Информационная система многомодульных детекторов гамма-нейтронных излучений

• Автор: Каплун, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Существующие системы сбора данных, применяемые в физическом эксперименте

1.1 Стандарт КАМАК как основа аппаратуры сбора данных

1.2 Шина ISA как основа аппаратуры сбора данных

1.3 Системы, основанные на внешних контроллерах

1.4 Анализ требований и выбор структуры системы сбора данных для многослойного детектора нейтронов и многомодульного панорамного датчика

1.5 Выводы по главе

ГЛАВА 2. Разработка и создание действующего образца аппаратуры сбора данных многослойного детектирующего устройства нейтронов

2.1 Используемые виды многомодульных детекторов

2.1.1 Многослойный детектор нейтронов
2.1.2 Многомодульный панорамный датчик
2.2 Состав комплекса аппаратуры
2.2.1Система сбора данных от многослойного нейтронного детектора
2.2.2 Система сбора данных от многомодульного панорамного датчика
2.3 Принципы ввода сигналов в IBM PC (магистраль ISA)
2.4 Плата счетчиков ACL-8
2.5 Устройство сопряжения детекторов с платами ACL-8
2.6 Программное обеспечение измерительно-контрольного комплекса
2.6.1 Программное обеспечение NeGa
2.6.2 Драйвер Shadow
2.7 Плата счетчиков на основе программируемой логической матрицы
2.8 Выводы
ГЛАВА 3. Разработка и создание портативной аппаратуры сбора данных многослойного детектора нейтронов и многомодульного гамма-детектора
3.1 Идеология аппаратуры информационной системы
3.2 Конструкция аппаратуры ИСИС
3.2.1 Головной модуль
3.2.2 Счетный модуль
3.2.3 Модуль предварительного выравнивания сигнала
3.2.4 Цифро-аналоговый преобразователь
3.2.5 Модуль цифровых компараторов
3.2.6 Служебный модуль
3.2.7 Блок преобразования и стабилизации входного напряжения
3.2.8 Блок преобразователя высокого напряжения
3.3 Программное обеспечение аппаратуры
3.3.1 Программное обеспечение головного модуля
3.3.2 Программное обеспечение служебного модуля
3.3.3 Помехоустойчивый протокол связи
3.4 Программное обеспечение компьютера оператора
3.4.1 Программное обеспечение рабочего места оператора
3.4.2 Меню “Network Settings” (“Установки сети”)
3.4.3 Меню “Security Settings” (“Установки шифрования”)

3.4.4 Меню “Events Settings” (“Установка событий”)
3.4.5 Меню “Programm Settings”
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. Экспериментальная проверка аппаратуры сбора данных
4.1 Результаты тестирования системы сбора данных на базе плат ACL-8
4.1.1 Проверка работы системы сбора данных при переменных загрузках детекторов
4.1.2 Особенности работы системы сбора данных одновременно с двумя детекторами
4.1.3 Определение зависимости скорости счета нейтронов от расстояния между источником и детектором
4.1.4 Особенности регистрации гамма-излучения многослойным детектором нейтронов
4.2 Результаты тестирования системы сбора данных ИСИС
4.2.1 Экспериментальная проверка достоверности принятых системой ИСИС данных
4.2.2 Исследование зависимости скорости счета нейтронов от расстояния между детектором и нейтронными источниками Cf и Pu-Ве
4.2.3 Определение энергетической зависимости чувствительности слоев МДН
4.2.4 Определение угловой зависимости скорости счета
4.2.6 Работа ИСИС с многомодульным панорамным датчиком
4.2.7 Исследование спектрального состава и плотности потока нейтронов горизонтального канала ГЭК-4 ИРТ МИФИ
5. Заключение
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Программа Shadow
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Принципиальная схема головного модуля ИСИС
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Графическое представление счетного канала с использованием
библиотечных (MAX Plus II) примитивов и мегафункций
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Электроника блока цифровых компараторов
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Электроника служебного модуля и высоковольтного преобразователя
Список используемых сокращений
АРМ Автоматизированное рабочееместо
ИСИС Информационная система
ISA Industrial Standard Architecture
СБИС Большая интегральная схема
ПЛ Программируемая логика
САПР Система автоматизированного проектирования
МФК Многофункциональных контроллеров
РМ Радиоактивные материалы
дм Делящиеся материалы
мдн Многослойный детектор нейтронов
2.3 Принципы ввода сигналов в 1ВМ РС (магистраль 15А)

В измерительно-контрольном комплексе применяется стандартный компьютер типа 1ВМ РС. Единственные ограничения, накладываемые на выбор компьютера, -это необходимость иметь не менее четырех свободных посадочных мест под платы расширения стандарта 18А, а процессор, используемый в компьютере, должен по производительности быть не ниже Ые1 Репйит. Ограничения, накладываемые на количество посадочных мест для плат расширения, обусловлены тем, что большинство систем сбора данных (как от нейтронных детекторов, так и от гамма-детекторов) выполнены а стандарте 18А.
Магистраль КА была разработана специально для персональных компьютеров типа 1ВМ РС АТ (начиная с процессора 180286) и является фактическим стандартом для всех изготовителей этих компьютеров. В то же время отсутствие официального международного статуса магистрали КА (она не утверждена в качестве стандарта ни одним международным комитетом по стандартизации) приводит к тому, что многие производители допускают некоторые, порой существенные, отклонения от фирменного стандарта [55].
КА явилась расширением магистрали компьютеров 1ВМ РС и 1ВМ РС ХТ. В ней было увеличено количество разрядов адреса и данных, увеличено число линий аппаратных прерываний и каналов прямого доступа к памяти (ПДП), а также повышена тактовая частота. К 62-контактному разъему прежней магистрали был добавлен 36-контактный новый разъем. Тем не менее, совместимость была сохранена и платы, предназначенные для 1ВМ РС-ХТ, годятся и для 1ВМ РС АТ. Характерное отличие КА состоит в том, что ее тактовый сигнал не совпадает с тактовым сигналом процессора, как это было в ХТ, поэтому скорость обмена по ней не пропорциональна тактовой частоте процессора.
Магистраль КА относится к демультиплексированным (то есть имеющим раздельные шины адреса и данных) 16-разрядным системным магистралям среднего быстродействия. Обмен осуществляется 8- или 16-разрядными пакетами данными. На магистрали реализован раздельный доступ к памяти компьютера и к устройствам ввода/вывода (для этого имеются специальные сигналы). Максимальный объем адре-