基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)工作人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；也可以是直接相連，也可以是通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。下面結(jié)合圖1至圖16對本發(fā)明作詳細說明。實施例1一種基于高速fpga核心的雙模式輻射劑量儀，如圖1，包括外圍電路模塊和利用fpga構(gòu)建的核心處理器，所述外圍電路模塊包括gm計數(shù)器、信號采集模塊、信號處理模塊、高低壓切換模塊、電源模塊、功能切換模塊，所述gm計數(shù)器、信號采集模塊、信號處理模塊、核心處理器、高低壓切換模塊依次串接形成一個回路，所述功能切換模塊分別單獨連接到核心處理器，所述電源模塊連接到核心處理器和gm計數(shù)器、信號采集模塊、信號處理模塊、高低壓切換模塊、功能切換模塊；所述gm計數(shù)器用于將輻射強度信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號；所述信號采集模塊連接到gm計數(shù)器，用于采集gm計數(shù)器的電脈沖信號得到模擬信號；所述信號處理模塊用于將信號采集模塊采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述高低壓切換模塊用于根據(jù)核心處理器的控制信號，控制gm計數(shù)器陽極電壓以控制gm計數(shù)器的工作狀態(tài)；

阿斯卡電磁閥VCEFCP8531G301MO

ASCO除塵閥YA2BA4521G00000

ASCO脈沖閥JPIS8314B301

阿斯卡ASCO電磁閥SCG531C002MS

阿斯卡燃氣電磁閥NFB210D189

ASCO燃氣電磁閥8316G064MBMO

ASCO氣動閥L12BA452BG00061

ASCO氣控閥J22BA452CG60S61

阿斯卡防爆電磁閥L01SA4594G00061

ASCO防爆閥EF8551G301MO

所述功能切換模塊用于切換時間模式和計數(shù)模式，核心處理器判斷功能切換模塊中選擇的是時間模式時，執(zhí)行時間模式程序；當(dāng)核心處理器判斷功能切換模塊中選擇的是計數(shù)模式時，執(zhí)行默認的計數(shù)模式；當(dāng)功能切換模塊未選擇模式時，默認開啟計數(shù)功能，同時核心處理器對gm計數(shù)器進行計時，計時未達到時間閾值時，等待再次判斷，當(dāng)計時達到時間閾值時，判斷計數(shù)值是否小于計數(shù)閾值頻率，當(dāng)小于計數(shù)閾值頻率時選擇計數(shù)模式，執(zhí)行默認的計數(shù)模式；當(dāng)達到計數(shù)閾值頻率時，選擇時間模式，執(zhí)行時間模式程序；所述電源模塊用于給整個外圍電路模塊和核心處理器供電。工作原理：本發(fā)明所述的一種基于高速fpga核心的雙模式輻射劑量儀，針對蓋格計數(shù)器的固有缺點，基于time-to-count測量原理，設(shè)計了一種基于高速fpga核心的雙模式輻射劑量儀，有效的拓展了蓋格計數(shù)器的量程范圍，延長了探測器的使用壽命，本方案的主控核心處理器是fpga，fpga工作頻率高、計時更加準確、功能可定制、擴展方便。因此，采用fpga為核心基于niosii的處理器，能夠更好發(fā)發(fā)揮time-to-count方法的優(yōu)點，實現(xiàn)輻射的寬量程測量。如圖6，第一步要根據(jù)自身需求定制一個niosii軟核處理器作為核心處理器，cpu的選型由系統(tǒng)需求決定，輻射儀劑量率的浮點運算會消耗處理器大量的內(nèi)部資源，本方案選擇了快速型niosii/f型處理器，該處理器具有浮點運算硬件加速功能，只需手動添加即可。然后將核心處理器的時鐘頻率設(shè)置為100mhz。本方案的流程框圖如圖2-圖4，儀器內(nèi)部使用一個gm計數(shù)器(即蓋革計數(shù)器)作為探測元件，將信號采集模塊連接到gm計數(shù)器，信號處理模塊一端連接信號采集模塊，另一端連接到核心處理器，高低壓切換模塊兩端分別連接到信號采集模塊和核心處理器，電源模塊、功能切換模塊分別單獨連接到核心處理器；在測量過程中，當(dāng)輻射強度較低時，自動進入計數(shù)模式，計數(shù)模式運用脈沖計數(shù)方法；當(dāng)輻射強度較高時，自動進入時間模式來實現(xiàn)模式自動切換，時間模式采用time-to-count測量方法，也可以根據(jù)需求手動選擇模式，從而實現(xiàn)一機多用，如圖5，是本方案的雙模式誤差隨劑量率的變化圖，由圖5可以得知，在高劑量率時，選擇時間模式，即time-to-count測量方法，比傳統(tǒng)計數(shù)模式的誤差低很多。實施例2本方案在實施例1的基礎(chǔ)上，進一步地，所述外圍電路模塊還包括超閾值報警模塊、oled顯示模塊和通訊模塊，所述超閾值報警模塊、顯示模塊和通訊模塊分別單獨連接到核心處理器；所述電源模塊連接到超閾值報警模塊、oled顯示模塊和通訊模塊；所述顯示模塊根據(jù)核心處理器的處理后的數(shù)據(jù)顯示計數(shù)率和等待時間；所述超閾值報警模塊根據(jù)核心處理器的告警信號警告危險狀態(tài)；所述通訊模塊用于核心處理器和外部進行通訊。

美國ASCO阿斯卡電磁閥型號大全

WT8551AOO1MMS DC24V

HB8316D15VMB

H78344G44

EFL8316G304

8210G56

S100

8320G174

HT8320G186

PA11B

19000006

8342G703

SCG353A047

430-04155

8344G072

8210G037

MP-C-080 272610-058-D AC220V

G551A002MS

EF8320GOO3MS

8320G192

8320G184MS

進一步地，如圖7，所述超閾值報警模塊包括蜂鳴器、三極管q2、二極管和發(fā)光二極管led3，其中三極管q2的b極連接到核心處理器，三極管q2的e極連接到電源模塊，三極管q2的c極連接到蜂鳴器bz1的正極，蜂鳴器bz1負極接地；在蜂鳴器bz1兩端反向并聯(lián)一個二極管；所述發(fā)光二極管led3的負極接地，正極接到核心處理器。蜂鳴器bz1選用的是3.3v有源電磁式蜂鳴器，三極管q2選用s9012，s9012是一種常見的pnp型功率三極管，r10的取值為1kω(取值太大會使三極管進入放大區(qū)，取值太小會導(dǎo)致電流過大燒壞三極管)。三極管的b極通過r10接到fpga的p8引腳，e極接到3.3v，c極接一個15ω的電阻r16到蜂鳴器正極，蜂鳴器的負極接地，由于所選的蜂鳴器內(nèi)部有電感線圈，通電時儲存電能，突然斷開之后的瞬間會產(chǎn)生較大的反電動勢，所以在蜂鳴器的兩端反向并聯(lián)一個1n4148二極管來遏制反峰電壓。當(dāng)輻射值低于閾值時，p8輸出高電平，b極和e極之間的壓差幾乎為0，b極和e極斷開，三極管截止，e極和c極不導(dǎo)通，蜂鳴器bz1不發(fā)聲，同時l6輸出低電平，led3不發(fā)光；當(dāng)輻射值超過閾值時，p8輸出低電平，b極和e極之間的壓差約為3.3v，b極和e極導(dǎo)通，三極管飽和導(dǎo)通，e極和c極導(dǎo)通，蜂鳴器bz1發(fā)聲，同時l6輸出高電平，led發(fā)光。進一步地，所述通訊模塊采用藍牙模塊，該模塊具體參數(shù)如下：型號：hc-05；空中速率：2mbps；工作頻段：2.4g；通信電流：15ma；輸入電壓：3.3v，電源自帶防反接；發(fā)射功率：4dbm；通信距離：空曠環(huán)境下為10m。該模塊共有6個引腳接口，其中state、en分別是藍牙狀態(tài)引出腳和使能端，實驗中沒有使用，將它們懸空。使用該模塊不需要電平轉(zhuǎn)換，rxd引腳直接接上fpga的l6引腳，l6引腳已經(jīng)被定義為軟核處理器的txd端口。同樣的，txd引腳直接接上fpga的n6引腳，n6引腳已經(jīng)被定義為軟核處理器的rxd端口，這樣配對成功后就可以進行全雙工串口通信了。vcc接上+3.3v電源，gnd接地。進一步地，所述電源模塊包括低壓電源和高壓電源，所述低壓電源提供+12v、+3.3v、+2.5v、+1.2v這4種規(guī)格的直流電源，高壓電源提供gm計數(shù)器工作所需的高壓直流電源，其中：顯示模塊內(nèi)部驅(qū)動芯片如圖8，我們選用oled模塊作為本方案中的顯示模塊，用來顯示計數(shù)率和等待時間，該模塊所需要的關(guān)鍵元器件是oled，oled中文名稱是有機發(fā)光顯示器，在有電流流過時內(nèi)部的有機材料就會發(fā)光。通常應(yīng)用于手機屏幕、電視機和嵌入式設(shè)備中。本實施例所用的屏幕是中景園電子科技有限公司生產(chǎn)的1.3寸點陣oled，oled的顯示區(qū)域是132×64的點陣，可顯示漢字、ascll、圖案等。oled關(guān)鍵電氣參數(shù)見下表1。