本發(fā)明針對在高計數(shù)率下fast SDD探測器慢成形時在全能峰前出現(xiàn)假峰的影響探測器能量分辨率的問題，提出了一種fast SDD探測器譜處理方法。

背景技術(shù)：

能量色散X熒光儀因其測量快速、準確、無損等優(yōu)點被廣泛使用，但近年來對各種元素檢測的準確度和精確度要求非常高，探測器的改進方面起到了關(guān)鍵的作用。高性能硅漂移探測器(fast SDD)正逐漸取代硅漂移探測器(SDD)。目前性能最好的fast SDD 測量到⁵⁵Fe放射源5.9keV的譜峰，其能量分辨率達到125eV。國內(nèi)也有研究院對SDD 進行制作和改進，并取得了了一定的成果。然而在有些場合下用這些探測器測量的結(jié)果仍不滿足實際的要求，這就需要我們對探測器性能有所了解，針對性的進行改進。文章針對這個問題研究了fast SDD探測器譜線，主要呈階梯狀。由于探測器內(nèi)部電容充放電的問題，可能導致慢脈沖成形時出現(xiàn)問題，將錯誤的脈沖記錄到，影響探測器的能量分辨率。文章采用函數(shù)卷積法對探測器輸出信號進行三角成形，并對不同輸入信號卷積后的結(jié)果進行比較，舍棄錯誤的脈沖計數(shù)，提高能量分辨率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對fast SDD高計數(shù)率輸出信號慢成形后在全能峰前出現(xiàn)假峰的問題，提出了一種通過三角卷積成形判斷成形時間與上升時間的關(guān)系對脈沖進行處理的方法。該方法不僅可以基本消除假峰，而且可以提高fast SDD能量分辨率。Fast SDD 快成型不會出現(xiàn)該情況，但在該技術(shù)率情況下能量分辨率較低，不能滿足實際應(yīng)用的需求。針對能量為5.89keV的⁵⁵Fe能量分辨率（FWHM）快成型最好為130eV，未改進慢成形最好可達125eV,而改進后慢成形可達122eV。

為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：先對采集到的原始譜線進行CR微分處理，在經(jīng)過三角成形，對信號進行甄別，所述方案包括以下步驟：

A 首先采用CR微分電路將探測器輸出的階躍信號轉(zhuǎn)化為負指數(shù)信號，以便后續(xù)處理；

B、由于探測器內(nèi)部電容的影響，可能會引起探測器輸出信號的跳變，影響探測器的能量分辨率；

C、 再通過三角成形對脈沖信號進行處理，通過算法處理選擇需要的信號，舍棄錯誤的信號；

D、 將該算法用于譜處理，對處理前后的譜圖進行比較。處理前的譜圖Fe的全能峰前面除了兩個逃逸峰和一個小峰，這個小峰是由于三角成形時間比實際脈沖寬度長引起的，而我們在選取成形時間時都是經(jīng)過判斷甄別后取得的，出現(xiàn)這種情況只有脈沖在下降過程中突然跳變。而處理后的譜圖Fe的能量分辨率為122ev，并且系統(tǒng)穩(wěn)定性也提高了。Fast SDD 探測器能量分辨率的提高改進了能量色散X熒光儀的檢出限，為高精度元素的測量提供了有力的保障。

附圖說明

圖1為fast SDD探測器輸出信號；

圖2為信號甄別算法框圖；

圖3為完整脈沖信號的三角成形圖；

圖4為突變脈沖信號的三角成形；

圖5為原始的三角成形譜圖；

圖6為經(jīng)過處理后的三角成形譜圖。

具體實施方式

為使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。

為了消除fast SDD探測器在高計數(shù)率慢成形時產(chǎn)生的假峰，提高探測器的能量分辨率，提供了fast SDD探測器譜信號處理方法。

本發(fā)明所提供的一種fast SDD探測器譜信號處理方法，其特征在于，不僅可以消除元素全能峰前面出現(xiàn)的假峰，還能提高探測器的能量分辨率，具體步驟如下：

A、 首先采用CR微分電路將探測器輸出的階躍信號轉(zhuǎn)化為負指數(shù)信號，以便后續(xù)處理；

B、 由于探測器內(nèi)部電容的影響，可能會引起探測器輸出信號的跳變，影響探測器的能量分辨率；

C、 再通過三角成形對脈沖信號進行處理，通過算法處理選擇需要的信號，舍棄錯誤的信號；

D、 將該算法用于譜圖處理中，對處理前后的譜圖進行比較。處理前的譜圖Fe的全能峰前面除了兩個逃逸峰，還有一個小峰，這個峰是由于三角成形時間比實際脈沖寬度長引起的，而我們在選取成形時間時都是經(jīng)過判斷甄別后取得的，出現(xiàn)這種情況只有脈沖在下降過程中突然跳變。而處理后的譜圖Fe的能量分辨率為122ev，并且系統(tǒng)穩(wěn)定性也提高了。Fast SDD 探測器能量分辨率的提高改進了能量色散X熒光儀的檢出限，為高精度元素的測量提供了有力的保障。

如圖1所示，由于電容放電導致經(jīng)放大輸出后的信號并非完整的負指數(shù)衰減信號，這就會對梯形成形中的慢成形造成一定的影響，最后影響探測器的能量分辨率。

如圖2所示，在FPGA中對處理前后的譜信號進行甄別，選出有用的脈沖信號。

圖3完整脈沖信號的三角成形圖，可以看出，當脈沖信號完整是，經(jīng)三角成形后的信號是等腰三角形，并且脈沖幅度與原始脈沖一致。

圖4為突變脈沖信號的三角成形，當脈沖信號出現(xiàn)跳變時，脈沖成形時間不同，成形結(jié)果也不同。如果成形時間大于脈沖跳變的時間，成形后的脈沖幅度會降低，出現(xiàn)這種情況時，該脈沖計數(shù)應(yīng)該舍棄。

圖5為原始的三角成形譜圖，由圖可以看出在⁵⁵Fe的全能峰前面除了兩個逃逸峰，還有一個小峰，這個峰是由于三角成形時間比實際脈沖寬度長引起的。

圖6為經(jīng)過處理后的三角成形譜圖，⁵⁵Fe的全能峰前面只有兩個逃逸峰，并且探測器的能量分辨率也提高了。

本發(fā)明具有如下特點：

1、在設(shè)計方法上，首先對fast SDD探測器輸出的原始信號進行微分處理，將階躍信號轉(zhuǎn)變?yōu)樨撝笖?shù)信號。然后對轉(zhuǎn)換后的信號進行三角成形處理，最后對三角成形后的信號進行甄別處理。

2、在關(guān)鍵技術(shù)上，采取三角成形脈沖甄別算法，使最終譜圖的假峰消失，探測器能量分辨率提高。

在上述發(fā)明的實施例中，對一種fast SDD探測器信號處理方法進行了詳細說明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。