基于PDA和藍牙的數(shù)字化γ能譜儀的研制.pdf

1、野外γ能譜測量是使用便攜式γ能譜儀在野外現(xiàn)場直接測量地表巖石、土壤和礦石中鈾（U）、釷（Th）、鉀（K）的含量，獲得相關(guān)核素的信息。它被廣泛應用于地質(zhì)填圖、放射性礦產(chǎn)和非放射性礦產(chǎn)勘查、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)調(diào)查、建筑材料及環(huán)境監(jiān)測等工作。
　　 由于γ能譜儀需要兼?zhèn)湟巴饽茏V信號的采集與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理能力，對儀器的便攜性、實用性、操作性等要求較高。針對以往的便攜式γ能譜儀功耗較高、數(shù)據(jù)處理速度較慢、并且主機與探頭分離，要通過電纜連接

2、才能進行數(shù)據(jù)交換，操作復雜等不足，筆者開展了一種基于PDA和藍牙的數(shù)字化γ能譜儀的研制：以PDA作為γ能譜儀的數(shù)據(jù)采集與處理的主機，將探頭設計成數(shù)字化，即將探測器、放大器、藍牙內(nèi)嵌式模塊及多道脈沖幅度分析器集成在一起，通過藍牙與PDA通訊。在PDA上基于Windows Mobile系統(tǒng)，利用嵌入式Visual C++語言開發(fā)γ能譜儀的應用軟件，實現(xiàn)與探頭的無線通訊，完成相應的譜數(shù)據(jù)分析、處理及GPS功能。
　　 本論文源自“86

3、3計劃”重大科研項目—“航空伽瑪能譜勘查系統(tǒng)研發(fā)”（編號：2006AA06A207），旨在為航空γ能譜測量在地面開展方法實驗，提供一種便攜、快速、智能的γ能譜儀設備。本論文在前人的工作基礎上，對傳統(tǒng)分離式結(jié)構(gòu)的便攜式多道γ能譜儀進行了多項改進，取得的技術(shù)成果及創(chuàng)新點如下：
　　 1.將藍牙低功耗技術(shù)應用于γ能譜儀，實現(xiàn)無線傳輸，有效地避免傳統(tǒng)能譜儀中的電纜故障；
　　 2.首次在國產(chǎn)便攜式γ能譜儀中，實現(xiàn)了實時GPS地理

4、信息采集記錄；
　　 3.采用了智能化穩(wěn)譜，可以有效抑制譜漂帶來的影響；
　　 4.大大提升了能譜儀的數(shù)據(jù)處理能力及運行速度，同時也大大提高了儀器的輕便性和操作性；
　　 5.儀器的功耗更低，電池可以連續(xù)工作25小時；
　　 6.本論文開發(fā)的軟件與以往的γ能譜儀應用軟件相比特色在于：
　　 1）采用離散函數(shù)褶積滑動變換法對譜線進行光滑，譜光滑的效果更好；
　　 2）采用512道譜線進行譜分

5、析，有效地減小了譜線的統(tǒng)計漲落，譜分析的效果更好；
　　 3）針對不同含量比例的鈾釷鉀，采用3種模式進行能量刻度，保證數(shù)據(jù)分析的準確性；
　　 4）支持核素識別功能，方便用戶準確鑒別放射源種類；
　　 5）采用2G容量的存儲卡實時存儲測量數(shù)據(jù)；
　　 6）基于Windows Mobile系統(tǒng)開發(fā)的用戶界面，支持觸屏操作，極大地方便了用戶操作儀器和分析譜數(shù)據(jù)。
　　 對于一些核測量現(xiàn)場，有時存在電磁

6、干擾、強輻射以及強放射性等問題，借助藍牙技術(shù)，工作人員可以通過PDA遠程遙控儀器，從而避免現(xiàn)場測量中放射源對人體的輻射和吸入性的內(nèi)照射，這使基于PDA和藍牙的γ能譜儀有著良好的實用價值和應用前景。
　　 通過測試和實際使用，證明基于PDA和藍牙的γ能譜儀重量<2.7kg，功耗<1.4W，能量分辨率≦8.6％（對137Cs的0.661MeV γ射線），分析K、U、Th的誤差分別為：K<5％，U<7％，Th<5％，特征峰譜漂≦±1道