基于LabVIEW的虚拟绝对测～（220）Rn仪研制

论文摘要

随着计算机技术的发展，传统仪器开始向计算机化发展。虚拟仪器（Virtual Instrument）技术是21世纪科学技术中的核心技术之一，虚拟仪器是现代计算机技术、仪器技术及其它新技术完善结合的产物，其强大的功能已完全超出了仪器概念的本身。利用虚拟仪器技术实现的计算机自动测量与控制在各种不同的领域都得到了广泛的应用。核科学领域中大量的实验仪器和设备需要计算机来完成控制，并需要计算机对测量数据进行处理分析，这为虚拟仪器技术在核领域中的应用提供了广阔的舞台。南华大学研究了小闪烁室实现流气式绝对测量220Rn的方法，通过减小闪烁室内部任意两点间的距离和内表面全部涂上ZnS（Ag）来提高α粒子的利用效率，使其对220Rn及其子体的探测效率接近100％；通过改变闪烁室的结构，使其内部没有大的死角和拐点，保证在一定流率下使流过的气流符合层流状态，从而满足流气式测220Rn的要求。目前基于流气式小闪烁室方法绝对测量220Rn的装置采用的是传统的插件机箱式，存在着容易受到环境的影响和不便于携带的缺点，因此，需要设计出一种值得推广的，廉价的、虚拟的绝对测220Rn仪，这正是本研究的出发点。本研究采用Labview开发设计了虚拟绝对测220Rn仪，与传统的测量仪器相比，测量时仅需携带探测器和笔记本电脑即可，突破了传统测量仪器受时间、地点的限制的缺点，大大减小设备资金的投入，降低成本节省经费，充分发挥现有仪器的作用，提高了使用效率。论文首先系统介绍了α放射性气体绝对测量原理、虚拟仪器技术和它在核测量中优缺点，阐述了虚拟核测量仪的设计思想、方案、及研制过程，通过在非放射性实验室，用数字信号和模拟信号对所设计的虚拟核测量仪进行检测，取得了较好的测量结果。其次，论文详细描述了ZnS（Ag）小闪烁室绝对测量气体α放射性的原理，对小闪烁室的探测效率和刻度因子进行实验测量，用所设计的虚拟核测量仪在南华大学222Rn实验室进行了222Rn测量验证实验，实验结果表明，与传统的插件式核测量仪相比，在误差允许的范围内，有很好的一致性，完全能够满足一定浓度下222Rn的测量要求。最后在此基础上设计了小闪烁室绝对测220Rn仪。本论文较好的完成了工作任务，达到了设计目标。同时该套虚拟仪器的研制成功也为学生开展核电子学等核测量实验提供了初步的平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题的背景及研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作及研究路线
• 第二章 虚拟仪器及在核测量中的应用分析
• 2.1 虚拟仪器的概念
• 2.2 虚拟仪器的构成
• 2.3 虚拟仪器的特点及优势
• 2.4 虚拟仪器与传统仪器的比较
• 2.5 虚拟仪器开发工具的比较
• 2.6 LabVIEW的介绍
• 2.7 LabVIEW的操作模板
• 2.8 LabVIEW具有的特点
• 2.9 虚拟仪器技术在核领域中应用的优势与不足
• 第三章 数据采集卡的选用与调试
• 3.1 数据采集系统的概述
• 3.2 数据采集卡PCI-6221的性能
• 3.3 数据采集卡PCI-6221的调试
• 第四章 虚拟核测量仪的设计与测试
• 4.1 函数信号发生器的设计
• 4.1.1 函数信号发生器
• 4.1.2 虚拟函数信号发生器的设计思想
• 4.1.3 函数信号发生器的软件设计
• 4.1.4 多频波发生器的设计
• 4.1.5 随机信号发生器的设计
• 4.2 双通道示波器的设计
• 4.2.1 双通道示波器
• 4.2.2 双通道示波器的结构与组成
• 4.2.3 双通道示波器设计与实现
• 4.3 定标器的设计
• 4.3.1 定标器简介
• 4.3.2 虚拟定标器的设计与调试
• 220Rn仪的设计'>第五章 虚拟绝对测²²⁰Rn仪的设计
• 5.1 小闪烁室α放射性绝对测量效率和刻度系数实验
• 5.1.1 小闪烁室α放射性气体绝对测量
• 5.1.2 小闪烁室
• 5.1.3 小闪烁室探测效率及刻度系数
• 5.2 氡测量实验验证
• 5.2.1 精密脉冲发生器检验刻度
• 5.2.2 氡实验测量
• 220Rn仪的设计'>5.3 虚拟绝对测²²⁰Rn仪的设计
• 220Rn的测量原理'>5.3.1²²⁰Rn的测量原理
• 220Rn的程序设计'>5.3.2 测²²⁰Rn的程序设计
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢