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GAMMA-RAD5 伽马射线检测系统

GAMMA-RAD5 是一款完整的集成式伽马射线光谱仪。它包括一个闪烁体探测器和 PMT、一个基于 Amptek DP5 的数字脉冲处理器,该数字脉冲处理器又被称为 DP5G,包括一个 MCA、用于控制和与 PC 通信的所有硬件和软件以及所有电源。它是一个集成的便携式模块。"

GAMMA-RAD5 是一款功能强大的便携式伽马射线光谱仪,它将完整的 NaI 闪烁探测器与数字脉冲处理器相结合,可提供高质量的检测和频谱信息。

为了方便使用,此探测器系统通过 USB 端口进行通信和供电。用户只需一台便携式计算机即可进行控制、显示和数据存储。  它还支持分布式网络的以太网。

特点

  • 带 PMT 的 76 x 76 mm NaI(Tl) 加固型闪烁体探测器
  • 有定制闪烁体探测器
  • 带整形放大器和 MCA 的数字脉冲处理器
  • 所有电源(低电压和高电压)
  • 以太网和 USB 接口,可实现强大的通信
  • USB 为整个系统供电
  • 灵活的架构,适合定制接口
  • 与用于闪烁光谱仪的 Sodigam 伽马射线分析软件直接集成
  • 适合 OEM 和定制用户

Sodigam

能谱

图 1.比较了天然放射性物质(NORM)(一种工业 133Ba 同位素)与不存在放射源的天然本底的伽马射线光谱。

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    包括

    • 带 PMT 的 76 x 76 mm NaI(Tl) 闪烁体探测器
    • 带整形放大器和 MCA 的数字脉冲处理器
    • 所有电源(低电压和高电压)
    • 接口硬件和 PC 软件

    特点

    • 加固型闪烁体探测器和 PMT
    • 以太网和 USB 接口,可实现强大的通信
    • USB 为整个系统供电
    • 灵活的架构,适合定制接口
    • 适合 OEM 和定制用户

    应用

    • 国土安全:
      出入口监测器、船运集装箱、手持式监测器
    • 核电厂监测
    • 急救人员和应急人员
    • 核安全保障核查
    • 有毒垃圾场监测
    • 现场处理
    • 环境或工业监测
    • 教学和研究

    探测器

    • 标准探测器为 76 x 76 mm(3″)NaI(Tl)
    • 有定制探测器,包括
      • 76 x 152 mm NaI(Tl) (3 x 6 英寸)
      • 10 x 10 x 40 cm NaI(Tl) (4 x 4 x 16 英寸)
      • 25 x 25 mm LaCl3 (1 x 1 英寸)
      • 76 x 76 mm BGO (3 x 3 英寸)

    标准性能

    • 动态范围:10 至 3000 keV
    • 分辨率:662 keV 时 < 7% FWHM,1.33 MeV 时 < 5%
    • 计数率:高达 200,000 cps
    • 功率:750 mW USB,1.5 W 以太网*

    分析软件

    • 用于闪烁光谱仪的 Sodigam 伽马射线分析软件(可选)
  • 描述 +


    概述

    GAMMA-RAD5 是一款完整的集成式伽马射线光谱仪。它包括一个闪烁体探测器和 PMT、一个基于 Amptek DP5 的数字脉冲处理器(称为 DP5G)、用于控制和与 PC 通信的所有硬件和软件以及所有电源。它是一个集成的便携式模块。


    图 2.带手柄的 GAMMA-RAD5 76 x 76 mm NaI(Tl)。

    该系统经历过几次重大创新,是现场使用的理想选择。首先,闪烁体探测器和 PMT 经过加固,耐机械冲击和振动。其次,以太网接口允许远距离操作:通过以太网可在 100 m 范围内操作,如果使用互联网软件,则可在全球范围内操作,同时 USB 接口允许与几乎任何计算机建立连接(电源和数据)。第三,它具有灵活的数字架构,因此可以轻松地针对特定应用进行调整。GAMMA-RAD5 可进行各种伽马射线光谱测量,非常适合实验室应用、严苛的国土安全等应用。


    图 3.GAMMA-RAD5 架构。

  • 规格参数 +


    GAMMA-RAD5 规格

    探测器属性

    探测器 探测器是一种加固型闪烁体探测器和 PMT。76 x 76 mm NaI(Tl) 是标准配置,但也有许多其他配置。有关详情,请与 Amptek 联系。探测器性能(分辨率、阻止本领、光峰比等)由闪烁晶体决定。
    效率 76 和 152 mm NaI(Tl)
    图 4a.76 x 76 mm Na(I)Tl 的效率。
    图 4b.76 mm 和 152 mm NaI(Tl) 之间的效率比较。

    脉冲处理性能

    增益设置 有两种软件可选的粗调增益设置:3 MeV 满量程和 750 keV 满量程。微调增益在 0.75 和 1.25 之间可调。
    脉冲形状 梯形,通常设置为 2.4 µs 峰值时间(相当于 1 µs 整形时间)。软件可在 0.8 至 102.4 µs 的峰值时间(0.3 至 40 µs 的等效整形时间)内进行编程。
    增益稳定 众所周知,NaI(Tl) 和 PMT 的增益会随温度而变化。在软件中运行增益稳定算法可进行相应地补偿。
    最大计数率、死时间和吞吐量 使用默认配置时,系统的输入计数率可达 150,000 sec-1,吞吐量 >50%,基线相当稳定,堆积判弃良好。如果配置为最短峰值时间 0.8 µs,它将保持 >300,000 sec-1 的输入计数率,吞吐量 >50%。与模拟系统不同,数字化没有单独的死时间,当事件间隔小于一个完整的脉冲宽度(特别是峰值时间的 1.25 倍)时,它仍可以处理事件。脉冲处理电子器件的周期时间为 1 µs,因此可以采集到 1 MHz 的周期信号。快速通道(用于堆积拒绝和测量输入计数率)具有 600 ns 的分辨时间。
    定制配置 DP5G 在出厂时设置为 20 MHz 或 80 MHz 时钟。对于 NaI(Tl),20 MHz 为标准配置,符合上述规格。80 MHz 设置允许慢速通道中的峰值时间低至 0.1 µs,快速通道中的峰值时间低至 0.05 µs,但这会多消耗约 50% 的功率。对于具有更快衰减时间、快速脉冲形状鉴别或其他独特要求的定制闪烁体材料,建议使用 80 MHz 设置。

    MCA 性能

    通道数 软件可编程为 8k、4k、2k、1k、0.5k 或 0.25k 通道。
    最短采集时间 <10 ms
    预设 时间、总计数、ROI 计数、单通道计数

    外部连接

    USB 有一个标准 USB 接口,用于全速(12 mbps)的 USB 1.1(2.0 兼容)。这可为整个 GAMMA-RAD5 提供数据和电源。无需外部电源。
    以太网 10Base-T 或 UDP、DHCP 或固定 IP。此接口必须与外部电源一起使用(附带交流适配器)。
    Aux 1 这是一个主要的辅助输入/输出连接器。它可以配置为(1)模拟输出,(2)AUX_OUT_1 数字输出或(3)AUX_IN_1 数字输入。通过显示整形脉冲等模拟输出或 ADC 输入,AUX-1 可用于诊断目的。它可用作数字输入,例如,用于计算来自 3He 中子监测器的脉冲数。它还可用于显示数字输出,例如用作输出计数指示器。由软件控制的开关可在 DAC 输出和具有 50 欧姆串联电阻和 100 k 上拉电阻的双向数字收发器 (SN74LVC1T45) 之间进行选择。它是一个 LEMO 连接器,P/N Lemo EPK 00.250.NTN。
    Aux 2 这是一个数字输入/输出连接器。它可以配置为(1)AUX_OUT_2 数字输出或(2)AUX_IN_2 数字输入。它连接到具有 50 欧姆串联电阻和 100 k 上拉电阻的双向收发器 (SN74LVC1T45)。它是一个 LEMO 连接器,P/N Lemo EPK 00.250.NTN。
    Aux 3 这是一个 15 针 D 型连接器,包括(a)串行 RS232 接口的线路,(b)AUX_OUT_1 和 AUX_OUT_2 数字输入/输出线路以及(c)8 个 SCA 输出。RS232 线路连接到 MAX3227。AUX_OUT 线路连接到 SN74LVC1T45。SCA 线路连接到 SN74LVC245。Amptek 销售与 AUX-3 一起使用的可选分支电缆。

     

    引脚编号 名称 引脚编号 名称
    1 GND 9 SCA 8
    2 RS232-TX 10 备用
    3 RS232-RX 11 SCA 7
    4 SCA 6 12 SCA 1
    5 SCA 5 13 SCA 2
    6 GND 14 SCA 3
    7 AUX_OUT_1 15 SCA 4
    8 AUX_OUT_2
    电源接口 +5 V 交流适配器随附在包装中,仅在使用以太网或 RS232 时才需要用到该交流适配器。使用 USB 时,USB 总线将提供电源。如果要将 Gamma-Rad5 连接至外部电源,连接器信息如下:Molex 39-30-1020,Digi-Key WM1351-ND
    与外壳搭配:Molex 39-01-2020,Digi-Key WM3700-ND
    端子:16 ga. – Molex 44476-3112,Digi-Key WM1913-ND
    18-24 ga. – Molex 44476-1112,Digi-Key WM1914-ND

    图 5.接口。

    电源

    +5 V 平均电流 150 mA USB,350 mA 以太网。使用 USB 端口时,整个 Gamma-Rad5 可通过 USB 供电。以太网需要使用外部直流电源。当 USB 电缆插入且未检测到以太网连接时,Gamma-Rad5 将自动禁用以太网端口以节省电量。
    范围 3 至 6.4 V
    高压 稳定、高效的 Cockroft-Walton 电源提供了 PMT 偏压。HV 由软件控制。

    物理

    尺寸 31.5 cm x 9.2 cm(直径)
    质量 3.35 kg(76 x 76 mm NaI(Tl),带手柄)
    5 kg(76 x 152 mm NaI(Tl),带手柄)
    工作温度 -25 °C 至 + 65 °C。
    最大温度梯度为每小时 10 °C。

    接口软件

    DPPMCA Gamma-Rad5 可由 Amptek DPPMCA 显示和采集软件控制。此软件可完全控制和配置 Gamma-Rad5,并下载和显示数据。它支持感兴趣区(ROI)、校准、寻峰等。在 Windows XP PRO SP3 或更高版本下运行。单击此处进入软件下载页面。
    SDK Gamma-Rad5 附带免费的软件开发人员工具包(SDK)。用户可以使用此工具包轻松编写自定义代码,以控制用于自定义应用程序的 Gamma-Rad5 或将其连接到更大的系统。其中包含 VB、VC++ 等示例。单击此处进入软件下载页面。
    VB 演示软件 VB 演示软件在个人计算机上运行,允许用户设置 Gamma-Rad5 参数,启动和停止数据采集以及保存数据文件。它随源代码提供,可由用户修改。本软件旨在举例说明如何通过 USB、RS-232 或以太网接口使用最基本的调用(不使用 SDK)手动控制 Gamma-Rad5。在为非 Windows 平台编写软件时,它非常有用。单击此处进入软件下载页面。
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