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2025-08-16 09:30 本頁(yè)面
【正文】 鹽城師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）寬量程放射性劑量檢測(cè)裝置 物理學(xué)（師范）專業(yè) 張飛 指 導(dǎo) 老 師 王俊華摘 要：設(shè)計(jì)一種智能化、功耗低、寬量程、劑量線性好、使用便捷的微型建材放射性檢測(cè)儀，硬件由89S51單片機(jī)、顯示控制器、時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)器、按鍵、探測(cè)電路及電源等組成；該劑量?jī)x體積小、功能強(qiáng)、適用范圍廣，成本低廉，使用簡(jiǎn)便，它可用于核工業(yè)、放射性實(shí)驗(yàn)室及核技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的常規(guī)監(jiān)測(cè)，也能方便地測(cè)量室內(nèi)裝飾及建筑材料放射劑量是否安全。關(guān)鍵詞：建材，放射性， 89S51單片機(jī)，劑量率 1 引言花崗巖、煤灰磚、大理石、陶瓷地板磚及水泥制品等建筑材料均含有天然放射性核素，如果核素的輻射水平超過(guò)一定值，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，危害人類健康[1]；為 了防止室內(nèi)裝飾及建筑材料放射性危害，核輻射檢測(cè)儀起著越來(lái)越重要的作用[1]。有 關(guān)此類放射性危害的論著,近年來(lái)常可見(jiàn)諸報(bào)端和科技文獻(xiàn)[2] 。針對(duì)該放射性問(wèn)題,設(shè)計(jì)制作一種簡(jiǎn)便的檢測(cè)儀器,方便地測(cè)量室內(nèi)放射程度是否安全。本文詳細(xì)研究測(cè)量放射性含量的劑量?jī)x，解釋了劑量?jī)x的用法和劑量?jī)x研究過(guò)程中如何解決寬量程的問(wèn)題，分析劑量?jī)x的工作原理及檢測(cè)電路，并給出軟件和硬件設(shè)計(jì)；利用匯編語(yǔ)言給出了中斷服務(wù)程序，結(jié)果表明劑量?jī)x方便操作并在實(shí)踐中具有一定的實(shí)用價(jià)值。2 硬件與軟件測(cè)量射線有各種不同的儀器和方法，一般將探測(cè)器分為兩大類，一是“徑跡型”探測(cè)器，如照相乳膠、云室、氣泡室、火花室、電介質(zhì)粒子探測(cè)器和光色探測(cè)器等，它們主要用于高能粒子物理研究領(lǐng)域。二是“信號(hào)型”探測(cè)器，包括電離計(jì)數(shù)器，正比計(jì)數(shù)器，蓋革計(jì)數(shù)管，閃爍計(jì)數(shù)器，半導(dǎo)體計(jì)數(shù)器和契倫科夫計(jì)數(shù)器等，這些信號(hào)型探測(cè)器在低能核物理、輻射化學(xué)、生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)以及地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域越來(lái)越得到廣泛地應(yīng)用，本文就是選用GM計(jì)數(shù)管作為多功能放射性測(cè)量的儀器信號(hào)采集輸入端。 劑量?jī)x的設(shè)計(jì)思路高性能微處理器的出現(xiàn)為研制更加小型化、智能化的寬量程、多功能電子劑量?jī)x提供了條件[3]。如果測(cè)量數(shù)據(jù)可直接送入微機(jī)，就可在任意規(guī)模上建立低成本的劑量 監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，方便地進(jìn)行個(gè)人劑量數(shù)據(jù)的存檔、統(tǒng)計(jì)、查詢、上報(bào)，對(duì)于加強(qiáng)劑量監(jiān)督管理將起到重要作用。 (1) 開(kāi)機(jī)后即自動(dòng)測(cè)量當(dāng)時(shí)劑量率，記錄累計(jì)劑量，記錄最大劑量率及最大劑量 率的出現(xiàn)時(shí)間。儀器的液晶屏可選擇顯示[4]當(dāng)時(shí)劑量率、累積劑量、最大劑量率和日歷、時(shí)間。(2) 可利用儀器上的按鈕自行設(shè)定劑量和劑量率報(bào)警閾，當(dāng)劑量或劑量率超出閾 值時(shí)可發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果你“忘記”設(shè)定劑量率報(bào)警閾。報(bào)警閾設(shè)定后只能更改而不能被清除，可免去每次工作重復(fù)設(shè)置報(bào)警閾的麻煩。(3) 劑量率測(cè)量范圍從環(huán)境本底水平()到500mSv/h，適應(yīng)絕大多數(shù)工作 現(xiàn)場(chǎng)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的要求。(4) 劑量測(cè)量范圍較大，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程。(5) 劑量率依賴性177。20%(1～500mSv/h)，根據(jù)計(jì)數(shù)率大小自動(dòng)進(jìn)行非線性校正。(6) 響應(yīng)時(shí)間要隨劑量率自動(dòng)調(diào)整，對(duì)大劑量率的出現(xiàn)響應(yīng)速度要快()，以便及時(shí)報(bào)警以盡量減小偶然發(fā)生的事故照射劑量。對(duì)于小劑量率，測(cè)量時(shí)間可以適當(dāng)延長(zhǎng)，使測(cè)量統(tǒng)計(jì)誤差保持在可接受的范圍之內(nèi)，并使用滑動(dòng)平均技術(shù)，以利于使用者隨時(shí)觀察劑量率的變化。~30S10(滑動(dòng)平均)，分為6檔。(7) 對(duì)超量程、電池欠壓及計(jì)數(shù)管不計(jì)數(shù)要有報(bào)警提示，劑量率超量程時(shí)儀器指示量程上限值。(8) 盡可能的降低功耗，這里我們同時(shí)采用硬件方法跟軟件方法。(9) 需要時(shí)可設(shè)置記錄一段時(shí)間內(nèi)的5個(gè)劑量歷史值。(10) 可將劑量數(shù)據(jù)以串行通訊方式直接向微機(jī)傳送。無(wú)需通過(guò)功能有限的專用單片機(jī)讀出器。(11) 儀器更換電池或由于跌落、擠壓等原因造成儀器破損的情況下，儀器所存儲(chǔ)的劑量信息不丟失，電路設(shè)計(jì)用一塊非易失性存儲(chǔ)器保持記憶。 硬件 硬件原理圖本機(jī)硬件由89S51單片機(jī)、顯示控制器、時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)器、通訊電路、按鍵、字符顯示器LCM06報(bào)警器、探頭、探測(cè)電路及電源等組成。原理圖如圖1所示。圖1 工作原理圖① 電源管理電路給系統(tǒng)提供177。5V電壓。電源部分主要由MAX889V碳性電池6F2四2輸入與非門CD4011等系列電路組成。U7M
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