Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนาอุปกรณ์นับแบบหลายช่องชนิดรับอัตรานับสูงผ่านพอร์ตยูเอสบี

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of a multichannel scaler for high count rate input via USB port

Year (A.D.)

2011

Document Type

Thesis

First Advisor

สุวิทย์ ปุณณชัยยะ

Second Advisor

เดโช ทองอร่าม

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

นิวเคลียร์เทคโนโลยี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2011.1424

Abstract

ได้พัฒนาอุปกรณ์นับรังสีแบบหลายช่องขนาด 4096 ช่องนับ ชนิดรับอัตรานับรังสีสูง ที่ทำงานบนไมโครคอมพิวเตอร์ผ่านพอร์ตยูเอสบี สำหรับใช้งานด้านบันทึกผลการนับรังสีตามจังหวะคาบเวลาเพื่อสร้างโปรไฟล์อัตรานับรังสีขณะเดียวกันได้ออกแบบระบบกำเนิดสัญญาณสแกนกวาด ให้สามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์วิเคราะห์แบบช่องเดี่ยวภายนอก เพื่อการวิเคราะห์ความสูงของพัลส์ในโหมดสแกนกวาดที่อัตราการสแกนสูง ซึ่งในการทำวิจัยนี้ได้นำเทคโนโลยี FPGA มาประยุกต์ในการออกแบบและสร้างวงจรของระบบ พร้อมทั้งพัฒนาโปรแกรมให้คอมพิวเตอร์ควบคุมการทำงานและแสดงผล ทำให้สามารถลดทั้งขนาดและความซับซ้อนของวงจรลง อุปกรณ์นับรังสีแบบหลายช่องที่พัฒนาขึ้น สามารถตั้งจังหวะคาบเวลาได้ระหว่าง 16 μs ถึง 1000 s โดยแต่ละช่องนับบันทึกข้อมูลได้ 10[superscript 6]-1 counts/channel ผลทดสอบสมรรถนะของอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นเปรียบเทียบกับเครื่องวิเคราะห์แบบหลายช่องของ Canberra รุ่น 40 Plus พบว่าในโหมดนับรังสี อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นสามารถรับอัตราพัลส์ได้ 15 Mcps และที่ขีดจำกัดอัตราพัลส์ 300 kcps ของอุปกรณ์ที่นำมาเปรียบเทียบ เมื่อตั้งพารามิเตอร์เดียวกันพบว่าอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นมีการสูญเสียจำนวนนับน้อยกว่า สำหรับในโหมดวิเคราะห์ความสูงพัลส์ ผลการวิเคราะห์สเปกตรัมพลังงานรังสีแกมมาของสารกัมมันตรังสีด้วยหัววัดเรืองรังสีชนิด NaI(Tl) ที่เงื่อนไขเดียวกันพบว่าสเปกตรัมมีลักษณะเทียบเคียงกันแต่โหมดสแกนกวาด ร่วมกับอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นสามารถนับรังสีรวมตลอดสเปกตรัมน้อยกว่า 90%

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

A high count rate multichannel scaler (MCS) with 4096 channels which operating on microcomputer via USB port was developed for creating a count rate profile from the radiation count recorded along dwell time. The sweep signal generation system was additional designed to support its cooperation with an external single channel analyzer in sweep mode pulse height analyzer (PHA) at high scan rate. Both physical size and circuit complexity were reduced by applying the FPGA technology on circuit design and system construction in this research. An emulation program was also developed for system controlling and displaying. The capability of dwell time setting in range of 16 µs to 1000 s and recording capacity of 10[superscript 6]-1 counts/channel were provided in the developed system. The performance of the developed system in comparing with the Canberra series 35 plus multichannel analyzer was tested. It was found that in MCS mode, the count rate at 15 Mcps could be counted by the developed system. At the count rate limited (300 kcps) of the compared system with the same setting parameters, the count loss of the developed system revealed less than the other. In PHA mode, the gamma spectrum of radioisotope was analyzed using NaI(Tl) scintillation detector at the same condition. It was found that the spectrum pattern was comparable but the total count entire spectrum of the developed system was 90% loss.

Link to Full Text

Share

COinS