DSPEC Pro数字信号处理γ射线谱仪

DSPEC Pro Digital Signal Processing (DSP) based Gamm Ray Spectrometer for Germanium (HPGe) Radiation Detectors
DSPEC Pro的多功能性(如众多的独特功能和操作模式)意味着它是各种应用的理想解决方案。其整洁紧凑的封装设计进一步增强了其适用性。

数字谱仪本身比模拟型号更加稳定,ORTEC自从推出最初的DSPEC以来,由于仪器具有与温度和计数率相关的卓越稳定性,从而获得了良好的声誉。
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    适用于高速率的谱应用

    “无损失”或“零死时间”(ZDT)
    用来计算高速率下计数损失的常用方法是延长采集时间。基本假设必须是样品在延长期内不会发生变化。但当遇到短半衰期或样品非静止(例如,流过管道)时,该假设并不成立。ORTEC已经完善了数字领域的无损计数技术。在该方法中,谱本身按脉冲逐个进行校正,ZDT方法还提供精确校正的谱和正确计算的统计不确定性。

    “增加处理量”模式
    高输入计数率下的精度可能受谱仪将数据存储到内存的速度限制。这就是所谓的“处理量限制”。脉冲堆积意味着超过某一点,存储到内存的数据速率随着输入计数率的进一步增加而降低,从而降低了结果质量。ORTEC通过开发一种新型数字峰值检测算法,消除了与脉冲峰值幅度确定过程相关的一些死区时间,从而将最大处理量提高了30%。

    适用于运动中的样品

    列表模式
    对于样品相对于辐射探测器移动的情况,通常需要测量作为时间函数的活度曲线。此类应用的例子包括空中和陆上测量以及出入口监控。通常要求不出现与“采集 - 存储 - 清除 - 重启”循环相关联的“死区”。在列表操作模式中,数据按事件逐个直接流式传输到计算机。没有相关的“死区”。在DSPEC Pro中,每个事件的时间戳都精确到200纳秒。通过使用程序员工具包,可以将数据重新制作成谱,以便通过ORTEC的各种分析软件产品或用户开发的代码进行离线分析。

    适用于恶劣环境和机械冷却器

    低频噪声抑制器(LFR)
    HPGe辐射探测器在存在机械振动环境中的性能并不十分理想。颤噪噪声通过向主信号添加低频周期性电噪声而降低了能量分辨率。电接地回路也是低频电噪声的来源。越来越多的HPGe探测器为消除对LN2的需求而使用机械冷却器,以及越来越多的HPGe探测器被带出实验室环境。

    DSPEC Pro具有低频噪声抑制器(LFR)功能,可降低此类噪声源的影响。再结合高性能列表模式,DSPEC Pro是移动车辆测量系统的首选仪器。

    用于提高大型或中子损伤探测器的分辨率

    弹道亏损和电荷捕获校正
    DSPEC Pro中的梯形数字滤波器与所有其他ORTEC DSPEC系列产品相同。它可调整滤波器以优化大型HPGe辐射探测器的分辨率性能,当存在弹道亏损时,这些探测器通常会出现低能拖尾现象。这些大型探测器越来越多地被用于低水平计数应用。

    调整主要通过使用“优化”功能自动进行,还可通过InSIGHT数字示波器模式进行监控。

    DSPEC Pro以电荷捕获校正器的形式提供更多功能,电荷捕获校正器可用于减轻中子损伤辐射探测器的峰值衰减。中子对晶格的损伤会产生“捕获”中心,该中心可“保留”由伽马射线相互作用产生的一些电荷。这将导致低侧拖尾类似于弹道亏损,尽管原因有所不同。电荷捕获校正器进行校准或“训练”,使得它可按事件逐个加回脉冲高度亏损。

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    显示

    240 x 160像素背光LCD提供状态信息、仪器ID、偏压信息、活时间和实时间。

    最大并发连接数

    受计算机和支持USB集线器的限制。每台计算机上的ORTEC CONNECTIONS软件最多支持127个通过USB连接的设备。

    系统增益设置

    粗调增益:12481632
    微调增益:0.451
    可用的增益设置范围支持所有类型的HPGe探测器。具体而言,使用标准ORTEC前置放大器(最大增益到最小增益)可实现以下最大能量值:

    COAX

    187 keV12 MeV

    LO-AX

    94 keV6 MeV

    GLP/SLP

    16.5 keV1 MeV

    IGLET-X

    8 keV500 keV

    前置放大器

    计算机可选择作为电阻或TRP前置放大器。

    系统转换增益

    系统转换增益可由软件在51216k通道之间进行控制。

    数字滤波器整形时间常数

    上升时间:0.8 μs23 μs,步长为0.2 μs
    平顶:0.32.4,步长为0.1 μs

    死时间校正

    根据Gedcke-Hale方法进行扩展的活时间校正。

    精度

    参考区域峰值在每秒050,000的计数范围内变化<±3%

    低频抑制器

    设置为ON时,将消除谱中的低频(<3 kHz)输入噪声。

    线性

    积分非线性:用混合源(55Fe @ 5.9keV88Y @ 1836keV)测量,在谱的前99.5<±0.025%。
    微分非线性:在范围的前99<±1%(使用BNC脉冲发生器和斜坡发生器测量)。
    数字稳谱器:通过计算机控制,稳定增益和零误差。

    系统温度系数

    增益:<50 ppm/°C[通常<30 ppm/°C]
    偏移:<满量程的3 ppm/°C,上升和下降时间为12 μs,平顶为1 μs。(类似于模拟6 μs整形。)

    最大系统处理量

    LFR关闭时>100,000 cpsLFR开启时>34,000 cps。取决于整形参数。

    脉冲堆积判弃器

    自动设置阈值。

    脉冲对分辨率

    通常<500 ns

    自动极零调整

    由计算机控制。可以自动或手动设置。通过InSight示波器模式进行远程诊断。(专利)。

    数字门控基线恢复器

    由计算机控制的恢复率调整(高、低和自动)。(专利)。

    LLD

    在通道中设置数字低电平甄别器。LLD设置以下的通道中的数据硬截断。

    ULD

    在通道中设置数字高电平甄别器。ULD设置以上的通道中的数据硬截断。

    计数率计

    MCA/PC屏幕上显示计数率。

    电池

    内置电池用于内存备份,可在电源中断时保存设置。








































    输入端和输出端

    探测器

    多针连接器(13W3),具有以下功能:
    前置放大器功率:最大1 W+12 V-12 V+24 V-24 V2 GND)。
    Amp In:正常放大器输入。
    TRP抑制。
    SMART-1DIM的电源。
    HVSMART-1探测器的控件(2线)。

    USB

    用于PC通信的通用串行总线。

    电源

    由壁挂式直流电源供电。(+12 V dc <1.25 A)



     

     

     

     

     

     

    电气和机械

    更改样品输出端

    后面板BNC连接器,与TTL兼容。

    样品就绪输入端

    后面板BNC连接器,接受来自样品转换器的TTL电平信号。软件可选择极性。

    尺寸

    8.1 x 20.3 x 24.9深厘米(3.2 x 8 x 9.8深英寸)

    重量

    1.0千克(2.2磅)

    工作温度范围

    050°C,包括LCD显示屏。











    辐射探测器高压电源

    SMART-1

    HV模块与辐射探测器本身为一体式结构。

    SMART-1

    对于“传统”或“非SMART-1”探测器,HV电源采用探测器接口模块或带2米电缆的“DIM”形式。DIM有一个用于传统探测器电缆套件的配套连接器:9D型前置放大器电源线、模拟输入、关闭输入、偏压输出和禁止输入。

    SMART-1探测器的DIMS可配备以下高压选项:
    DIM-POSGE:用于任何非SMART-1正偏压HPGe探测器的探测器接口模块。
    DIM-NEGGE:用于任何非SMART-1负偏压HPGe探测器的探测器接口模块。
    DIM-POSNAI:用于任何正偏压NaI探测器的探测器接口模块。
    DIM-296:带有296ScintiPack管座/前置放大器/偏压电源的探测器接口模块,用于带有1410级光电倍增管的NaI探测器。

    前面板显示屏

    在所有情况下,偏置电压和关闭极性都从计算机上进行设置。DSPEC Pro可以监控输出电压和关闭状态;探测器高压值(只读);和探测器高压状态(开/关)(读/写),这些都显示在前面板LCD上。此外,SMART-1探测器通过监控以下功能提供额外的“健康状态”信息:探测器温度(只读);探测器过载状态;探测器验证码(读/写);和探测器序列号(只读)。





















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    型号

    描述

    DSPEC PRO

    MAESTRO软件、无DIMDSPEC Pro,用于配备有SMART-1的探测器。

    DSPEC PRO-POSGE

    MAESTRO软件和DIM-POSGEDSPEC Pro,用于非SMART-1探测器。

    DSPEC PRO-NEGGE

    MAESTRO软件和DIM-NEGGEDSPEC Pro,用于非SMART-1探测器。

    DSPEC PRO-POSNA

    MAESTRO软件和DIM-POSNAIDSPEC Pro,用于NaI探测器。

    DSPEC PRO-296

    MAESTRO软件和DIM-296DSPEC Pro,用于NaI探测器。

    DSPEC PRO-PKG-1

    MAESTROGammaVision软件、无DIMDSPEC Pro,用于配备有SMART-1的探测器。

    DSPEC PRO-PTK

    MAESTROA11软件、无DIMDSPEC Pro,用于配备有SMART-1的探测器。

     

     

    其他DIM

     

    DIM-POSGE

    用于任何非SMART正偏压HPGe探测器的探测器接口模块

    DIM-NEGGE

    用于任何非SMART负偏压HPGe探测器的探测器接口模块

    DIM-POSNAI

    用于任何正偏压NaI探测器的探测器接口模块

    DIM-296

    带有296ScintiPack管座/前置放大器/偏压电源的探测器接口模块,用于带有1410级光电倍增管的NaI探测器。