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原文传递一种基于X射线吸收的大气密度测量系统

专利名称：	一种基于X射线吸收的大气密度测量系统
摘要：	本发明公开了一种基于X射线吸收的大气密度测量系统，该系统位于真空腔(8)内，所述系统包括：X射线源(1)、SDD探测器(2)、高精度坐标仪(3)、第一X射线屏蔽罩(4)、第二X射线屏蔽罩(5)和控制器与数采处理终端(6)；所述SDD探测器(2)与X射线源(1)同轴相对放置；所述X射线源(1)，用于提供测量所需的X射线光源；所述SDD探测器(2)，用于接收X射线能谱计数，并对其进行能量标定、量子效率标定、死时间标定、发散角标定，获得标定后的X射线能谱计数；所述控制器与数采处理终端(6)，用于根据标定后的X射线能谱计数和X射线泊松统计极大似然估计，进行贝叶斯估计，获得地面大气密度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国科学院国家空间科学中心
发明人：	李海涛;李保权;牟欢
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910182367.2
公开号：	CN109827871A
代理机构：	北京方安思达知识产权代理有限公司
代理人：	陈琳琳;李彪
分类号：	G01N9/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N9
申请人地址：	100190 北京市海淀区中关村南二条1号
主权项：	1.一种基于X射线吸收的大气密度测量系统，该系统位于真空腔(8)内，其特征在于，所述系统包括：X射线源(1)、SDD探测器(2)、高精度坐标仪(3)、第一X射线屏蔽罩(4)、第二X射线屏蔽罩(5)和控制器与数采处理终端(6)；所述SDD探测器(2)与X射线源(1)同轴相对放置，且等距离增加二者之间的距离；所述X射线源(1)，用于提供测量所需的X射线光源，并发出X射线光子；所述SDD探测器(2)，用于接收每次移动位置后的经过大气吸收衰减后的X射线能谱计数，并对其进行能量标定、量子效率标定、死时间标定、发散角标定，获得标定后的X射线能谱计数；所述高精度坐标仪(3)，用于分别测量X射线源(1)和SDD探测器(2)的位置坐标，进而得到X射线经过大气吸收衰减后的路径长度；所述第一X射线屏蔽罩(4)，其位于X射线源(1)的一侧，用于对X射线源(1)周围的辐射进行屏蔽；所述第二X射线屏蔽罩(5)，其位于X射线源(1)的另一侧，且与第一X射线屏蔽罩(4)相对，用于对X射线源(1)周围的辐射进行屏蔽；所述控制器与数采处理终端(6)，用于根据标定后的X射线能谱计数和X射线泊松统计极大似然估计，进行贝叶斯估计，获得地面大气密度。 2.根据权利要求1所述的基于X射线吸收的大气密度测量系统，其特征在于，所述SDD探测器(2)与X射线源(1)之间的轴线距离范围为0-2m；所述SDD探测器(2)从近及远沿着轴线方向移动，并记录每次移动后的相应的位置坐标。 3.根据权利要求2所述的基于X射线吸收的大气密度测量系统，其特征在于，所述SDD探测器(2)具体包括：接收单元，用于接收每次移动位置后的经过大气吸收衰减后的X射线能谱计数，能量标定单元，用于对每次移动位置的X射线能谱计数进行能量标定，获取每次移动位置的能量标定后的X射线能谱计数；死时间标定单元，用于对每次移动位置的能量标定后的X射线能谱计数进行死时间标定，获取每次移动位置的死时间标定后的X射线能谱计数；量子效率标定单元，用于对每次移动位置的死时间标定后的X射线能谱计数进行量子效率标定，获取每次移动位置的量子效率标定后的X射线能谱计数；发散角标定单元，用于对每次移动位置的量子效率标定后的X射线能谱计数进行发散角标定，获取标定后的X射线能谱计数。 4.根据权利要求1所述的基于X射线吸收的大气密度测量系统，其特征在于，所述系统还包括：X射线源控制器(7)；所述X射线源(1)与位于真空腔(8)外的X射线源控制器(7)相连接，用于对X射线源(1)的强度、能量范围进行调节。 5.根据权利要求1所述的基于X射线吸收的大气密度测量系统，其特征在于，所述SDD探测器(2)与位于真空腔(8)外的控制器与数采处理终端(6)相连接；所述控制器与数采处理终端(6)具体包括：数据采集模块，用于采集通过SDD探测器(2)获取的不同的移动位置的标定后的X射线能谱计数，并将其保存为数据文件；控制器，用于控制SDD探测器(2)的移动位置；数据处理模块，用于根据标定后的X射线能谱计数和X射线泊松统计极大似然估计，进行贝叶斯估计，获得地面大气密度。 6.根据权利要求4所述的基于X射线吸收的大气密度测量系统，其特征在于，所述X射线泊松统计极大似然估计具体为：根据比尔定律，得到X射线光子在大气中传输的辐射衰减IMi；其中，X射线源发出X射线光子， IMi＝I0e-τ (1) 其中，I0为SDD探测器距离X射线源距离最近处的能谱计数；τ为光学厚度；依据公式(3)和X射线光子计数的泊松统计性质，获得泊松统计极大似然估计lnL； lnL＝∑i(IilnIMi-IMi-lnIi！) (3) 其中，Ii为SDD探测器接收到的标定后的能谱计数。 7.根据权利要求1所述的基于X射线吸收的大气密度测量系统，其特征在于，所述X射线源(1)的能谱范围为0.5keV～15keV，且X射线源(1)能连续发射能谱范围为1.0keV-50keV的X射线辐射。 8.根据权利要求1所述的基于X射线吸收的大气密度测量系统，其特征在于，所述SDD探测器(2)的探测能谱范围为1.0keV-30keV，能量分辨率为145eV。 9.根据权利要求1所述的基于X射线吸收的大气密度测量系统，其特征在于，所述高精度坐标仪(3)的坐标范围为0～2m，最小刻度为微米。
所属类别：	发明专利