Обработка спектров

1.

5. Обработка спектров

2.

Идентификация пиков

3.

Этапы обработки спектров
1. Предварительная обработка
2. Автоматическая идентификация пиков
3. Определение параметров пиков:
положение максимума, положение центра
тяжести, площадь, ширина
4. Анализ мультиплетности пиков
5. Определение источника излучения и его
активности

4.

Методы предварительной
математической обработки
спектральных данных
1. Сглаживание
● скользящее среднее
● взвешенное среднее
● сглаживающий сплайн
2. Цифровая фильтрация
● преобразование Фурье

5.

Сглаживание
данных методом
скользящего
среднего
1 - исходный спектр
2 - 3-х точечный фильтр
3 - 5-ти точечный фильтр

6.

Пример Фурье-фильтрации
1 - теоретический
исходный сигнал без
шумов
2 - экспериментальный
спектр
3 - экспериментальный
спектр после Фурьефильтрации

7.

Автоматический поиск пиков
Основные трудности:
1) трудно идентифицировать слабые пики,
интенсивность которых превосходит
среднеквадратичную флуктуацию фоновых
отсчетов лишь втрое;
2) края спектров комптоновских электронов,
соответствующих мощным линиям,
идентифицируются как пики;
3) трудно определить границы пиков, когда пики
перекрываются.

8.

Автоматический поиск пиков
1. Метод максимума
2. Метод плавающего отрезка

9.

Автоматический поиск пиков
3. Метод первой производной
4. Метод второй производной

10.

Автоматический поиск пиков
5. Метод сглаживания
6. Корреляционный
анализ

11.

Калибровка по ширине
Экспериментально определяется
зависимость ΔE1/2 = f(E).
Если при измерении ΔE1/2 изм. > q * ΔE1/2 калиб.,
то пик идентифицируется как двойной.
В области двойного пика повторяются
процедуры поиска и определения
параметров пиков.

12.

6. Разделение частиц
(идентификация их по какомулибо признаку)

13.

Разделение n-γ
1) по амплитуде сигнала при регистрации
нейтронов методом ядерных реакций
2) уменьшение толщины детектора, чтобы
пробеги электронов от γ в них не
укладывались
3) использование детекторов нейтронов с
разным изотопным составом
4) электронные способы разделения

14.

Процесс высвечивания

15.

Пример электронного способа
разделения
Стильбен имеет две компоненты
высвечивания:
● τм / τб = 400 / 6
● интенсивность компонент зависит от
плотности ионизации
(Iм / Iб)e- ≃ 0,2
<
(Iм / Iб)p ≃ 0,5

16.

Сцинтилляционная вспышка в
стильбене от излучений
различного типа

17.

7. Системы автоматической
стабилизации спектрометров
энергии

18.

Пример: β-спектрометр
Knoll, p. 715