核仪器概论2—核电站及核反应堆用核仪器.ppt

(1)频带宽度 频带宽度（频宽）所代表的是一个信号所含的最高频率分量。对于脉冲信号，决定其所需之频宽，是脉冲信号的上升时间，而不是脉冲信号的频率。 如果一个上升时间为1 nS的脉冲信号，由公式可知其频宽高达350MHz，通常人们把大于100 MHz的频宽信号作为高频信号处理。 除了频宽外，人们在对信号是不是作为高频信号处理，还要考虑其它条件，当一个信号的上升时间趋近于传输延迟时间的时候，也要按高频信号处理。 涂硼正比计数管要放在反应堆中，探测器输出的电流脉冲信号要经过二百米的电缆传输，其延迟时间已远大于上升时间，所以探测器输出的电流脉冲信号，经过长电缆传输时，要考虑高频信号的影响。 1）同轴电缆 同轴电缆又称之为屏蔽电缆，这是一种用一层导体来屏蔽信号线的结构，其外层的屏蔽导体主要是用来降低信号线与外界的耦合，这个耦合包括电场耦合和磁场耦合两种。屏蔽导体大多以编织网状的形状居多。 （1）特性阻抗Z0 当导线上流经有高频信号时，所呈现的电压与电流的比值，称为特性阻抗。 一个理想传输线的输入阻抗，即所谓的特性阻抗计算公式： 其中 L为每单位长度的电感量；C为每单位长度的电容量。 A B C 如果信号源内阻RS等于传输线的特性阻抗 Z0;信号幅度为V，A点的信号幅度? （2）延迟时间Td 传输线上每单位的时间延迟称为“延迟时间”，其单位通常为ps/mm 或者 ns/m，它只与传输线每单位长度的电感量和单位长度的电容量有关。 A B C 如果在T=0时刻在A点出现一个信号,那么要在 T+Td之后,在C点出现这个信号。 （3）信号的反射 RS=Z0，B点在信号线中间，C为终端，开路。 A B C td 2td t t t A B C （4）反射系数 图13—6 电缆阻抗匹配 反射系数 1）传输线的特性阻抗Z0与传输线的长度无关，它由制作材料和工艺决定。 2）传输线上每单位的时间延迟，如5ns/m，它也只与传输线每单位长度的电感量和单位长度的电容量有关。 3）长电缆传输的脉冲信号一般要考虑阻抗匹配。 RS=Z0 =Ri；否则将发生反射，造成误计数。 2.1.6 对数率表 在计数率的变化范围非常宽时，通常选用对数率表，对数率表输出电流与输入频率之间存在着对数关系， 即I=AlgN 。 (1) 线性输出电压经对数放大器放大输出。 （2）利用数字电路进行对数运算处理，DA转换输出。 （3）用泵电路实现对数变换。 2.1.6.1计数率计的基本电路 1、二极管泵电路 C1充电 C1放电 稳定状态下 电路工作在稳定的情况下，电容C支路的平均电流为零。 只有在 时， 才与n成正比。 推导 与 n 的关系： nC1 R ＞＞1， =V1。 选择合适的Ci Ri 选择合适的Ci V1 nC1 R 0 — + 20p 200p 2000p 1MΩ 20μ +15V 对数泵电路示图 n 100 101 102 103 104 105 106 备注 V21 0.95 0.995 1 1 1 1 1 V22 0.67 0.95 0.995 1 1 1 1 V23 0.09 0.67 0.95 0.995 1 1 1 V24 - 0.09 0.67 0.95 0.995 1 1 V25 - - 0.09 0.67 0.95 0.995 1 V26 - - - 0.09 0.67 0.95 0.995 V27 - - - - 0.09 0.67 0.97 C7 ΣV2 1.71 2.71 3.71 4.71 5.71 6.62 6.97 增大 V27 3）计数率计的指标 包括线性率表和对数率表 a）输入信号：≥3v b）量程：10——1×106分6挡，如下 10，100，1K，10K，100K，1000K c）时间常数：1秒，3秒，10秒，30秒 d）模拟输出：1-100mV e）误差： ≤1∽5% 2.1.6.2 中子注量率变化的测量（周期测量单元） 设在t时刻反应堆内的中子密度n，中子被235U核吸收,过了一代时间后，中子密度增至Kn，净增中子密度为（K-1）n，则堆内的中子密度增长率为： τ表示,从上一代中子的产生到被吸收后又产生新一代裂变中子的平均时间，称为平均每代时间。 如果t≥0后，K为常数，对上式积分后得： 式中n0为t=0时的中子密度。 求得t时刻反应堆内平均中子密度变化e倍所需的时间，即反应堆周期T； 反应堆周期T提供了反应堆启动