工业用BGO闪烁体探测器电路设计

《工业用BGO闪烁体探测器电路设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、全国第五届核仪器及其应用学术会议论文集Proceedingsofthe5thNationalConferenceonNuclearinstrument&itsApplication工业用BGO闪烁体探测器电路设计潘小东，李公平，任重，王力(兰州大学现代物理系，甘肃兰州730000摘哭:介绍了一种在钢铁连铸结晶器连续液位仪上使用的BGO闪烁体探侧器电路的设计。关扭词:BGO晶体‘信号处理电路;高压电源:液位仪由于核探测技术具有快速、稳定、精确、非定程度是影响探头稳定工作的重要因素。如图接触性测t的特点，因此适合在无损监测以及1所示。恶劣环境下使用。是目前在核医学、

2、地质勘探、高压电源工业无损测控以及环境保护中使用较多的一类BGO探测手段。在钢铁连铸自动化生产过程中，用晶体信号处理电路闪烁体探测器和放射源配合是用来实时监侧连图1探侧器的组成铸结晶器中钢液液位的高度，目前钢厂的Y射线液位计主要使用进口产品，由于工作环境恶2.1BGO晶体BGO晶体[，]密度大(7.31g1cm')，对粒子有劣和使用时间长，探测器故障经常发生，而且设高的阻止能力，对X光和Y射线的吸收系数比备配件缺乏，价格昂贵。为此，设计了一种在铭Na1(T1)大，是目前探测Y效率最高的一种闪烁铁连铸结晶器Y射线连续液位仪中使用的BGO体，荧光光谱范围在350、6

3、50ntn.峰值在480nm闪烁探测器。左右，由于BGO晶体折射率较大，荧光不易穿出其表面，应选择适当折射率的硅油与光电管1液位测f原理报合。晶体发光衰减时间350ne，其荧光衰减时Y射线连续液位仪是由7射线源，探测器间常数有较强的温度效应，应用时应采用恒温和主机组成，其液位测量的基本原理是7射线技术使晶体工作在最佳的恒温区。根据现场实通过物质时，由于发生了光电效应、康普顿效应际舫要,BGO晶体尺寸选择为"25mmx25mma和电子对效应，它的强度将衰减，它的强度衰减2.2光电倍is管的选择符合如下规律:I二I.-P(一pd)o光电倍增管采用日本滨松公司的R62

4、49型光电倍增管((28.5t0.幻二〕，光谱响应范围其中，产为物质质量吸收系数,d是吸收体300一'"。二，可与BGO晶体的荧光光谱较好匹厚度，Iu是放射源初始强度，I是经过吸收体后配。适用管座E678一14C。电流增益典型值为的强度ual。当钥水液位升高时，俐水对射线吸2.1x1护，各电极之间电压分布比均为1:1,收增多，使探侧器计数减少，由此给出液位高2.3离压电浮的设计度。探侧器的高压电源是影响探侧器稼定性的重要因索之一，光电倍增管工作电压800V,探2探测器设计头工作电流小子300泌，由于探头体积限制，高探测器主要由BGO晶体，光电倍增管，高压电源部分

5、采用T'M芯片SG3525构成开关电压电像模块，信号处理电路等组成。在长期运源，其变换电路属典型的推挽电路[e1。电路如行过程中。高压电源模块和信号处理电路的稳图2所示。161。巧v旦刀SG3525是一种多功能、高性能PWM芯片，型铁载体磁芯，泥磁较小，降低了对外围电路的电像工作电压8一40V,输出频率范围0.1-500干扰。在升压变压器后采用二倍压整流电路以kHz。该芯片包含精确的电压基准、高频振荡提高愉出电压。通过调节R76可便输出高压的器、误差放大器、比较器、PWM锁存器、分相器、范围在700一1100V变化。低阻抗抽出驱动器、软启动电路及封锁电路。2.4

6、信号处理电路的设计信号具有很短的传输延时。振荡器频率由下式信号处理电路将光电倍增管产生的电流脉确定:冲放大成型后经长距离传输到液位仪主机中进行计数。研究表明，矩形波带电缆的能力较强，fJ二一下C尸r不(0不.万7石R尸r下+-;31R不o下因此，在设计脉冲信号成形电路时应优先选用式中R;为6脚外接电阻,C，为5脚外接矩形波作为信号传输波形[s1电容，R。为5脚和7脚间跨接电阻，可以调整信号处理电路如图3所示，脉冲信号被放占空比以防止两开关管同时导通。本电源中设大后经过F710型电压比较器比较成型成为矩计工作频率为20kHz，对应振荡频率40kHz,形波，再次被放

7、大后通过互补对称输出电路抽开关元件采用两个NPN型开关管，使其工出。实际辘出信号为幅度为lov的矩形彼信号作在饱和和截止状态。变压器采用内嵌式圃柱以利于信号通过电缆传输。图3信号处理电路电压比较器F710是信号处理电路的关健在特制的套筒中。光电倍增管采用0.3aun厚元件，它是商速电压比较器，具有差分轴人和单的超坡莫合金(Ni79%,Mo5%,Fel6%)屏蔽使端箱出，低失调电压(0.6mV)，低热职移等特得探侧器在强磁场下稳定地工作。为保证探侧点.主要应用于脉冲高度鉴别，高速A/D转换器器在高温条件下的使用，探头采用水冷套外壳.中的电压比较器以及脉冲宽度调制器

8、。使晶体、光电倍增管和电