放射源密度检测低温计数率衰减补偿方法

作     者：尚鹏举 王小鹏 Shang Pengju;Wang Xiaopeng

作者机构：兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2025年第39卷第2期

页      面：41-48页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：兰州市科技发展计划项目(2023-3-104) 甘肃省高校产业支撑计划项目(2023CYZC-40)资助 

主　　题：闪烁体 光电倍增管 温度衰减补偿 概率主成分回归(PPCR) 密度检测 

摘      要：放射源密度检测系统是一种利用放射性同位素进行物质密度测量的仪器。在石油化工、矿业医疗都有应用,原理是放射源信号利用其本身优秀的穿透性,穿过装有物质的密闭管道,被闪烁体和光电倍增管检测到并转换为电压脉冲信号。而化工现场复杂环境会影响系统的工作性能,最明显直观的就是低温影响。相对于系统在标定温度下工作性能,系统在低温环境中输出脉冲计数率发生明显衰减,相对于标定温度20℃时单位时间系统采集脉冲计数,-30℃时最多时衰减能达到标定温度的25%,严重影响测量密度准确性,使系统输出变得不可靠,引发现场工作人员误操作。因此,对系统在低温下的输出进行补偿势在必行,通常根据系统中受温度影响期间来进行相应补偿,如高压模块在低温下输出不稳定,则进行高压补偿,对光电倍增管低温下倍增减少情况进行阈值补偿等,这些补偿方式有效但效果有限,引入基于概率主成分回归模型的温度补偿方法,在不对硬件做改动的情况下,依据收集到的脉冲衰减数据,构建PPCR模型,并进行补偿。测试结果表明,低温环境中该补偿方法能够将计数率损失能够控制在3%以下,提升了系统在低温环境下的密度检测精度。