1.本发明涉及核探测器技术领域，具体为一种核探测器温度补偿修正算法。
背景技术：2.核探测器作为辐射环境监测系统的核心部件，在感知辐射环境强度、检测放射性物质方面发挥着重要的作用。但是目前多数辐射环境监测系统对环境温度的依赖性较高，甚至一些系统在冬季户外严寒条件下出现反应迟滞、探测效率下降等问题。其主要原因是周围环境温度的变化对核探测器的工作性能会产生一定影响，包括核探测器中nai闪烁体发光效率、光电倍增管的倍增系数、放大器的放大倍数以及甄别器的值都会随温度变化而发生变化。由于温度的变化会进一步导致进行放射性核素能谱分析的核探测器出现能谱漂移、能量响应出现偏差等一系列测量误差问题，为此，我们提出一种核探测器温度补偿修正算法。
技术实现要素：3.本发明的目的在于提供一种核探测器温度补偿修正算法，解决了现有的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种核探测器温度补偿修正算法，包括以下步骤：
5.采用的温度补偿算法主要通过确定特征峰的左右边界，确定峰位和峰高以及半宽高，锁定漂移后的特征峰对应的道址，然后通过已知峰区的谱数据利用高斯拟合函数形成完整的修正后的谱数据，实现温度的补偿。
6.一种核探测器温度补偿修正算法，进一步具体实现算法包括以下步骤：
7.步骤1、利用一阶导数计算公式(公式1)对升温或降温后的谱数据按道值分布求解一阶导数，式中为道址为m点处的一阶导数，y
m-2
为道址为m-2 点的谱数据，y
m-1
、y
m+1
、y
m+2
依此类推；
[0008][0009]
步骤2、确定特征峰区的左边界首址：随着道址增加的方向谱数据的一阶导数值应该为正值且保持增加的状态，如果同时满足公式2、公式3、公式4，则认为对应道址m
l
为特征峰区的左边界首址；
[0010][0011][0012][0013]
公式2、公式3、公式4中的y
ml
是m
l
道的谱数据，是m
l
道平滑谱的一阶导数值；k为
常数，是对应于某一置信度时正态分布的横坐标，这里选择为 0.95时；中m
l
道一阶导数值的标准偏差，见公式5；
[0014][0015]
继续沿道址增加的方向检索，如果在某一道址中同时满足公式6、公式7、公式8，则认为该道址是峰区的右边界道址mr；
[0016][0017][0018][0019]
的计算同公式5；在峰区的左、右边界确定之后，需要检验峰区的宽度和峰高；峰区宽度要满足如下条件：
[0020]
w＝m
r-m
l
＞1
ꢀꢀ
(9)
[0021][0022]
式中w
init
是正常初始状态(核探测器适宜的工况温湿度环境)同一实验辐射源的特征峰的宽度；
[0023]
当满足公式9、公式10和下面的公式11时，则认为该区域内存在特征峰；
[0024][0025]
上式中y
init
、b
init
分别为正常初始状态(核探测器适宜的工况温湿度环境) 同一实验辐射源的特征峰的高度和本底值；k为阈值，一般取为2.4。
[0026]
特征峰对应的道址应该存在如下情况其两侧谱数据的一阶导数值由正到负过，一阶导数零点位置即为特征峰对应的道址chm；
[0027]
设峰高和道址数据(yi,chi)(i＝1,2,
…
,n)，可用公式12描述：
[0028][0029]
上式中待估y
max
、ch
max
和fhwm分别代表高斯曲线的峰高、峰位置和半宽高；将公式12取对数，得到：
[0030][0031]
[0032]
令lnyi＝zi，则公式 13可以转换为二次多项式拟合函数：
[0033][0034]
引入测量误差ξi，并以矩阵表示
[0035][0036]
根据最小二乘原理，可求得拟合常数b0、b1和b2构成的矩阵b的广义最小二乘解为：
[0037]
b＝(x
t
x)-1
x
tzꢀꢀ
(17)
[0038]
进而根据公式14，可以求解fwhm、ch
max
和y
max
，进而求得公式13高斯函数；
[0039]
步骤3、按照射线能量和道址的分布规律，利用如下的高斯函数拟合出新的谱线，进而达到数据修正的目的。
[0040]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0041]
本发明的温度对核探测器脉冲计数的影响相对较小但对能谱数据的影响较大，表现为特征峰谱线数据的偏移；
[0042]
本发明采用的温度补偿算法主要通过确定特征峰的左右边界，确定峰位和峰高以及半宽高，锁定漂移后的特征峰对应的道址，然后通过已知峰区的谱数据利用高斯拟合函数形成完整的修正后的谱数据，实现温度的补偿。
具体实施方式
[0043]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0044]
实施案例一
[0045]
一种核探测器温度补偿修正算法，包括以下步骤：
[0046]
采用的温度补偿算法主要通过确定特征峰的左右边界，确定峰位和峰高以及半宽高，锁定漂移后的特征峰对应的道址，然后通过已知峰区的谱数据利用高斯拟合函数形成完整的修正后的谱数据，实现温度的补偿。
[0047]
具体实施案例二
[0048]
一种核探测器温度补偿修正算法，进一步具体实现算法包括以下步骤：
[0049]
步骤1、利用一阶导数计算公式(公式1)对升温或降温后的谱数据按道值分布求解一阶导数，式中为道址为m点处的一阶导数，y
m-2
为道址为m-2 点的谱数据，y
m-1
、y
m+1
、y
m+2
依此类推；
[0050][0051]
步骤2、确定特征峰区的左边界首址：随着道址增加的方向谱数据的一阶导数值应该为正值且保持增加的状态，如果同时满足公式2、公式3、公式4，则认为对应道址m
l
为特征峰区的左边界首址；
[0052][0053][0054][0055]
公式2、公式3、公式4中的y
ml
是m
l
道的谱数据，是m
l
道平滑谱的一阶导数值；k为常数，是对应于某一置信度时正态分布的横坐标，这里选择为 0.95时；中m
l
道一阶导数值的标准偏差，见公式5；
[0056][0057]
继续沿道址增加的方向检索，如果在某一道址中同时满足公式6、公式7、公式8，则认为该道址是峰区的右边界道址mr；
[0058][0059][0060][0061]
的计算同公式5；在峰区的左、右边界确定之后，需要检验峰区的宽度和峰高；峰区宽度要满足如下条件：
[0062]
w＝m
r-m
l
＞1
ꢀꢀ
(9)
[0063][0064]
式中w
init
是正常初始状态(核探测器适宜的工况温湿度环境)同一实验辐射源的特征峰的宽度；
[0065]
当满足公式9、公式10和下面的公式11时，则认为该区域内存在特征峰；
[0066][0067]
上式中y
init
、b
init
分别为正常初始状态(核探测器适宜的工况温湿度环境) 同一实验辐射源的特征峰的高度和本底值；k为阈值，一般取为2.4。
[0068]
特征峰对应的道址应该存在如下情况其两侧谱数据的一阶导数值由正到负过，一阶导数零点位置即为特征峰对应的道址chm；
[0069]
设峰高和道址数据(yi,chi)(i＝1,2,...,n)，可用公式12描述：
[0070][0071]
上式中待估y
max
、ch
max
和fhwm分别代表高斯曲线的峰高、峰位置和半宽高；将公式12取对数，得到：
[0072][0073][0074]
令lnyi＝zi，则公式 13可以转换为二次多项式拟合函数：
[0075][0076]
引入测量误差ξi，并以矩阵表示
[0077][0078]
根据最小二乘原理，可求得拟合常数b0、b1和b2构成的矩阵b的广义最小二乘解为：
[0079]
b＝(x
t
x)-1
x
tzꢀꢀ
(17)
[0080]
进而根据公式14，可以求解fwhm、ch
max
和y
max
，进而求得公式13高斯函数；
[0081]
步骤3、按照射线能量和道址的分布规律，利用如下的高斯函数拟合出新的谱线，进而达到数据修正的目的。
[0082]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种核探测器温度补偿修正算法，其特征在于，包括以下步骤：采用的温度补偿算法主要通过确定特征峰的左右边界，确定峰位和峰高以及半宽高，锁定漂移后的特征峰对应的道址，然后通过已知峰区的谱数据利用高斯拟合函数形成完整的修正后的谱数据，实现温度的补偿。2.根据权利要求1所述的一种核探测器温度补偿修正算法，其特征在于，进一步具体实现算法包括以下步骤：步骤1、利用一阶导数计算公式(公式1)对升温或降温后的谱数据按道值分布求解一阶导数，式中为道址为m点处的一阶导数，y
m-2
为道址为m-2点的谱数据，y
m-1
、y
m+1
、y
m+2
依此类推；步骤2、确定特征峰区的左边界首址：随着道址增加的方向谱数据的一阶导数值应该为正值且保持增加的状态，如果同时满足公式2、公式3、公式4，则认为对应道址m
l
为特征峰区的左边界首址；的左边界首址；的左边界首址；公式2、公式3、公式4中的y
ml
是m
l
道的谱数据，是m
l
道平滑谱的一阶导数值；k为常数，是对应于某一置信度时正态分布的横坐标，这里选择为0.95时；中m
l
道一阶导数值的标准偏差，见公式5；继续沿道址增加的方向检索，如果在某一道址中同时满足公式6、公式7、公式8，则认为该道址是峰区的右边界道址m
r
；；；；的计算同公式5；在峰区的左、右边界确定之后，需要检验峰区的宽度和峰高；峰区宽度要满足如下条件：w＝m
r-m
l
＞1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
式中w
init
是正常初始状态(核探测器适宜的工况温湿度环境)同一实验辐射源的特征峰的宽度；当满足公式9、公式10和下面的公式11时，则认为该区域内存在特征峰；上式中y
init
、b
init
分别为正常初始状态(核探测器适宜的工况温湿度环境)同一实验辐射源的特征峰的高度和本底值；k为阈值，一般取为2.4。特征峰对应的道址应该存在如下情况其两侧谱数据的一阶导数值由正到负过，一阶导数零点位置即为特征峰对应的道址ch
m
；设峰高和道址数据(y
i
,ch
i
)(i＝1,2,...,n)，可用公式12描述：上式中待估y
max
、ch
max
和fhwm分别代表高斯曲线的峰高、峰位置和半宽高；将公式12取对数，得到：对数，得到：令lny
i
＝z
i
，则公式13可以转换为二次多项式拟合函数：引入测量误差ξ
i
，并以矩阵表示根据最小二乘原理，可求得拟合常数b0、b1和b2构成的矩阵b的广义最小二乘解为：b＝(x
t
x)-1
x
t
z
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)进而根据公式14，可以求解fwhm、ch
max
和y
max
，进而求得公式13高斯函数；步骤3、按照射线能量和道址的分布规律，利用如下的高斯函数拟合出新的谱线，进而达到数据修正的目的。
技术总结本发明公开了一种核探测器温度补偿修正算法，包括以下步骤：采用的温度补偿算法主要通过确定特征峰的左右边界，确定峰位和峰高以及半宽高，锁定漂移后的特征峰对应的道址，然后通过已知峰区的谱数据利用高斯拟合函数形成完整的修正后的谱数据，实现温度的补偿。本发明的温度对核探测器脉冲计数的影响相对较小但对能谱数据的影响较大，表现为特征峰谱线数据的偏移。数据的偏移。
技术研发人员：杨斌 李岩 李钢 赵弘韬 周冬亮 闫海霞 杨大战 苗静
受保护的技术使用者：黑龙江省原子能研究院
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
