Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีแกมมาที่ทำงานบนพ็อกเก็ตพีซีโดยใช้ไปป์ไลน์เอดีซี

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

A pocket pc-based gamma spectrometer using pipeline ADC

Year (A.D.)

2008

Document Type

Thesis

First Advisor

เดโช ทองอร่าม

Second Advisor

สุวิทย์ ปุณณชัยยะ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

นิวเคลียร์เทคโนโลยี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2008.1232

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้เป็นการพัฒนาเครื่องวัดสเปกตรัมรังสีแกมมาชนิดเวลาการแปลงผันสัญญาณคงที่ขนาด 4096 ช่องวิเคราะห์ทำงานร่วมกับพ็อกเก็ตพีซี เพื่อให้มีขนาดกระทัดรัด น้ำหนักเบา และมีอัตราสูญเสียกำลังไฟฟ้าต่ำ โดยนำเอาเทคโนโลยี FPGA ไปป์ไลน์เอดีซีขนาด 12 บิตและไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตมาใช้ในส่วนของการแปลงความสูงสัญญาณพัลส์นิวเคลียร์เป็นสัญญาณดิจิตอล ส่วนเชื่อมโยงสัญญาณและควบคุมการทำงานของระบบ สำหรับวงจรขยายสัญญาณพัลส์สามารถปรับอัตราการขยายสัญญาณต่อเนื่องได้สูงสุด 100 เท่า จากการวิจัยพบว่า วงจรขยายและแต่งรูปสัญญาณให้สัญญาณพัลส์เป็นสัดส่วนกับพลังงานที่ได้จากหัววัดรังสี โดยมีค่าเวลาแต่งสัญญาณ 0.7 ไมโครวินาที ความกว้างพัลส์ 2 ไมโครวินาทีและมีความไม่เป็นเชิงเส้นแบบอินทริกรัล 0.22 % การแปลงความสูงสัญญาณพัลส์นิวเคลียร์เป็นสัญญาณดิจิตอลพบว่าใน 1 ลูกพัลส์ใช้เวลา 1.27 ไมโครวินาที โดยมีค่าความไม่เป็นเชิงเส้นแบบอินทริกรัลเป็น 0.45 % และมีความเบี่ยงเบนในการแปลงผันที่ตำแหน่งกึ่งกลางของย่านวิเคราะห์ ± 2 ช่อง (FWHM) สำหรับการทดสอบระบบพบว่ามีความเร็วในการวิเคราะห์สัญญาณพัลส์สูงสุด 160 กิโลเคาน์ต่อวินาทีและมีความสามารถในการแจกแจงพลังงานรังสีแกมมาของ Cs – 137 ด้วยหัววัดรังสีชนิด NaI(Tl) ขนาด 2 นิ้ว x 2 นิ้ว และหัววัดรังสีชนิด CsI(Tl) คัปปลิงกับพินโฟโตไดโอดขนาด 1 ซม. x ซม. เป็น 8.30 % และ 12.61 % ตามลำดับ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This thesis, a 4096 channel fixed conversion time type pocket PC based gamma spectrometer was developed to achieve with a compact size, lightweight and low power consumption rate. The FPGA technology, 12- bit pipeline ADC and 8-bit microcontroller were employed for nuclear pulse height to digital converter, interfacing and control circuits of these system. For pulse amplifier circuit could be continuously gain adjust of 100 time. The results of this research found that pulse amplifier and shaper circuit was corresponding to energy level from the detector with 0.7 Os of shaping time, 2 Os of pulse width and 0.22 % integral non-linearity. The processing time for each nuclear pulse height to digital converter was found to be 1.27 Os, with an integral non-linearity 0.45 % and channel deviation was found to be ± 2 channels (FWHM) at the center of the maximum analysis range. Test result of the system found that the maximum throughput was 160 kcps and the gamma energy resolutions of Cs-137 using 2" x 2" NaI(Tl) detector and 1 cm x cm CsI(Tl) coupled with PIN photo diode were found to be 8.30 % and 12.61 % respectively.

Link to Full Text

Share

COinS