基于Gaussian-LM算法的便携式多道γ能谱仪自动稳谱研究

发布时间：2021-07-07 10:15

　　针对便携式多道γ能谱仪测量过程中因温度变化造成谱线漂移的问题,提出了一种特征峰自动稳谱方法。该方法使用LM算法对Gaussian拟合函数进行参数寻优,获取当前测量过程中特征峰峰位道址,依据谱漂移量利用PID控制算法调节高压控制字继而进行相应的高压补偿,实现系统自动稳谱功能。试验结果表明,1024道便携式γ能谱仪在-20～50℃范围内实测最大谱漂不超过±3道。因此,研究的自动稳谱方法可为野外γ能谱准确测量提供技术支撑。 

【文章来源】：世界核地质科学. 2020,37(04)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

特征峰自动稳谱流程图

式中：Pref—理论峰位对应道址；Pn、Pn-1、Pn-2—第n次、第n-1次、第n-2次得到的拟合峰位道址；KP、KI、KD—比例单元、积分单元和微分单元的控制因子；其中KI的主要作用为增益控制，增加KI可降低系统的稳态误差，提高系统响应速度。KP和KD与峰位道址P的变化率相关，能够预测偏差，产生超前的校正作用，较好地改善动态性能[12]。图3 PID控制算法

选用钾、铀、钍单一核素模型针对能窗划分范围内的特征峰进行拟合，采用LM算法对Gaussian拟合函数进行参数寻优，结果如图4所示，分别求得不同核素模型的拟合峰位、半峰全宽（FWHM）如表1所示。由表1可知，采用LM算法对特征峰进行拟合取得较好效果，R2（确定系数）均大于0.95，其拟合峰位道址与理论峰位较接近，针对1024道便携式多道γ能谱仪，误差在±1道。因此，在仪器自动稳谱过程中可以使用该算法进行特征峰寻峰操作。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Gaussian-LM算法在光纤布拉格光栅反射光谱寻峰中的应用[J]. 胡正文,庞成鑫,程冯宇.  激光与光电子学进展. 2017(01)
[2]核能谱单能峰快速高精度高斯函数拟合算法研究[J]. 马英杰,周靖,洪旭,周建斌,王敏,万文杰.  光谱学与光谱分析. 2016(08)
[3]NaI（T1）谱仪LED稳谱中的LED驱动方法研究[J]. 李洋,闫学昆,刘明健,张燕.  核电子学与探测技术. 2013(07)
[4]一种用于自然伽马能谱测井仪器的自动稳谱技术[J]. 巩建忠,王卫华.  石油仪器. 2006(05)
[5]13N监测仪的稳谱技术研究[J]. 屈国普,凌球,郭兰英,赵立宏,陈坚祯,陈丛桂.  核技术. 2005(07)
[6]NaI（Tl）γ谱的计算机稳峰技术[J]. 陈坚祯,郭兰英,凌球,屈国普,赵立宏,胡创业.  原子能科学技术. 2005(03)
[7]多道伽马能谱仪中的特征峰稳谱技术[J]. 吴永鹏,赖万昌,葛良全,肖刚毅,林延畅.  物探与化探. 2003(02)
[8]动态控温系统中PID参数的实时整定[J]. 李维祥,郑程军,刘凤先.  电子技术应用. 1998(04)

硕士论文
[1]内嵌自动稳谱的PMT-BASE数字化能谱仪研制[D]. 卿松.成都理工大学 2019
[2]航空γ能谱系统中自动稳谱的研究与实现[D]. 罗耀耀.成都理工大学 2010



本文编号：3269450