核仪表在工业仪表中具有重要地位,核探测技术的研究对国家经济的发展具有推动作用。核子料位计作为核仪表的一个重要分支,是一种非接触式在线测量料位的装置,可被广泛应用于石油、化工、医药等行业中。传统的核子料位计多采用无机闪烁体,实际使用中存在测量精度低、应用场景有限等不足之处。塑料闪烁体以其优异的特性,逐渐被应用到核探测技术之中。本文介绍了核子料位计的工作原理,设计了基于塑料闪烁体的核子料位监测系统。叙述了射线与物质作用的基本规律,突出了塑料闪烁体中荧光收集的特点,并验证了HND-S2塑料闪烁体探测器的性能。本系统根据射线穿过物料后强度衰减的原理,通过测定射线强度的变化确定料位的高度。闪烁探测器采用两端带有光电倍增管的长塑料闪烁体,对塑料闪烁体两端以指数规律衰减的计数求加。重点分析了闪烁探测器的硬件结构和信号调理电路,给出了系统的硬件体系结构和软件设计方案。系统的硬件体系结构主要包括闪烁探测器、信号调理电路、MCU模块、电源。闪烁探测器依据HND-S2塑料闪烁体,建立了料位测量的物理模型。信号调理电路对核脉冲信号进行阻抗变换、信号甄别和整形后,将信号传给MCU进行数据处理,并将处理后的数据与上位机进行通信。软件方面重点介绍了对系统参数的标定、信号的采集和处理,深入讨论了软件的滤波算法,叙述了MCU对FRAM中数据的写入与读取。实验根据HND-S2塑料闪烁体的性能测试结果,建立探测器两端信号与点状放射源相对位置的关系,通过对其积分运算确定现场线状放射源理想模型来测定料位高度,其测量精度高误差低于1%。