型傳感器論文核輻射傳感器及其應(yīng)用(存儲(chǔ)版)
【正文】 度。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。一般 α 粒子具有（ 40100）MeV 的能量，平均壽命為幾微秒到 1010 年。 γ射線： 原子核從不穩(wěn)定的高能激發(fā)態(tài)躍遷到穩(wěn)定的基態(tài)或較穩(wěn)定的低能態(tài)，并且不改變其組成過程稱為γ衰變。 核輻射強(qiáng)度隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律而減少，可表示為： I = I0e?λt I0 為初始的放射性強(qiáng)度； I 為經(jīng)過時(shí)間 t 后的放性強(qiáng)度。其作用是將核輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而探測(cè)出射線的強(qiáng)弱和變化。閃爍計(jì)數(shù)器先 將輻射能變?yōu)楣饽?，然后再將光能變?yōu)殡娔芏M(jìn)行探測(cè)，它由閃爍體和光電倍增管組成。 正比計(jì)數(shù)器：正比計(jì)數(shù)器是以一種充氣型輻射探測(cè)器，工作在氣體電離放電伏安特性曲線的正比區(qū)，為獲得良好能量分辨率，大多數(shù)采用圓筒形或鼓形，有均勻 的電場(chǎng)分布，可使射線入射窗做得很大。 2）散射式厚度計(jì) 散射式厚度儀是指利用核輻射被物體后向散射的效應(yīng)制成的監(jiān)測(cè)儀器。 熒光式材料成分分析儀具有分析速度快、精度高、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣、成本低、易于操作等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。合理的布置可以使得探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較小，使用方便。 核子秤的原理圖如上圖 圖所示。射線源一般為 X射線或γ射線，射線透過被測(cè)物體后被探測(cè)器接收，檢測(cè)信號(hào)通過電路處理后送 計(jì)算機(jī)顯示存儲(chǔ)。若防護(hù)工作注意不夠，則輻射的危害還可能污染周圍環(huán)境，因此需要很好地解決射線防護(hù)問題。當(dāng)液面變化時(shí)，液體對(duì)射線的吸收也改變，從而就可以用探測(cè)器的輸出信號(hào)大小來表達(dá)液位的高低。如果把人體分成一系列薄片，單獨(dú)對(duì)每一切片進(jìn)行觀察，就能消除臨近各層的影響，沒有重疊混淆，容易辨別細(xì)微的異常結(jié)構(gòu)。它的主要特點(diǎn)是理想的非接觸式在線連續(xù)稱重計(jì)量控制設(shè)備，測(cè)控精度高，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，克服了其他稱重設(shè)備因機(jī)械變異 (皮帶跑偏、磨損、張力變化、物料沖擊 )等因素引起的測(cè)量誤差。要根據(jù)具體的場(chǎng)合，合理地選用。 3） X熒光材料成分分析儀 射到物質(zhì)上的核輻射所產(chǎn)生的次級(jí)輻射稱為次級(jí)熒光射線，熒光射線的能譜和強(qiáng)度與物質(zhì)的成分、厚度及密度有關(guān)。 對(duì)于一定的放射源和一定的材料就有一定的μ和ρ，則測(cè)出 J 和 J0即可計(jì)算確定該材料的厚度 t。其特點(diǎn)是輸出信號(hào)小、分辨率高。常用玻璃做外殼，而陰極用金屬或石墨涂覆于玻璃表面內(nèi)部或在外殼內(nèi)用金屬筒做陰極。 比值μ /ρ稱為質(zhì)量吸收系數(shù)，常用μ ρ 表示，質(zhì)量吸收系數(shù)μ ρ 幾乎與吸收體的化學(xué)成分無關(guān)，設(shè)質(zhì)量厚度 x=hρ ,此時(shí)有： I = I0e?μρx 射線穿透能力： α射線 β射線 γ射線 利用放射線進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須有輻射源放出α、β、γ射線。與β射線相比，其吸收系數(shù)小，它透過物質(zhì)的能力最大，在氣體中的射程為幾百米，并且能穿透幾十厘米的固體物質(zhì)，其電離作用最小。由于β粒子的質(zhì)量比α粒子小很多，因此更 容易被散射。這種 α 粒子流通常稱作 α 射線。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化； 6） 精度：精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的來源，國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制； 2）靈敏度的選擇：通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的 靈敏度越高越好。通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率并不相 4 同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。例如，某位移傳感器，在位移變化 1mm時(shí)，輸出電壓變化為 200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為 200mV/mm。在實(shí)際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。 漂移：傳感器 的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時(shí)間變化，此現(xiàn)象稱為漂移。定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。 現(xiàn)代傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路 3 部分組成，感受和響應(yīng)規(guī)定的被測(cè)量，并按一定規(guī)律完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換。同時(shí)介紹核輻射傳感器的一些應(yīng)用，有助于初學(xué)者了解和認(rèn)識(shí)核輻射傳感技術(shù)及其應(yīng)用。 ：
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