新型四道伽马能谱仪的研制

【摘要】γ能谱测量是一种重要的放射性地球物理方法。新型四道伽马能谱仪主要用于野外现场直接测量地表岩石、土壤和其他物质中铀(U)、钍(Th)、钾(K)的含量及总道的计数，获取相关核素的信息。随着电子技术的发展，伽马能谱仪正朝着数字化方向发展。据此，拟自主研制一套基于ARM7+CPLD平台，带触摸屏、轻便的新型四道伽马能谱仪。仪器的设计包括硬件电路和嵌入式软件部分。硬件电路包括碘化钠探测器、脉冲处理电路、数字电路和电源电路。其中，脉冲处理电路主要包括：极零相消、同向运算放大，反向程控放大、比较器甄别等电路；数字电路主要包括：以EPM570芯片为核心的CPLD部分、以Cortex-M3单片机STM32F103为核心的CPU及其外围电路；电源电路包括锂电池充电电路及系统所需的各路电源转换电路。系统工作过程为：NaI探测器将探测到的射线经光电倍增管转换为电信号，送入脉冲处理电路进行调理；然后利用PWM波控制阈值区间对信号进行甄别，处理后的信号经电平转换电路送入数字电路；在CPLD内，完成脉冲整形、信号甄别、计数等逻辑控制，并将数据通过并行总线输入CPU；CPU及其外设将信息进行综合处理，显示在触摸屏上，实现四道测量、数据存储、设备通信等功能。嵌入式软件使用C语言在IARforARM平台上开发，采用STM32标准外设库，实现的功能包括：对系统硬件和参数的初始化配置；以铯源为基准的寻峰检测与自动稳谱功能；四道的快速测量、定时测量和连续测量；测量数据的存储、查看和上传；对触摸屏的触控指令配置；以及仪器通过RS485、蓝牙与上位机通信的应用层协议。设计基本实现了仪器的主要功能，部分功能还有待完善与测试。
【作者】胡杰；
【导师】侯胜利；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地球探测与信息技术，2014，硕士
【关键词】四道γ能谱仪；PWM；CPLD；STM32；

【参考文献】
[1]仇振琢.提镓残渣铝酸钙的净水效果[J].轻金属.1992(07)
[2]汪蕾.区域粮食安全视角下农村流动人口与农业经济增长的相关性研究[D].上海海洋大学,产业经济学,2014,硕士.
[3]崔伟正.面向分类决策的不完备信息处理方法研究[D].国防科学技术大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[4]梅丽珍.人力资源循证决策对人力资源管理效能影响机制研究[D].浙江大学,2014.
[5]张艳芳.缺血性卒中后抑郁及其相关因素分析[D].兰州大学,神经病学,2013,硕士.
[6]郭钘.突发自然灾害事件中政府危机管理问题的研究[D].湖北大学,行政管理,2011,硕士.
[7]姚伟.试论汉字在现代平面设计中的应用[D].山西师范大学,美术学,2014,硕士.
[8]张潇潇.霍山石斛的分子鉴定及其遗传多样性评价[D].南京师范大学,植物学,2012,硕士.
[9]周博.胰腺囊性肿瘤134例诊治分析[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[10]李进博.可生物降解聚丁二酸丁二醇酯的合成[D].郑州大学,材料学,2013,硕士.
[11]李天阳.汶川震区滑坡堆积体坡面细沟侵蚀室内模拟研究[D].西南大学,水土保持与荒漠化防治,2014,硕士.
[12]凌爱霞.面向新课程的中学化学教师角色定位研究[D].曲阜师范大学,化学课程与教学论,2004,硕士.
[13]记者吴黎华.律师提请证监会查处四券商虚假陈述[N].经济参考报,2011-04-20003.
[14]何源海.Claybox电子商务支付与订单处理系统的设计与实现[D].南京大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[15]吴亚坤.葵花秆/聚乙烯轻质复合材料制备工艺及性能研究[D].内蒙古农业大学,林业工程,2013,硕士.
[16]吴泽立.基于任务驱动的初中信息技术课教学实践研究[D].华中师范大学,现代教育技术,2014,硕士.
[17]岳一领,李东生.基于数据挖掘技术的煤矿远程监控系统研究[J].太原理工大学学报,2005,02:211-215.
[18]金春立.我国商业银行海外并购绩效研究[D].浙江工业大学,2012.
[19]崔宇翔.烤烟不同成熟度、部位对烟叶光合特性及品质的影响研究[D].云南农业大学,作物栽培学与耕作学,2013,硕士.
[20]薛英林,徐政,李普明,黄莹,黎小林.高压直流输电双调谐滤波器阻尼电阻的选取原则[J].电力系统自动化,2011,13:92-97.
[21]金丽梅.对史量才社会角色的定位分析[D].华中科技大学,新闻学,2013,硕士.
[22]薛娟斓.德国功能翻译理论视角下政治外宣英译研究—以2011《中国的和平发展》（白皮书）为例[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[23]张小娟.国内城市建筑垃圾资源化研究分析[D].西安建筑科技大学,工程经济与管理,2013,硕士.
[24]李满宏,张小俊,张建华,张明路.面向给定轨迹的六足机器人多足协调控制[J].华中科技大学学报(自然科学版),2015,04:32-37.
[25]刘通.西藏东巧蛇绿岩岩石学、地球化学、年代学及构造演化过程[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2014,硕士.
[26]李松松.神经网络在管道漏磁信号分析中的应用[D].沈阳工业大学,测试计量技术及仪器,2003,硕士.
[27]李洋洋.准能公司企业文化研究[D].内蒙古大学,工商管理,2013,硕士.
[28]穆宏浪.关中—天水经济区与陕甘宁经济区经济合作研究[D].西安电子科技大学,国民经济学,2012,硕士.
[29]王立小.江苏省普通高校高水平排球运动队的现状分析和对策研究[D].苏州大学,体育教育训练学,2003,硕士.
[30]邵好.基于EMD的轴承故障诊断[D].西安电子科技大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[31]刘建新.K银行客户关系管理（CRM）应用研究[D].电子科技大学,2003.
[32]罗锦生.评美国文化中的普世主义[D].福建师范大学,英语语言文学,2004,硕士.
[33]方莹莹.人民币国际化中的投融资问题研究[D].上海交通大学,工商管理,2013,硕士.
[34]吴琪乐.超材料石墨烯开发取得重大突破克服了石墨烯技术应用[J].半导体信息,2012,01:15-16.
[35]孙纪伟.被问责官员复出问题研究[D].西北大学,行政管理,2014,硕士.
[36]唐丹丹.论萧红“越轨笔致”下的《马伯乐》[D].西南大学,中国现当代文学,2014,硕士.
[37]程南.群体动力视角下的煤矿员工不安全行为管理研究[D].中国矿业大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[38]何婷.客货分线运输条件下铁路货运市场营销战略研究[D].北京交通大学,2010.
[39]王庆庆,王慧芳,林达,何奔腾.带并联电抗器线路单相永久性故障的识别方法[J].电力系统自动化,2015,05:101-106+133.
[40]ZHUQiao,CUIJia-Rui,HUGuang-Da.针对随机控制系统数值解的均方指数输入状态稳定性(英文)[J].自动化学报,2013,08:1360-1365.
[41]孙福江,王玉生.地下室外砖墙漏水堵漏方法[J].建筑技术.2003(07)
[42]谢雪梅.生长追赶IUGR大鼠骨骼肌PGC-1α的DNA甲基化和基因表达[D].华中科技大学,儿科学,2013,硕士.
[43]冀连胜,史付生.重、磁力方法在石油勘探中的应用效果[J].石油地球物理勘探,2001,03:326-333+382.
[44]冯俊.五至八年级学生性发育体验与自尊的关系[D].沈阳师范大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[45]孙学凯,孙赞东,谢会文,刘立峰,彭涛,王永刚.非稳态地震稀疏反褶积[J].石油地球物理勘探,2015,02:260-266+3.
[46]崔琳.新新媒介环境下的全民传播研究[D].吉林大学,新闻学,2014,硕士.
[47]高建勇.基于TM影像的平朔矿区土地利用/土地覆盖变化研究[D].长安大学,测绘工程（专业学位）,2013,硕士.
[48]汪书锋.快速乡村城镇化背景下的古村保护规划研究[D].广东工业大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[49]刘洪月.叶酸修饰的新型隐形泡囊的制备及其体外性质研究[D].苏州大学,药剂学,2013,硕士.
[50]阮茹幸.甘肃西长凤高速公路Superpave沥青路面施工技术研究[D].重庆交通大学,道路与铁道工程,2012,硕士.