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1、第24卷 第1期核电子学与探测技术Vol.24No.12004年 1月NuclearElectronics&DetectionTechnologyJan.2004烟支平均质量控制仪核检测部分电路设计122陈文光,饶益花,黎文光(12南华大学电气工程学院,数理学院,湖南衡阳 421001)摘要:针对目前卷烟机平均质量控制仪中核检测部分的缺陷进行了分析,找出了产生的主要原因,并提出了解决措施,设计了具体的电路。经长时间运行证明,技术可靠,性能优良。关键词:电离室;微电流;质量控制仪;高压电源中图分类号:TL99文献标识码:A文章编号:025820934(2004)0120
2、067203I1=I0exp(-Lm1),I=I0exp(-Lm)0 引言 其中I0为穿过烟条前的辐射强度,I1为烟烟支的质量是卷烟的一项重要技术指标,条平均质量为标称值时经吸收后的B射线辐射它的合格与否直接影响到烟支圆周、吸阻、空头强度,I为实测平均质量时吸收后的B射线辐率等指标,所以烟厂对该技术指标特别注意。我射强度,m1、m分别为烟条平均质量为标称值国大多烟厂使用从英国引进的MR2925或国产和实测值时单位长度烟条质量,L为质量吸收长城卷烟机,其烟支平均质量控制仪核检测部系数。分由于长期工作在恶劣的环境和使用时间长,令m=m1±$m,利用台劳级数展开,取一常发
3、生核检测部分工作不正常,高压电源输出级近似可以得到:纹波大,检测效果不理想,电路故障不断,配件I≈I0(1-$möm1),$IöI1≈-$möm1缺乏等现象。为此,重新设计了探头部分的电 由上式可知,B射线辐射强度$I的变化代路。该检测电路经过两年多的运行,效果满意。表烟条平均质量的实际值与标称值的偏差同时,该检测电路也可用于核技术在其他工业$m。上的在线检测及医学等领域。2 核检测部分组成1 核检测部分原理核检测部分由烟支导管、隔离入射钛管、电核检测部分在烟支平均质量控制仪中常称离室、前置放大器、高压电源、信号处理、快门、B为探头[1,3],其基本原理是当烟条从B
4、射线中穿过源、温度控制电路、铅盒等组成,如图1所时,射线的衰减与单位长度上烟支的质量有示。[1,2]关。若B射线照射区的物质厚度比其射程小得多的情况下,B射线的衰减服从如下规律:收稿日期:2003204228作者简介:陈文光(19682),男,湖南茶陵人,南华大学电气工程学院讲师,从事电子技术教学与应用研图1 核检测部分方块图究。67©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2.1 前置放大电路及制作工艺OPA128。AD549是AD515的换代产品。前置从电离室收集的电离电流一般在n
5、A级,放大电路采用I2V变换器,本设计采用普通仪表放大器不能胜任这一任务,要采用高AD549,电路图见图2。图中虚线框内为电离室灵敏度的弱电流累积前置放大器。原探头前置等效电路,R为抗振电阻,用于抑制高压电源带放大器为CM1082,采用分立元件,用固化物封来的纹波或射频干扰,Rd和Cd为电离室的等装成厚膜电路。我们采用微电流放大器作前置效输出电阻和输出电容,Csh为高压极和收集极放大器,现在使用最多的是AD515、AD549和间的等效电容,Rf、Cf为反馈电阻和电容。图2 前置放大器与信号处理 决定一个微电流放大器的最小检测电流主32ms。要受放大器噪声和漂移的影响
6、,它等于总噪声3)整个前置放大电路用金属壳屏蔽,减小和总漂移的均方根值除以放大器电路的反馈电射线和电磁波对它的干扰,并就近电离室安装,阻。所以实际制作电路时要注意以下几点:尽量缩短到收集极引线长度。1)运放AD549输入端引脚2和3在电路4)在前置放大器的输入端采用保护环技板的实际输入电阻由引脚2和3在电路板上的术。制作电路板时在输入引脚2和3周围制成体电阻和运放本身输入电阻并联决定,要使引环形敷铜板,然后与运放引脚8相连,这相当于脚2和3间电路板体电阻对实际输入电阻的影加了一个自举电势,它和来自收集极的高阻抗响忽略不计,一般要求它大于运放本身输入电输入线具有相同的电
7、位,这样可以最大限度地阻100倍以上,而目前常见覆铜环氧玻璃布压减小漏电流,减小噪声收集和输入信号线寄生电路板的体电阻率为10M8·cm,而AD549本电容的影响。13身输入电阻大于108,所以直接将AD549的2.2 高压电源输入端焊接在电路板上时,由于电路板体电阻高压电源是电离室测量中重要部分,其输的存在会影响放大电路的线性度和正常工作。出电压的高低由电离室的饱和特性决定,输出解决问题的方法一是将引脚2和3与普通的电电流一般小于1LA。由于烟支探头体积的限制,路板隔离开,让输入端悬空,再套上瓷环;方法设计时采用集成电路,并使高压电源的纹波频二是采
