伽馬輻射解調(diào)軟件數(shù)據(jù)有效性驗證模塊的實現(xiàn)

文/徐晉

在科技飛速發(fā)展的時代，輻射探測在許多領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，比如地質(zhì)、礦山、油井的勘探、核電站熱電廠監(jiān)測、工業(yè)和民用建筑材料的放射性監(jiān)測、海關(guān)、機場、邊境等場所的安全檢查，醫(yī)院γ刀治療、體內(nèi)實時探測等等。伽馬射線強度檢測是在石油工業(yè)測井中重要的測量指標(biāo)，現(xiàn)在已經(jīng)有比較成熟的檢測手段。這種檢測手段是有源檢測，需要將電氣設(shè)備放入井下或其他的苛刻環(huán)境。有些設(shè)備在苛刻環(huán)境下，如電磁輻射、高溫、高濕度等，不能夠正常工作，而且地底的輻射噪聲也會對電氣設(shè)備以及伽馬射線的檢測造成影響，從而影響檢測的精度。利用光纖可以無源傳感的特性，避免惡劣環(huán)境對于檢測的影響。在進行探測時可利用某些物質(zhì)（如磷光劑，閃爍體等）的輻射發(fā)光性來進行放射量的測定。

1 驗證原理

在伽馬光纖傳感檢測中，理論的知識和硬件的生產(chǎn)與裝配已經(jīng)相對完善，接下來的主要工作是進行大量的實驗測試。測試人員可以使用伽馬輻射解調(diào)軟件驅(qū)動C8855光子計數(shù)器進行光子計數(shù)。測試人員表示，光子計數(shù)器所受環(huán)境因素的影響比較大，當(dāng)遮光工作不夠完善時，測試人員能夠從異常的光子數(shù)據(jù)中判斷出該狀況的發(fā)生，可是當(dāng)出現(xiàn)間歇性的漏光時，這種情況在肉眼看來是難以發(fā)現(xiàn)的，為了快速準(zhǔn)確的判斷測試數(shù)據(jù)是否真實有效，可以對伽馬輻射解調(diào)軟件添加數(shù)據(jù)有效性驗證模塊。

眾所周知，光子的數(shù)量是一個統(tǒng)計量，統(tǒng)計量是反映對大量數(shù)據(jù)的趨勢分析，當(dāng)符合這個特定趨勢分布的測量值就是準(zhǔn)確的。反之則是小概率事件。比如說在這一段時間內(nèi)測量到的一直都是某一確定常數(shù)個的光子，出現(xiàn)這一種情況的可能性是微乎其微的，更多的時候，當(dāng)外界條件，如輻射劑量，光纖種類，溫度等等在不變的情況下，測量得到的光子數(shù)是一個變化的值，這個數(shù)值的分布符合正態(tài)分布，當(dāng)光子數(shù)與在同一條件下測得的平均值相差越多時，它出現(xiàn)的可能性就越小，如圖1所示。

由于光子數(shù)是符合正態(tài)分布的，則可以通過如下方式判斷有效性：

若已得到一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)有k個光子數(shù)N1～Nk，對該組數(shù)據(jù)進行均值求解

再通過方差計算公式計算方差

選取置信水平為0.95，可以得到a=0.05，查表可得：

即當(dāng)方差x2在16.31到43之間，那么這組數(shù)據(jù)可以認為是真實的。

則在軟件上設(shè)計一個驗證數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，即數(shù)據(jù)是否真實有效的判斷模塊是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

2 軟件實現(xiàn)

本軟件模塊使用Qt Creator平臺開發(fā)。Qt Creator是跨平臺的Qt輕量級集成開發(fā)環(huán)境，Qt Creator是Qt推出的一款新的輕量級集成開發(fā)環(huán)境。此輕量級集成開發(fā)環(huán)境能夠跨平臺運行Qt Creator 包括項目生成向?qū)А⒏呒壍腃++代碼編輯器、瀏覽文件及類的工具、集成了Qt Designer、Qt Assistant、Qt Linguist、圖形化的GDB調(diào)試前端，集成qmake構(gòu)建工具等。

數(shù)據(jù)有效性驗證模塊選取置信水平為0.95，即當(dāng)方差在16.31到43之間，那么這組數(shù)據(jù)可以認為是真實的。

在具體實現(xiàn)中，先在主界面上添加顯示數(shù)據(jù)真實性的窗口，并且使其默認值為否：

圖1

并在該模塊中實現(xiàn)方差比較模塊：

通過如上代碼能得到該組數(shù)據(jù)的方差。再通過如下代碼將其反饋到顯示窗口：

通過信號與槽的機制將返回值與數(shù)據(jù)有效性的顯示窗口的值關(guān)聯(lián)，使其能在檢測結(jié)束后立即顯示出有效性的真實與否。

3 應(yīng)用實例

測試人員測得兩組數(shù)據(jù)，在完全遮光環(huán)境下測得數(shù)據(jù)1：

在間歇漏光環(huán)境下測得數(shù)據(jù)2：

數(shù)據(jù)1的方差為28.7，符合正態(tài)分布，數(shù)據(jù)有效。模塊返回結(jié)果為數(shù)據(jù)有效。

數(shù)據(jù)1的方差為109.03，不在16.31到43之間，數(shù)據(jù)無效。模塊返回結(jié)果為數(shù)據(jù)無效。

4 總結(jié)

伽馬輻射解調(diào)軟件數(shù)據(jù)有效性驗證模塊的實現(xiàn)能夠快速準(zhǔn)確的判斷出異常測試結(jié)果，大大提升測試人員的工作效率。