¿Cuál es el circuito de pulso de ánodo de alto rendimiento de neutrones del instrumento de registro del espectro de energía de relación carbono-oxígeno MZ-4?
El propósito del diseño del circuito de pulso de ánodo de alto rendimiento de neutrones del instrumento de registro del espectro de energía de relación carbono-oxígeno MZ-4 es duplicar el rendimiento de neutrones del generador de neutrones original. Para lograr este objetivo, todas las piezas del generador de neutrones deben funcionar de forma fiable. El cambio del oscilador y monoestable compuesto por seis inversores CC4069 que a veces fallaban en el pasado por transistores de componentes discretos ha logrado buenos resultados en el registro in situ en el campo petrolífero de Daqing. Dado que no hay problema con el pulso del ánodo, el flujo de iones entre el ánodo y el cátodo de la fuente de iones de tubo de neutrones cerámico objetivo de fabricación propia utiliza más de 600 μA, y el voltaje objetivo se puede aumentar a 125 kV × 250 μA o 125 kV × 350 μA. El detector es un cristal de yoduro de sodio con un tamaño de φ50 mm × 100 mm y una distancia de fuente de 55 cm. En la curva de velocidad de conteo (TTLC) de la región de energía del carbono (3,17 ~ 4,65 MeV) en el espectro gamma de dispersión inelástica, el número de pulsos por segundo aumentó de 1400 a 3500. Saque el tubo de neutrones cerámico de fabricación propia y reemplácelo con un tubo de neutrones objetivo comercial y use los mismos parámetros para alcanzar los neutrones. La curva TTLC también alcanza la misma tasa de conteo. Sin embargo, solo toma media hora y el conteo disminuye. alto a cero. Quizás el objetivo se quemó. Sin embargo, no hay ningún problema con el uso a largo plazo de tubos de neutrones cerámicos autodirigidos con alta presión objetivo y gran flujo objetivo. El diagrama de circuito y el diagrama de forma de onda del pulso del ánodo de alto rendimiento de neutrones de la herramienta de registro del espectro de energía de relación carbono-oxígeno MZ-4 se muestran en la Figura 2-2-25.
Después de que la herramienta de registro del espectro de energía de la relación carbono-oxígeno MZ-4 logró un alto rendimiento de neutrones, con el fin de aumentar aún más el rendimiento de neutrones, mientras se mantiene sin cambios el ancho del tiempo de inyección de neutrones del precursor, el tiempo de inyección de neutrones fue La frecuencia de neutrones aumentó de 10 kHz a 20 kHz. Por esta razón, se ha mejorado el circuito de la Figura 2-2-25, como se muestra en la Figura 2-2-26.
Como se puede ver en la Figura 2-2-26, el oscilador consta de dos inversores CC4069, la frecuencia aumenta de 10 kHz a 20 kHz, su período es de 50 μs, el período de neutrones es de 50 μs y el detector salida El período del área de concentración del pulso gamma de dispersión inelástica es de 50 μs. Debido a que se trata de una transmisión lineal analógica, la medición de superficie requiere que instrumentos subterráneos transmitan señales de sincronización hacia arriba. Después de pasar por miles de metros de cables, la señal de sincronización con un ancho de 5 μs se amplía a 20 a 30 μs. Afecta la transmisión lineal del pulso de salida del detector en el cable. Por esta razón, la señal de sincronización debe dividirse entre dieciséis y menos uno, es decir, los neutrones se inyectan quince veces y la señal de sincronización se transmite hacia arriba una vez. Durante la transmisión de la señal de sincronización, si no se inyectan neutrones, el detector. no generará ni transmitirá dispersión inelástica, capturará pulsos gamma. El suelo recibe la señal de sincronización, realiza la configuración, el retraso y luego multiplica la frecuencia a 20 kHz, que se utiliza como señal de activación para la puerta de dispersión inelástica y la puerta de captura.
La onda cuadrada de 20 kHz se ingresa al CC4024 y se divide por dieciséis. Después de la división de frecuencia, se ingresa a los cuatro inversores del CC4069 para formar dos estados monoestables. El primer estado monoestable se retrasa 15 μs. El segundo monoestable forma un pulso positivo con un ancho de 5 μs y una amplitud de 12 V, que se transmite desde el cable a tierra como señal de sincronización.
Después de dividir el otro canal por dieciséis, los dos inversores ingresados al segundo chip de CC4069 forman un estado monoestable de dieciséis menos uno, generando un pulso positivo con un ancho de 8μs y una amplitud de 12V. , entrada al estado monoestable compuesto por tres puertas NAND de CC4011, su borde de ataque de pulso positivo se activa, formando un pulso negativo con un ancho superior a 50 μs y una amplitud de 12 V, y entrada a la cuarta puerta NAND para restar un pulso positivo, es decir, 20 kHz Dieciséis primeros pulsos ordenados. Después de dividir la decimosexta frecuencia por uno y restar uno, el inversor restablece la onda cuadrada de 20 kHz a un pulso positivo y se ingresa a un monoestable compuesto por un transistor para generar un pulso positivo con un ancho de 12 μs y una amplitud de 12 V. , que pasa a través del amplificador de potencia TD823 y luego ingresa al seguidor 3DD104E. Luego ingresa al generador de impulsos del ánodo: el transistor de alta potencia 3DD104E y el transformador T. El devanado secundario del transformador T genera un impulso positivo con un ancho de. 12μs y una amplitud de 2000V, que se añade al ánodo de la fuente de iones del tubo de neutrones.
El circuito de mejora de alto rendimiento de neutrones del instrumento de registro del espectro de energía de relación carbono-oxígeno MZ-4 no solo aumenta la frecuencia de neutrones a 20 kHz, sino que también utiliza núcleos de ferrita U-16 en el transformador de pulso del ánodo. La tensión soportada de aislamiento entre los devanados primario y secundario es de 160 kV. Hay una capa protectora de estaño o papel de aluminio entre los dos devanados para mejorar la forma de onda del pulso del ánodo, reducir la interferencia electromagnética y garantizar que los instrumentos terrestres puedan medir el espectro de energía de los rayos gamma.