摘要：环境中存在多种形式未被利用的微能量,通过对其高效收集可供微型设备反复使用。设计了一款低功耗无线剂量仪,通过BQ25505芯片及附属电路进行微能量有效收集与动态管理,采用BGO+sipm作为探测器,并使用低功耗芯片完成模拟电路设计,最后由CC2541蓝牙芯片完成数据处理和传输。经测试表明,该剂量仪剂量率响应情况良好,且能够收集室内灯光中微瓦级能量为剂量仪进行供电,对抛投式或无人监管等电源供给不便的剂量仪研制具有重要意义。

摘要：为了解决硅光电倍增器(Silicon Photomultiplier,sipm)受环境噪声影响大的问题,设计了一款sipm耦合塑料闪烁体探测器的信号放大电路。以AD8014放大芯片和CR电路构成负反馈选通放大电路,并且与OPA657跨阻式放大电路进行对比。该款电路以RC滤波输入部分和集成运算放大器构成信号放大电路,具有快上升时间及低输入噪声;以CR高通滤波电路作为比较器信号输入能够有效防止信号反射。实验结果表明:该信号放大电路能够有效滤除环境噪声,并且具备快上升时间。将该电路与塑料闪烁体探测器耦合,在室温下对^(137)Cs源进行暗噪声水平和输出信号一致性测量,其输出脉冲上升时间小于12 ns,暗噪声水平低于30 mV,优于跨阻式放大电路。

摘要：本文根据sipm击穿电压(V_(br))随温度变化的关系,结合PTC热敏电阻和低压差线性稳压器(LDO)的输入输出特性,设计了一种温度自适应硅光电倍增管偏压电路。并在-20~30℃的温度范围内分为实验组和对照组进行了电压稳定性、纹波测试、温度相关性测试和计数率测试,其中实验组为温度自适应偏压输出,对照组为固定偏压输出。测试结果表明,在设定温度范围内,实验组的过载电压变化较小,比对照组过载电压变化小1.01V,变化率由25.5%变为1.9%,计数率变化从对照组的30%变为1.6%,实验组的计数率变化呈低温度相关性,计数率在100~106次/s之间变化,而对照组计数率明显随温度上升而降低。表明使用本偏压电路时sipm具有较好的温度稳定性。

摘要：核能科学与技术和人们的生活联系紧密,但同时核辐射也可能危害人们的身体健康,因此需要加强对核辐射的监测。有线核辐射监测系统布线复杂、施工周期长、成本较高,且移动性差、故障排查较为困难。为了满足便捷测量γ辐射环境的需求,基于LoRa无线通信技术,设计了γ辐射监测系统。该系统的主要功能包括数据采集、数据处理及数据传输,采用硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,sipm)闪烁体探测器进行数据采集,STM32单片机作为核心处理器对采集的数据进行处理、打包,由LoRa无线通信模块进行数据传输。针对可能存在的因复杂电磁环境、传输距离等因素导致监测系统断线及数据传输频繁时造成的区域内信道拥堵问题,设计了动态最优路径通讯算法,通过筛选中继节点,寻找最优重连路径以及实现数据发送的优先级分配。实际测试结果表明:闪烁体探测器测试辐射数据结果可靠,且基于LoRa的γ辐射监测系统数据传输稳定性达到99.57%以上。该系统具有组网灵活、传输距离远、成本低、拓展性强等优点,具有广泛的应用前景。

摘要：硅光电倍增管(silicon photomultiplier, sipm)作为21世纪以来新型光电转换器件,具有高增益、低功耗等优点,广泛应用于医疗成像、高能物理、环境监测以及国防安全等领域。硅光电倍增管耦合铈掺杂钆镓铝石榴石(GAGG(Ce))晶体组成的探测器在能谱测量及成像探测中具有广泛应用前景。本文研究了一款8×8阵列型sipm耦合∅2 in×2 in GAGG(Ce)晶体探测器的温度漂移特性,设计搭建了一套基于温度传感器反馈调节sipm-GAGG(Ce)探测器工作电压的增益补偿系统。分别进行了电源可靠性测试、电源纹波测试以及温度补偿测试等实验。实验结果表明,电源长期工作稳定性高,电源纹波系数小于0.001%。在-20~40℃的温度范围内,实测^(137)Cs、^(60)Co、^(241)Am放射源γ能谱的662、1 173、1 332、59.5 keV全能峰最大峰位道址为515.9、915.8、1 041.0、43.1道,最小峰位道址为507.1、899.0、1 022.9、43.1道,最大正向漂移分别为4.6、7.8、8.3、0.5道,最大负向漂移分别为4.2、8.7、9.8、0.5道。^(137)Cs全能峰峰位道址平均漂移率从45.34%降到0.37%,137Cs能量分辨率从-20℃的8.36%变化到40℃时的9.29%,显著提高了γ能谱测量系统的稳定性。

摘要：通过探测单元设计,并配以FPGA特殊上电模式,实现了设备小型化、低功耗、耐高大气压功能,并对特殊上电模式各阶段功耗进行了计算.最后通过实验对所研制设备的功耗、耐高大气压、核测量等性能进行了测试及分析.测试结果表明:在0.7 MPa的大气压下设备最大功耗为2.35 W,整个加压及保压过程对^(90)Sr测量值的最大偏差为9.93%,该全身表面污染检测仪可满足海上综合救援高压氧舱的使用要求.

摘要：温度会使硅光电倍增管的增益产生较大的漂移,进而影响硅光电倍增管的增益精度。为了使硅光电倍增管增益不随温度发生较大变化,设计了硅光电倍增管的自动增益校正系统,包括基于单片机的高压电源设计与采集系统设计。高电压模块精确工作的温度范围为−10~60℃,电源噪声约为30 mV,满足硅光电倍增管性能测试的需求。采集系统经过扫频测试与激光照射测试,可以较好地通过60 MHz的交流信号,并将光信号转变为较明显的电信号。该系统可以向京邦公司的硅光电倍增管阵列JARY-TP3050-8X8C提供工作电压与采集电路。

摘要：为解决传统的个人剂量计体积大、功耗高、探测效率低、光电转换效率低等问题,设计了一种基于硅光电倍增管(sipm)与CsI(Ti)晶体的便携式γ剂量计。实验测试结果表明:该剂量计具有极低功耗和良好的剂量率响应特性,达到设计指标,能够满足使用需求。

摘要：设计了一款基于sipm和NaI闪烁体相结合用于核辐射剂量测量的小型核探测装置。通过对sipm的性能研究和分析,开发了一套适用于sipm的偏置电压的生成、信号I/V变换和放大系统,通过研究和调试,降低了探测器的整体功耗,实现了探测器的小型化设计。

摘要：高速无源燃料棒235U富集度检测设备采用小型化模块化BGO+sipm探测器串列及集成了放大、甄别、信号采集、网络传输、I/O功能的多通道核电子仪器组成检测体,设计恒温箱对检测体温度进行精准控制,通过燃料棒传输及上下料装置完成燃料棒235U富集度及棒内富集度异常芯块的全自动检测。设备具有良好的芯块年龄校正功能。测试表明,单通道96只探测器检测速度6 m/min时,富集度检测精度优于2.1%,对基体富集度3.4%、富集度偏差8.73%的异常芯块检出率为70%,检测置信度95%。