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低本底α、β测量系统作为一种弱放射性检测设备,在环境样品、生物样品和饮用水的总α总β测量中得到了广泛应用,在综合分析现有同类低本底α、β测量系统系列产品的设计原理与设计思路的基础上,本课题拟采用数字化的方法,旨在研制出一套新型的数字化二路低本底α、β测量系统。系统设计分为硬件设计和软件设计两大部分。硬件设计主要包括探测器模块、模拟信号处理模块、数字电路模块和电源电路模块。探测器采用两路主探测器和两路反符合探测器,主探测器采用涂有ZnS(Ag)的塑料闪烁体,反符合探测器采用大面积塑料闪烁体,可将接收到的α或β射线信号转化为电脉冲信号输出。模拟信号处理模块主要包括前置放大电路、极零相消电路、主放大电路和信号甄别电路等组成,将探测器输出脉冲信号转化为不同脉宽的数字信号输入到数字电路部分。数字电路模块主要由FPGA和STM32及其外围电路组成,FPGA对数字信号进行脉宽甄别、反符合和计数处理,然后将计数信息发送到MCU,交由MCU分析处理后发送到上位机进行显示。电源模块通过变压器将市电降压后再由DC-DC和LDO进行稳压后为系统提供稳定的电源。软件部分主要包括下位机程序和上位机程序两部分。下位机程序包括FPGA程序和MCU程序,FPGA程序基于QuartusⅡ平台采用Verilog语言实现脉宽甄别、反符合及计数处理;MCU程序基于Kei15平台采用C语言实现系统逻辑控制。上位机软件基于C++Builder6.0平台采用C++语言实现数据采集、测量控制、计数显示和存储等功能。本课题研制的二路低本底α、β测量系统经系统测试,总体来说,串道比、效率比以及效率稳定性均可达到国标中对低本底仪器分类的Ⅱ级指标要求;本底计数率指标较高是由于测量平台自身本底较高导致的。