本發(fā)明涉及反應(yīng)堆在線核儀表、在線反應(yīng)堆核數(shù)據(jù)測量領(lǐng)域，具體地，涉及反應(yīng)堆核儀表系統(tǒng)核測量裝置中源區(qū)脈沖計數(shù)率測量。

背景技術(shù)：

一直以來，反應(yīng)堆核儀表系統(tǒng)核測量裝置都是監(jiān)視反應(yīng)堆運行階段核狀態(tài)的最重要設(shè)備。反應(yīng)堆核測量源區(qū)儀表一般采用硼襯基正比計數(shù)管和脈沖計數(shù)測量儀表實現(xiàn)，由于中子在探測器中被捕獲等過程的隨機(jī)性， 硼襯基正比計數(shù)管輸出信號會出現(xiàn)脈沖堆積的現(xiàn)象（即兩個脈沖堆在一起形成了一個脈沖），而源區(qū)脈沖計數(shù)是測量算每秒脈沖數(shù)量的儀表，因此如不對堆積信號進(jìn)行合理的處理，源區(qū)脈沖計數(shù)儀表測量得到的計數(shù)率結(jié)果會小于真實的計數(shù)率，造成源區(qū)計數(shù)率儀表測量準(zhǔn)確性下將，尤其是在高計數(shù)率情況下，嚴(yán)重的信號堆積使得測量結(jié)果與真實值偏差很大。

在現(xiàn)有技術(shù)中在數(shù)字核譜儀系統(tǒng)中有學(xué)者探討過脈沖堆積的識別方法，此領(lǐng)域的應(yīng)用關(guān)注脈沖堆積的能量堆積對脈沖能量的影響，對識別出的堆積的能量峰進(jìn)行拋棄。在現(xiàn)有技術(shù)中有學(xué)者研究核輻射探測器脈沖時間和幅度變化關(guān)系的研究，同樣關(guān)注于堆積脈沖的能量疊加。

綜上所述，本申請發(fā)明人在實現(xiàn)本申請實施例中發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

在現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有的反應(yīng)堆核儀表系統(tǒng)核測量裝置或方法采用實驗法對堆積結(jié)果進(jìn)行修正存在成本高，效率低的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種脈沖測量方法，解決了現(xiàn)有的反應(yīng)堆核儀表系統(tǒng)核測量裝置或方法采用實驗法對堆積結(jié)果進(jìn)行修正存在成本高，效率低的技術(shù)問題，實現(xiàn)了高效低成本的完成脈沖測量的技術(shù)效果。

為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供了一種脈沖測量方法，所述方法包括：

步驟1：獲得硼襯基正比計數(shù)管的輸出信號，并對輸出信號進(jìn)行等比例放大；

步驟2：獲得放大后的信號，并計算放大后的信號的脈沖寬度；

步驟3：獲得硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移時間；

步驟4：基于脈沖寬度和漂移時間，對硼襯基正比計數(shù)管的輸出信號是否發(fā)生了脈沖堆積進(jìn)行判斷，若發(fā)生了脈沖堆積則進(jìn)行脈沖堆積的修復(fù)處理，若沒有發(fā)送脈沖堆積則不進(jìn)行處理；

步驟5：將步驟4輸出的信號傳輸?shù)矫}沖計數(shù)測量儀中進(jìn)行脈沖測量。

進(jìn)一步的，所述計算放大后的信號的脈沖寬度，具體包括：采用較高頻率的定頻方波來衡量脈沖寬度，脈沖的寬度就轉(zhuǎn)化成正數(shù)個方波周期。

進(jìn)一步的，所述獲得硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移時間，具體包括：硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移時間可以由探測器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品手冊提供，是探測器機(jī)械結(jié)構(gòu)特性決定的。

進(jìn)一步的，所述進(jìn)行脈沖堆積修復(fù)處理，具體包括：如果測量得到的脈沖寬度大于硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移時間那么認(rèn)為發(fā)生了脈沖堆積計數(shù)2個，如果測量得到的脈沖寬度小于硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移那么認(rèn)為沒有發(fā)生脈沖堆積計數(shù)1個。

本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

由于采用了將脈沖測量方法設(shè)計為包括：步驟1：獲得硼襯基正比計數(shù)管的輸出信號，并對輸出信號進(jìn)行等比例放大；步驟2：獲得放大后的信號，并計算放大后的信號的脈沖寬度；步驟3：獲得硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移時間；步驟4：基于脈沖寬度和漂移時間，對硼襯基正比計數(shù)管的輸出信號是否發(fā)生了脈沖堆積進(jìn)行判斷，若發(fā)生了脈沖堆積則進(jìn)行脈沖堆積的修復(fù)處理，若沒有發(fā)送脈沖堆積則不進(jìn)行處理；步驟5：將步驟4輸出的信號傳輸?shù)矫}沖計數(shù)測量儀中進(jìn)行脈沖如果測量得到的脈沖寬度大于硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移時間那么認(rèn)為發(fā)生了脈沖堆積計數(shù)2個，如果測量得到的脈沖寬度小于硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移那么認(rèn)為沒有發(fā)生脈沖堆積計數(shù)1個，這樣的脈沖堆積判斷和處理方法簡單高效，脈沖堆積效應(yīng)那么正常情況下兩個脈沖堆積被測成一個脈沖的情況就得到解決，兩個脈沖堆積被測成兩個脈沖，從而就提高了測量的上限，所以，有效解決了現(xiàn)有的反應(yīng)堆核儀表系統(tǒng)核測量裝置或方法采用實驗法對堆積結(jié)果進(jìn)行修正存在成本高，效率低的技術(shù)問題，進(jìn)而實現(xiàn)了高效低成本的完成脈沖測量，且使核測量儀表脈沖計數(shù)的上限水平得到提升的技術(shù)效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定；

圖1是本申請中脈沖測量方法的流程示意圖；

圖2是本申請中源信號與高頻方波示意圖；

圖3是本申請中脈沖堆積修復(fù)流程示意圖；

圖4是本申請中電流放大電路示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種脈沖測量方法，解決了現(xiàn)有的反應(yīng)堆核儀表系統(tǒng)核測量裝置或方法采用實驗法對堆積結(jié)果進(jìn)行修正存在成本高，效率低的技術(shù)問題，實現(xiàn)了高效低成本的完成脈沖測量的技術(shù)效果。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在相互不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述范圍內(nèi)的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

實施例一：

在實施例一中，請參考圖1-圖4，提供了一種脈沖測量方法，所述方法包括：

步驟1：獲得硼襯基正比計數(shù)管的輸出信號，并對輸出信號進(jìn)行等比例放大；

步驟2：獲得放大后的信號，并計算放大后的信號的脈沖寬度；

步驟3：獲得硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移時間；

步驟4：基于脈沖寬度和漂移時間，對硼襯基正比計數(shù)管的輸出信號是否發(fā)生了脈沖堆積進(jìn)行判斷，若發(fā)生了脈沖堆積則進(jìn)行脈沖堆積的修復(fù)處理，若沒有發(fā)送脈沖堆積則不進(jìn)行處理；

步驟5：將步驟4輸出的信號傳輸?shù)矫}沖計數(shù)測量儀中進(jìn)行脈沖測量。

反應(yīng)堆核測量儀表源區(qū)一般采用硼襯基正比計數(shù)管和脈沖計數(shù)測量儀表實現(xiàn)，源區(qū)測量的脈沖數(shù)量正比于泄漏出堆芯的中子數(shù)量，正比于反應(yīng)堆功率。所以該儀表關(guān)注測量的脈沖數(shù)量測量的準(zhǔn)確性。由于中子在探測器中被捕獲等過程的隨機(jī)性，硼襯基正比計數(shù)管輸出的脈沖信號存在堆積現(xiàn)象，如不對堆積信號進(jìn)行合理的處理，源區(qū)脈沖計數(shù)儀表測量得到的計數(shù)率結(jié)果會小于真實的計數(shù)率，造成源區(qū)計數(shù)率儀表測量準(zhǔn)確性下將，尤其是在高計數(shù)率情況下，嚴(yán)重的信號堆積使得測量結(jié)果與真實值偏差很大。

硼襯基正比計數(shù)管探測中子的原理是：熱中子入射至探測器內(nèi)，與探測器的襯基硼層發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生帶電粒子，帶電粒子在計數(shù)管的氣體中電離，在高壓的作用下在探測器外的電子學(xué)回路中產(chǎn)生脈沖，該脈沖的寬度與帶電粒子后電荷在探測器內(nèi)的漂移時間一致。利用這一脈寬特性來判斷脈沖是否堆積是可行的。

本發(fā)明利用測量到的脈沖寬度與離子漂移時間之間的關(guān)系來判斷脈沖是否堆積，其先決條件是探測器信號的放大環(huán)節(jié)不改變脈沖的寬度信息，即放大的過程是探測器信號的等比例放大而不是單純的探測器信號的能量放大，可采用帶寬較高的電流放大技術(shù)實現(xiàn)。

帶寬較高的電流放大技術(shù)是采用電流反饋運算法大器為核心實現(xiàn)的放大電路，如AD844芯片，這種放大電路的頻帶較寬可以達(dá)到10G以上的頻帶，頻帶越寬那么放大過程對源信號的頻率成分的損失越少，因此可以保留較多的脈寬信息。該條件部分是采用通用的核電子學(xué)技術(shù)實現(xiàn)的，放大器有成熟市場產(chǎn)品，放大的效果是把幾個微安的電流脈沖放大并整形成TTL（3.3V）電平的矩形型的標(biāo)準(zhǔn)信號。

首先，計算放大后的信號的脈沖寬度：

放大后的探測器信號保留了源信號前沿和后沿的信息變頻矩形波信號，通過外部引入的高頻方波信號對變頻矩形波信號進(jìn)行計數(shù)測量，如圖2所示，設(shè)高頻方波的周期為T，計數(shù)值為n。

具體過程：當(dāng)?shù)谝粭l線為高時，第二條線每有一個上升沿就記1，在第一條線為高過程中累計，舉例圖2中，第一條線的第一個高電平階段為8個計數(shù)，第二個高電平階段為4個計數(shù)。通過這一計數(shù)乘以頻時鐘的周期（高頻時鐘頻率的倒數(shù)），就得到了脈沖的大致寬度。

然后，得到離子的漂移時間：

對于硼襯基正比計數(shù)管而言，形成脈沖信號的離子漂移時間只和探測器的機(jī)械尺寸、外加高壓大小和電離發(fā)生的位置相關(guān)，在機(jī)械尺寸固定和外加高壓固定的情況下，選取最在硼襯基層附近開始電離的漂移時間T1（最長時間）作為判斷判別時間。

然后，對脈沖堆積進(jìn)行修復(fù)：

當(dāng)測量的脈沖寬度T*n大上節(jié)所述的漂移時間T1時，表明脈沖發(fā)生了堆積，該脈沖是兩個或更多個脈沖的堆積結(jié)果，保守的認(rèn)為是兩個脈沖發(fā)生了堆積，認(rèn)為此次測量到2個脈沖。從而實現(xiàn)了脈沖堆積的高效修復(fù)。

請參考圖3，其中，測量得到的脈沖寬度為W，單脈沖的最大特性脈寬為W1，脈沖總計數(shù)為N，則在W>W1時N=N+2，否則N=N+1，脈沖修復(fù)完成。

本方法提出了一種符合脈沖測量物理規(guī)律的修復(fù)方法，該修復(fù)方法較以往方法實現(xiàn)難度小，流程簡單高效，且實際效果很好。以往采用實驗法對堆積結(jié)果進(jìn)行修正成本高，效率低。較以往方法改善較大，使核測量儀表脈沖計數(shù)的上限水平提升到了1×106，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

核測量脈沖放大電路有三種經(jīng)典的電路，電壓型放大、電荷型放大、電流型放大，電流型放大的基本電路為負(fù)反饋的標(biāo)準(zhǔn)放大電路如下圖4所示：芯片可采用AD844等電流反饋運算法大器，經(jīng)多級放大后會得到圖2第一條曲線的波形。以圖2為例采用高頻方波信號去測量圖2第一條曲線高電平的長度，可以得到高電平部分的近似寬度。

以電流型脈沖放大電路為探測器信號的放大電路，在最大限度的保存脈沖信號的頻率特性的前提下，是信號放大到伏量級并送入數(shù)字電路部分，該數(shù)字電路通過記錄脈沖的前沿數(shù)量測量脈沖數(shù)，此外數(shù)字電路的高頻晶振用于定標(biāo)脈沖的寬度，即在脈沖高電平時一個高頻計數(shù)器記錄此時間段內(nèi)晶振的上升沿數(shù)量W，從而由W記錄脈沖的寬度。這種邏輯在數(shù)字電路中很容易實現(xiàn)的。

反應(yīng)堆核測量裝置使用的硼襯基正比計數(shù)管的型號是預(yù)先可確定的，其信號單脈沖最大特性脈沖寬度是可以在廠家得到的，該時間為W1。

計數(shù)率的計算和脈沖的修復(fù)：

如果測量的某個脈沖的寬度W大于W1，那么說明這個脈沖是由兩個或者兩個以上的脈沖堆積得到的，那么計數(shù)率N在此脈沖測量后應(yīng)該是N+2，如果W小于等于W1，則計數(shù)率N在此脈沖測量后應(yīng)該是N+1。這樣就完成了脈沖修復(fù)。

其中，脈沖計數(shù)測量儀進(jìn)行脈沖測量，具體為：脈沖計數(shù)的測量是通過數(shù)字電路的計數(shù)器實現(xiàn)的，每個脈沖的前沿會觸發(fā)計數(shù)器加一，從而實現(xiàn)計數(shù)。

上述本申請實施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點：

由于采用了將脈沖測量方法設(shè)計為包括：步驟1：獲得硼襯基正比計數(shù)管的輸出信號，并對輸出信號進(jìn)行等比例放大；步驟2：獲得放大后的信號，并計算放大后的信號的脈沖寬度；步驟3：獲得硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移時間；步驟4：基于脈沖寬度和漂移時間，對硼襯基正比計數(shù)管的輸出信號是否發(fā)生了脈沖堆積進(jìn)行判斷，若發(fā)生了脈沖堆積則進(jìn)行脈沖堆積的修復(fù)處理，若沒有發(fā)送脈沖堆積則不進(jìn)行處理；步驟5：將步驟4輸出的信號傳輸?shù)矫}沖計數(shù)測量儀中進(jìn)行脈沖如果測量得到的脈沖寬度大于硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移時間那么認(rèn)為發(fā)生了脈沖堆積計數(shù)2個，如果測量得到的脈沖寬度小于硼襯基正比計數(shù)管中離子的漂移那么認(rèn)為沒有發(fā)生脈沖堆積計數(shù)1個，這樣的脈沖堆積判斷和處理方法簡單高效，脈沖堆積效應(yīng)那么正常情況下兩個脈沖堆積被測成一個脈沖的情況就得到解決，兩個脈沖堆積被測成兩個脈沖，從而就提高了測量的上限，所以，有效解決了現(xiàn)有的反應(yīng)堆核儀表系統(tǒng)核測量裝置或方法采用實驗法對堆積結(jié)果進(jìn)行修正存在成本高，效率低的技術(shù)問題，進(jìn)而實現(xiàn)了高效低成本的完成脈沖測量，且使核測量儀表脈沖計數(shù)的上限水平得到提升的技術(shù)效果。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。