{if(buffernum [k]> buffernum [k-1]&& buffernum [k]> buffernum [k+1]&&
buffernum [k-1]> buffernum [k-2]&& buffernum [k+1]> buffernum [k+2])
{ temp = buffernum [k]; peakdata[temp]++; count ++; }}} return count;}
该功能模块的设计中也需要考虑采样率与脉冲幅度分析速率的匹配问题,即系统软件的寻峰及幅度提取运行速度与数据采集速度的匹配,避免脉冲数据大量丢失。系统通过Queue缓存多任务运行机制完成速率的匹配问题。此外,模块增加了阈值确定模块,保证只在脉冲幅度超过阈值时才产生触发,以提高数据的有效性。综上,采用纯软件编制的多道脉冲幅度分析器是高速、可靠的。
2.4.3 数据实时显示模块
数据实时显示模块完成经过多道脉冲幅度分析模块处理后的数据显示,以道址为横坐标,以计数为纵坐标,具体代码如图4所示:
图4 谱数据实时显示源代码
Fig.4 The real time display source code of Spectrum data
波形显示功能使用Waveform Graph控件[8]实现。界面如图5所示:
图5 加亮区显示
Fig.6 Regions-of-interest show
在实时采集过程中,可以通过键盘方向键的上下键实现纵坐标的放大和缩小,以便根据需求查看相对应区间的详细情况。同时可以用鼠标拖动光标或用键盘上的左右键移动光标,来显示光标所在位置的道数和计数。此外,程序中设置了加亮区的选择和删除功能,加亮区文件的保存与读取功能。加亮区可以通过键盘上的左右键(通过功能键F7切换,实现左右键功能的变换)进行选择,并以红色区块显示,并可以通过Del键逐道删除所选的加亮区。
2.4.4 谱分析模块
2.4.4.1 寻峰求分辨率
在寻峰求分辨率模块所要完成的主要任务就是查找峰位以及计算峰高一半处以道址为单位的宽度。能量分辨率是指对于某一给定的能量,探测器能分辨的两个粒子能量之间的最小相对差值的量度[42]。能量分辨率可定义如下:W1/2=△h1/2/h0。式中,W1/2表示能量分辩率;h0表示峰位所处的道址;△h1/2表示在峰位一半高处,所得的以道址为单位的宽度。寻峰求分辨率对话框如图6所示。
图6 寻峰求分辨率对话框
Fig.6 The dialog box of asking the resolution through seeking the peak
2.4.4.2 积分区间计数
积分区间计数的功能:计算用户输入的两个道址之间的总计数。部分代码如下:
float64 totalpeak=0; int16 i;
if(highchannel>2040) highchannel = 2040;
for(i=lowchannel; i<=highchannel; i++){ totalpeak+=Originalpeakdata[i]; }
2.4.4.3 谱寻峰
寻峰是定位能谱中的全部有效峰。在谱数据中精确地计算出各个峰的峰位是能谱分析中的关键问题。谱分析对寻峰的基本要求是:
(1)比较高的重峰分辨率,能确定距离近的峰的位置。
(2)能识别弱峰,假峰出现的几率要小。
(3)不仅能计算峰位的整数道址,还能计算峰位的精确值。
系统采用精密的寻峰方法:协方差法。选用LabVIEW系统中提供的Peak Detect.VI,该子VI使用了协方差法,能够较好地满足寻峰的要求。对于不同的核谱数据,其峰的半高宽、峰顶高度均不相同,给出近似的半高宽值,设置峰高阈值,对低于峰高阈值的不进行寻峰。这样可以将噪声产生的杂峰除去,仅找出需要的峰值。界定寻峰区域之后,就可以寻峰并给出找到的峰的个数,每个峰的位置及峰的高度。
3 技术指标
为了保证仪器的工作正常,测量结果可靠,仪器性能必须良好。为此,对仪器的主要性能进行了相关测试,整机技术参数如下:脉冲采样速度:20MHZ,最小脉冲宽度:0.25μs,死时间≈0,137Cs光电峰偏移≤±1%,稳定性:≥8h。
4 结束语
本文设计完全抛开硬件电路设计,后通过计算机软件实现仪器功能,满足了电子技术从单一的电子元件向集成化、智能化方向发展的趋势。纯软件伽玛能谱仪的研制成功,不仅为伽玛能谱仪的研制提供了新思路,而且为今后能谱仪功能扩展和性能提高等方面的研究提供了新的研究平台。
参考文献
[1] 虚拟伽玛能谱仪设计[M] 何志杰 2007;
[2] www.terraplus.ca;
[3] www.bnif.com.cn;
[4] Measurement Computing Corp. PCI-DAS4020/12 User’s Guide[Z].2002.
[5] 陈金平,王生泽,吴文英.LabVIEW 的事件驱动功能在菜单设计中的应用.仪表技术.2005年第1期
[6] 刘传清,胡荣玉. 虚拟仪器软面板设计技术.襄樊学院学报.2002.9 Vol.23 No.5
[7] 陈川,刘松秋,刘克新.在加速器质谱仪上测量14C的虚拟双参数多道分析器系统设计. 原子能科学技术,2002年3月,Vol.36,No.32
[8] 曹会国,陈宏圣.基于LabVIEW的波形发生与显示. 临沂师范学院学报.2005.6,Vol.27 No.3