电脑作为大容量数据存储系统和数据处理系统，完成数据的保存、处理、计算等工作。为保证信号的传输质量,需要前置放大器将信号进行功率放大。探测器测量的信号比较小，而且信号比较窄，为了多道脉冲幅度分析器将测量信号进行幅度分析从而实现能谱测量，需要线形主放大器将脉冲信号进行幅度的线形放大与脉冲的成形。核谱分析核心部件——多道脉冲幅度分析器1．多道脉冲幅度分析器的工作原理多道脉冲幅度分析器是核谱测量中的关键部件，它的作用是把被测得的模拟量转变成计算机可以接受的数值量。即完成对脉冲幅度的甄别。工作过程是：获取核谱信号(采样脉冲峰值)，ADC将脉冲转换成与幅度成正比的数值量，再以数值量作为存储器的道址码记录脉冲数，存储于存储器中的各道计数即表征了脉冲按幅度大小的分布情况，然后再进行数据处理。多道脉冲幅度分析器中，Ａ/Ｄ转换电路，峰值保持电路，甄别电路及控制电路等起着重要作用，下面将分别介绍。2．峰值保持电路（1）峰值保持电路作用能谱测量时，所测的是脉冲峰顶幅度，但探测器输出信号经放大成形后的脉冲信号峰顶宽度较窄，不能满足脉冲幅度分析的需要，采用保持电路使脉冲峰值展宽并保持一定时间以满足后继电路的要求。并与线性门配合工作，可防止后继脉冲的叠加。（2）原理电路峰值保持电路由运算放大器、二极管、电容、线性并关组成，见图九。在输入脉冲的前沿时刻，S1闭合，S2断开，二极管Ｄ1导通，Ｖin给保持电容Ｃ1充电；在输入脉冲的后沿时刻，由于二级管的单向导电性Ｃ1不能通过Ｄ1放电，理论上Ｃ1一直保持峰值幅度。图八中的运算放大器具有高速、宽频带、开环增益足够大等特性，Ｃ1上的电压可以迅速达到输入脉冲的峰值Ｖ。在A/D转换开始后S1断开，防止后继脉冲的叠加，当A/D转换结束后，由控制电路发出开关闭合指令，图中的开关Ｓ2闭合，电容对地放电，待放电完毕后，S2断开，S1闭合。充放电的速度可以通过改变电容值、电阻值来调整。3．Ａ/Ｄ转换电路（1）Ａ/Ｄ转换作用用Ａ/Ｄ转换电路对输入脉冲进行编码，即将模拟量转换成数字量。每个被分析的脉冲的幅度可以由它转换后的数字量来表示，转换后得到的数字量经过一定的处理将作为存储器的道址码。（2）Ａ/Ｄ转换原理考虑到转换的速度和精度，功耗等因素，我们使用的是12位逐次逼近型Ａ/Ｄ转换芯片ADS774。顺序脉冲分配器自高位至低位逐次改变数码寄存器中的数，并使经Ｄ/Ａ转换后的模拟电压Ｕa与待转换的模拟电压Ｕi相比较。若Ｕa＜Ｕi，则增加数码寄存器中数字量；反之，则减小数字量，直到Ｕi＝ＵaCIT-3000F智能化低本底γ能谱仪使用手册通讯地址：成都市成华区龙潭寺隆锦广场3-4-1楼电话：[phone]Page5Page为止。由于Ｄ/Ａ转换器输出的模拟电压Ｕa与数码寄存器中的数字量成正比，数码寄存器中的数字值也必然与被转换的模拟电压Ｕi成正比，从而完成Ａ/Ｄ转换。Ａ/Ｄ转换的精度取决于Ｄ/Ａ转换的精度（包括基准电源、电阻的精度和稳定度以及电子开关的“通”、“断”特性）及Ｄ/Ａ转换器的输出电阻与电压比较器输入电阻间的匹配。第五章计算原理1平滑处理为了减少能谱测量数据的统计涨落影响，同时又要保留最重要的特征，可对数据采用光滑技术，以利于寻找谱峰或判别谱峰的准确位置，常用的平滑（光滑）算法为二次多项式五点平滑算法。计算公式如下所示：yi=(-3yi-2+12yi-1+17yi+12yi+1-3yi+2)/35一般进行一、二次平滑处理，便能收到良好效果。2能量刻度全谱测量时，为了根据射线能量确定峰位（道址）或者反过来根据峰位确定射线能量都需要对谱仪进行能量刻度。本系统的能量刻度曲线线性，可用如下线性方程表示：E(xp)=Gxp+E0式中,xp为峰位，E0为直线的截距（0道的能量），G为直线的斜率，即每道所对应的能量间隔。能量刻度曲线也可写成另一种形式：xp=Z+E/G式中Z称为零截，表示对应于零能量的道数。建材放射性能谱测量微机分析软件中使用的是K的1.461MeV、Th的2.614MeV两个峰位（天然建筑材料中此二峰比较明显，易于辨认），实现能量刻度。3含量计算全谱测量的重要目的之一就是获取U-Ra、Th、K的含量。对于多道谱仪，Ra、Th、K三个测量道就是三个测量的谱段。由于全谱测量的谱段是通过能量刻度后动态确定的，因此可克服谱飘而引起的测量误差。一般钾的能量范围取为1.30-1.60MeV，铀-镭的能量范围取为1.62-2.0MeV，钍的能量范围取为2.45-2.90MeV。由于谱线的部分重叠以及射线的康普顿散射效应，实际U-Ra、Th、K的含量与三个测量道（谱段）之间同时存在着相关关系，一般可表示为线性相关，如下所示。Wra=a1NRa+b1NTh