Разработка электронных средств обработки информации для рентгеноспектральных приборов контроля состава веществ

• Автор: Горностаев, Владимир Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1Л Основные типы современных рентгеновских спектрометров общепромышленного назначения
1.2 Классификация электронных средств регистрации и обработки импульсов
ВЫВОДЫ
Глава 2 ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ
2Л Синтез базовых структурных схем ЭРСК
2.2 Выбор формы спектрометрического импульса
2.3 Алгоритмы выявления информативных импульсов
2.4 Классификация методик определения информативных параметров импульсов
2.5 Определение амплитуды посредством аппроксимации
2.6 Косвенный амплитудный анализ по площадям импульсов
2.7 Сравнительный анализ методик определения информативных параметров импульсов
2.8 Алгоритм выделения аналитической линии по результатам амплитудного анализа
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3 ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ ЭРСК
3.1 Общее описание методики проектирования цифровых ЭРСК
3.2 Выбор числа аналитических каналов
3.3 Выбор временных параметров спектрометрических импульсов
3.4 Выбор методики амплитудного анализа
3.5 Выбор параметров АЦП
3.6 Выбор коэффициентов передачи усилителя-формирователя и масштабирующего усилителя
3.7 Определение требований к емкости ОЗУ
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВЫХ ЭРСК В РЕНТГЕНОВСКИХ СПЕКТРОМЕТРАХ.
4.1 Общие положения
4.2 Обобщенная структура цифрового многоканального рентгеновского спектрометра
4.3 Практическая реализация цифровых ЭРСК
4.4 Экспериментальная проверка разработанных аппаратных и программных средств
4.5 Оценка основной аппаратурной погрешности
4.6 Оценка степени повышения достоверности контроля
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
EDXRFS - Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer
MDXRF - Multi-dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer
WDXRFS - Wavelength-dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer
БВП - блок временной привязки
БДП - блок детектирования пропорциональный
БДС - блок детектирования сцинтилляционный
БЗ - блок защиты
БС - блок сопряжения
ВЗС - время зависимый стабилизатор
Г - генератор
Д - детектор рентгеновского излучения
ЗЧП - зарядочувствительный предусилитель
МУ - масштабирующий усилитель
ПАК - преобразователь амплитуда-код
PC - рентгеновский спектрометр
РСК - рентгеновский спектрометрический канал
РУ - регистр управления
РФА - рентгеноспектральный флуоресцентный анализ СРМ - спектрометр рентгеновский многоканальный СРС - спектрометр рентгеновский сканирующий Сч. - счетчик
УФ - усилитель формирователь ФЭУ - фотоэлектронный умножитель ЦК - цифровой компаратор ЭС - электронные средства
ЭРСК - электронный рентгеновский спектрометрический канал

Блок регистрации цифровых ЭРСК аппаратного типа осуществляет амплитудную селекцию импульсов, накопление и хранение результатов. Функции же блока регистрации цифровых ЭРСК аппаратно-программного типа выполняются прикладной программой ЭВМ.
ЭВМ является центральным и неотъемлемым блоком цифрового ЭРСК, реализующим функции окончательной обработки и отображения информации, а также управления другими блоками ЭРСК.
Исходя из вышесказанного, наиболее перспективными для применения в современных рентгеновских спектрометрах являются цифровые ЭРСК с комбинированной (аппаратно-программной) обработкой импульсов. Однако возможность их практического применения в серийном производстве появилась лишь в последние 2-3 года, вследствие широкого распространения быстродействующих точных АЦП и высокопроизводительных средств вычислительной техники. Большинство теоретических и практических вопросов проектирования ЭРСК подобного типа остаются неисследованными. К ним, в первую очередь, относятся:
- определение требований к форме и параметрам спектрометрических импульсов обрабатываемых в комбинированных цифровых ЭРСК;
- разработка базовых структур цифровых комбинированных ЭРСК;
- разработка ориентированных на применение в цифровых комбинированных ЭРСК методик обработки информации, в первую очередь, выявления информативных импульсов (на фоне шумов, наложений, искажений и помех) и их амплитудного анализа;
- разработка инженерной методики проектирования цифровых ЭРСК;
- исследование аспектов практической реализации цифрового рентгеновского спектрометрического канала (вопросов реализации средств аналоговой и цифровой обработки спектрометрических импульсов, а также прикладного программного обеспечения).
Таким образом, актуальным является решение всей совокупности вышеперечисленных проблем, что позволит создать функционально законченные