虚拟仪器法设计伽玛能谱仪

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1、第28卷第4期佳木斯大学学报(自然科学版)VoI．28No．42010年o7月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)July2010文章编号：1008—14o2(2OlO)O4-0509-04虚拟仪器法设计伽玛能谱仪①蔡思静，乐仁昌2，何志杰2(1．福建工程学院电子信息与电气工程系．福建福州350108；2．福建师范大学物理与光电信息科技学院。福建福州350108)摘要：采用Labview作为开发工具，利用虚拟仪器法研制了一套功能齐全的伽玛能谱仪系

2、统，实现多道脉冲幅度分析、谱分析的纯软件一体化．介绍了伽玛能谱仪系统软件的实现过程。讨论了设计的关键技术，实现了仪器仪表设计的计算机化．关键词：伽玛能谱仪；计算机化；多道分析器中图分类号：TH842文献标识码：A一6．8V，信号脉冲宽度l～5s，能量分辨率≤0引言12％．通用数据采集卡采用MeasurementComputing伽玛射线能谱测量是一种重要的核地球物理公司的PCI—DAS4020／12，该卡为四道PCI总线插方法，是解决地球科学、环境科学等有关问题的主卡，其模拟输入分辨率为12bim，采样速率

3、可达20MHz[41要手段之一．随着科技的不断发展，伽玛能谱仪的．计算机为普通台式计算机．组成伽玛能研究技术不断趋于成熟，其设计朝着多道便携式、谱仪的硬件都是通用组件，开发者不需进行硬件电微机化、多功能的方向发展．先后出现了AMPTEK路设计．公司生产的GAMMA一8000(512道)⋯、Te~aplus2软件设计公司生产的GR320(可选道数256／512)及北京核仪器厂生产的BH1936A(1024道)呤-31．此类仪器2．1设计方案概述设计均采用：伽玛能谱探测器、专用多道脉冲幅度分析器和计算机软件系统

4、组成．因此，目前出现的本设计利用LabVIEW平台强大的开发功能进能谱仪产品均是采用核探测器加上独立的多道脉行前面板和测试功能程序设计．系统设计主要包含冲幅度分析器，价格昂贵，缺乏灵活性和可扩充性．数据流管理、采集控制、多道幅度分析和谱分析等虚拟仪器技术(VI)将计算机技术应用在仪器功能模块．领域，改变传统仪器的应用方式，实现测量信息远其工作过程可大致描述如下：通过数据采集模程共享、综合分析、评估等功能．本文利用“软件就块完成数据采集，利用采集控制模块对数据进行有是仪器”的思想，结合软件工程设计原理完成虚拟

5、效地处理、传输及存储，然后将数据送入多道幅度仪器开发．其特色是在伽玛能谱仪的开发过程中引分析模块完成谱数据的计算机化，与此同时，调用入了虚拟仪器技术，使开发出来的仪器不管是硬件实时显示模块将谱数据以图形的形式进行显示．系还是软件都具有开放性、模块化、可重复互换性的统还提供了谱分析功能模块，根据用户的不同需要特点．完成对谱数据的各种性能处理．1硬件组成2．2伽玛能谱仪面板设计能谱仪由伽玛能谱探头、通用数据采集卡和计前面板设计采用符合Windows界面编制准则算机系统组成．伽玛能谱探测器采用通用NaI探的菜单编

6、辑器实现，菜单功能主要通过Event头：信号幅度O．O5—3．5V，输出信号幅度范围为0Structure结构完成引，为用户提供简洁、友好的①收稿日期：2010—06—03基金项目：国家自然科学基金资助项目(10575022)．作者简介：蔡恩静(1983一)，女。福建南平人，福建工程学院助教，硕士．51O佳木斯大学学报(自然科学版)2010年编辑环境．前面板主要包括：菜单、谱线显示窗口、采集控制、采集卡配置、含量信息显示等功能模块．frr}nIl^I情．J原始固数据卜『同lll嚣睦■。I。■1、数据采集2i

7、l3、结果显示l■■■■■■●圈■匕0一lInsertQueueElernenIRmoveQueueElement●viiJL羔：门羔：f￡{J鏊=一0匝一L量团圆圃团囤⋯一田17"at⋯圃图1采用Queue技术的多线程采集程序代码如图1所示：2．3关键技术分析程序中三个任务在独立的while循环线程中在以软件为核心的虚拟仪器系统中，软件不但运行，程序开始时由CreateQueue．vi创建了原始要完成对采集卡的控制，还要承担数据处理、显示、数据与分析数据两个队列，然后把采集到的数据由响应用户指令等一系列任

8、务，有时还要完成远程数InsertQueueElement．vi插入到原始数据队列中。据传输；因此，系统开销很大，对实时性要求很高。在第二个while中，由RemoveQueueElement，vi把以数据采集控制模块为例，在采集模块中要进行数数据移出队列进行数据处理．通过队列Queue起到据采集控制的同时，还要进行数据处理和显示．在了约束、补偿的缓存作用，制约了三个线程的数据尽可能的提高运行效率的同时，还要避免