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食品安全问题日益为人们所关注,放射性检测是其中一项重要的检测内容,放射性污染对人体造成的伤害十分严重,通过食品摄入的放射性物质对人体造成内照射,其危害更为严重,基于此点,本文旨在设计一款检测食品放射性活度的仪器,以应对食品检测的需求。现在市场上存在放射性检测仪,大部分是通过对核脉冲信号进行计数的方式来实现的,本文通过分析核素的能谱图,实现核素的定性分析和定量分析,产生了较好的效果。本文涉及内容包括探测器、信号的放大单元、数据采集和处理模块以及放射性活度的算法等内容,在探测器的设计中,通过对比各种传感器的探测效率,选定NaI(Tl)(φ50x50mm)探测器,之后分析了光电倍增管的分压电路、信号的输出电路(前置放大)等内容,针对光电倍增管的特性,设计了光电倍增管的分压电路,有效的提高了探测器的探测效率和信号的能量线性,同时分析了光电倍增管的偏置高压值与探测器计数率的关系,获得了光电倍增管的坪区线,进而确定光电倍增管的偏置高压,最终完成了探测器的设计。信号的放大单元的工作主要是放大电路的设计、放大器的选型等内容,数据的采集模块采用高速、高精度的模数转换器实现信号的采集,本文选用ADI公司的AD9237芯片(12位,20Msps),该芯片达到了系统要求。经过采集后,信号已由模拟信号转变为数字信号,对信号的处理实质上是对数字信号的处理,以FPGA为硬件平台,实现包括基线扣除、脉冲成形、脉冲幅度甄别等算法,在基线扣除环节本文采用自适应Kalman滤波基线估计的算法实现,该算法是经典卡尔曼滤波算法的改进和优化,取得了良好的滤波效果;在脉冲成形环节,本文采用梯形成形的方式,通过对输入信号和输出信号进行Z变换,获得两者之间的传递函数,然后对传递函数进行转换,获得其在时域内的表达式,使得后续的FPGA程序编写工作变得直观简单,梯形成形的方式有利于系统的能量分辨率的提高,在进行硬件实现之前,本文对以上各个算法进行了计算机仿真,采用MATLAB软件实现具体操作。信号经过数字处理之后,需传递到上位机以进行平滑、寻峰等操作,本文详细的介绍了接口单元,以单片机STC89C58RD+为处理单元,采用CP2102(USB转UART)实现通信,在接口单元中单片机主要完成的工作:一是实现信号与上位机的通信;二是对系统的外围辅助设备(直流电机、指示灯等)进行控制。该仪器在结构上更加人性化,加入了铅室盖开启、闭合电路,使得仪器在使用过程中较为方便,铅室的材料在铅内加入少量的锑,使得铅室硬度提高,有效的避免了各个铅块之间的粘连。本文详细的介绍了仪器的调试工作,主要包括光电倍增管的高压设定、主放大器的放大倍数的设定、能量刻度以及放射性活度算法系数的获得等内容。经过测试该仪器性能良好,各项指标均能达到要求(日本标准),仪器在能量分辨率和测量准确性方面都有较好表现,能够适应市场的需求,该仪器现已作为成品投入日本市场,福岛核电站造成当地放射性污染使得当地的食品及水的安全存在隐患,本文仪器适应了市场需求,能够很好的服务于当地居民。