便携式测氡仪的研究和设计

论文摘要

氡气作为一种放射性气体,对人体健康危害很大。为了采取有效的防护措施,需要准确地测量环境中氡气的浓度。本文介绍了一种便携式测氡仪的研究和设计。设计出来的测氡仪具有灵敏度高、可以连续测量、便携性好等优点,具有较好的应用前景。论文中所设计的测氡仪借鉴了国内外现有的一些测氡技术,并考虑到空气中氡气测量的特点,确定了采取电场气流法的测氡方法。在硬件实现上以多道脉冲分析器为基础,通过单片机控制电路实现用户输入、结果的液晶显示以及能谱的存储传输等功能。本文对设计的便携式测氡仪的测量原理、软硬件设计和调试等内容做了详细的论述。本测氡仪的测量原理是通过气泵抽取空气,并利用强电场收集衰变产生的氡子体,通过测量氡子体浓度进而得到空气中氡气的浓度。论文中详细地给出了这种方法的理论基础和公式推导。仪器中的α探测器采用金硅面垒探测器。硬件电路主要包括前置放大器电路、主放大器电路、峰判起电路、采样保持电路、A/D转换电路以及控制电路等部分。论文分模块地介绍了这些电路的功能、工作原理、器件的选取等。给出了简明的电路图,并对其中的相关技术给出了详细的说明。测氡微控制器软件采用C51语言编写,具有良好的可移植性。论文详细地介绍了各个软件模块的具体实现,并给出了软件流程图及简要说明。最后论文对整个课题进行了总结,提出了对测氡仪功能进一步改善的建议。论文基本完成了测氡仪的设计和调试工作,主要成果是:推导了电场气流法测氡的公式、完成了硬件平台的搭建、编写了多道程序和控制单片机的固件程序、并对测氡仪系统的软硬件进行了调试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 研究现状和同类产品的调查分析
• 1.3 论文内容和结构
• 第2章 测氡仪的理论基础
• 2.1 放射性基础知识
• 2.2 测量原理与公式推导
• 2.3 测氡仪的结构
• 2.4 探测器的选择
• 第3章 系统构成与方案设计
• 3.1 测氡仪总体系统分析
• 3.2 硬件组成
• 3.3 软件结构
• 第4章 测氡仪硬件部分设计
• 4.1 电源模块
• 4.2 信号放大模块
• 4.3 多道电路模块
• 4.4 控制电路模块
• 第5章 测氡仪软件部分设计
• 5.1 概述
• 5.2 控制单片机程序
• 5.3 多道单片机程序
• 第6章 工作总结与改进设想
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 系统改进设想以及后续工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果