专利摘要

一种基于数字电路消除自给能中子探测器延迟效应的方法，其设计步骤如下：根据探测器发射极材料在中子场中的物理过程，写出电流I(t)与各核素数量及中子通量密度φ(t)的关系式；求出探测器冲击响应，进而对探测器冲击响应函数进行拉氏变换得到探测器延迟响应传递函数G(s)＝I(s)/φ(s)；再求出其反函数得到延迟修正传递函数G‑1(s)＝1/G(s)；根据传递函数G‑1(s)＝I(s)/φ(s)中各环节对应的时域迭代方程设计数字延迟补偿程序。该系统可以对自给能中子探测器的延迟电流信号进行修正，克服了中间核素半衰期带来的信号延迟；相比于模拟电路对信号延迟修正的方法，该系统还具有参数调整灵活，不容易受外界环节因素干扰的优势。

权利要求

1.一种基于数字电路消除自给能中子探测器延迟效应的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：根据自给能探测器材料在中子场中的反应物理过程画出其反应机制原理图；

步骤2：根据步骤1画出的反应机制原理图中涉及的所有核素的生成及衰变关系写出自给能中子探测器单位体积内中间核素数量N(t)关于中子通量密度φ(t)的微分方程组(1)，写出探测电流I(t)与各中间核素数量及中子通量密度φ(t)的表达式(2)；所述自给能中子探测器单位体积内中间核素指的是由自给能中子探测器发射体核素俘获中子后生成的不稳定核素，以及由生成的不稳定核素继续衰变或退激后生成的不稳定核素；

其中

i表示第i个中间核素，取值为1到m；

j表示第j个中间核素，取值为1到i-1，或i+1到m；若i-1<1,微分方程组(1)右边没有第3项；若i+1>m,则微分方程组(1)右边没有第4项；

m表示共有m个中间核素；

t表示时间；

Σi为在自给能中子探测器单位体积内反应生成第i个中间核素的宏观截面；

fi为自给能中子探测器内产生第i个中间核素时产生瞬时电流的效率；

ji为自给能中子探测器内的第i个中间核素退激或衰变时的电流产生效率；

λi为第i个中间核素的衰变常数；

λj为第j个中间核素的衰变常数；

Ni(t)为第i个中间核素单位体积内核素数量；

Nj(t)为第j个中间核素单位体积内核素数量；

φ(t)为t时刻中子通量密度；

I(t)为t时刻探测器输出的探测电流；

步骤3：将中子通量密度φ(t)假设为单位脉冲信号δ(t)，见表达式(3)，具体推导出自给能中子探测器第i个中间核素单位体积内核素数量Ni(t)的表达式(4)及探测电流I(t)与时间t的表达式(5)，那么，以单位脉冲信号输入产生响应的探测电流即为自给能中子探测器的单位冲击响应，见表达式(6)；

式中：

i表示第i个中间核素，取值为1到m；

t表示时间；

Σi为在自给能中子探测器单位体积内反应生成第i个中间核素的宏观截面；Ni(t)为第i个中间核素单位体积内核素数量；

λi为第i个中间核素的衰变常数；

φ(t)为t时刻中子通量密度；

I(t)为t时刻探测器输出的探测电流；

h(t)为自给能中子探测器的单位冲击响应；

ai和bi参数因子由具体自给能中子探测器给出；

步骤4：对于中子通量密度φ(t)，探测电流I(t)就有卷积表达式(7)：

I(t)＝φ(t)*h(t)(7)

步骤5：对探测器冲击响应函数的表达式(6)进行拉普拉斯变换，得到从中子通量到探测电流的传递函数G(s),其表达式为(8)：

利用反函数法得到延迟补偿传递函数G-1(s)，其表达式为(9):

根据Σi、λi、ji的数值能够求出式(9)中各参数的值；

其中:

∑i为在自给能中子探测器单位体积内反应生成第i个中间核素的宏观截面；

λi为第i个中间核素的衰变常数；

ji为探测器单位体积内的第i种中间核素退激或衰变产生电流的效率；

G(s)为中子通量到探测电流的传递函数；

s为复频域中自变量；

p为探测器信号瞬发部分经拉氏变换后的形式，因为是瞬发成分，所以在传递函数中表现为一个比例系数；

bi为延迟响应传递函数中第i个一阶惯性环节的比例系数；

G-1(s)延迟补偿传递函数；

k0为比例环节的比例系数；

ki为延迟补偿传递函数中第i个一阶惯性环节的比例系数；

Ti为延迟补偿传递函数中第i个一阶惯性环节的时间常数；

步骤6：根据式(9)可知：延迟补偿传递函数由一个比例环节和两个一阶惯性环节构成，根据比例环节和一阶惯性环节对应的时域迭代方程能够设计出数字延迟补偿程序的数学表达式；

比例环节对应的时域迭代方程为：

cb(t)＝k0rb(t) (10)

其中:

k0为比例环节的比例系数；

rb(t)为系统在t时刻的输入量；

cb(t)为比例环节在t时刻的输出量；

一阶惯性环节的时域差分迭代方程为：

其中：

r(t)为数字延迟补偿程序在t时刻的输入量；

Δt为输入数据的时间间隔即采样步长；

Ti为第i个一阶惯性环节的时间常数；

ci(t)为第i个一阶惯性环节在t时刻的输出量；

ci(t-Δt)为第i个一阶惯性环节在t-Δt时刻的输出量；

根据式(9)中的延迟补偿传递函数，得到数字延迟补偿程序在t时刻输出量的数学表达式为：

其中：

k0为比例环节的比例系数；

ki为第i个一阶惯性环节的比例系数；

r(t)为数字延迟补偿程序在t时刻的输入量；

ci(t)为第i个一阶惯性环节在t时刻的输出量；

O(t)为数字延迟补偿程序在t时刻的输出量；

步骤7：用计算机语言实现式(12)数学表达式所表达的数字延迟补偿程序，计算机程序基本运行逻辑如下：

读取t时刻探测电流数据作为程序在t时刻的输入量r(t)；将t时刻的输入量r(t)分别放入比例环节子函数和若干一阶惯性环节的子函数中，运算后得到子函数的输出量cb(t)、ci(t)；将子函数输出量放入累加主函数，得到整个数字延迟补偿程序在t时刻的输出量O(t)；

将探测器输出的探测电流信号输入到该数字延迟补偿程序，得到的输出量O(t)即反映t时刻探测器探测到的中子通量密度的真实值，即消除了延迟型自给能中子探测器的延迟效应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤6所述的数字延迟补偿程序可以补偿自给能中子探测器的延迟效应；该数字延迟补偿程序及其确立方法适用于任何一种有延迟效应的自给能中子探测器和任何形式的中子通量函数，差别只是在于参数的变化。

说明书

技术领域

本发明属于中子探测技术领域，具体涉及一种基于数字电路消除自给能中子探测器延迟效应的方法。

背景技术

核能是人类最具希望的未来能源。在核能反应堆中，中子通量密度是最能直观地体现反应堆功率以及反应堆状态的物理量，同时人们也是通过控制堆内中子通量密度的方式来控制反应堆。由于核反应堆的特殊性以及核反应堆安全运行的重要性，使得中子探测在反应堆内各种粒子以及射线的探测中处于至关重要的地位。

反应堆堆芯内部探测环境复杂，其对中子探测器的要求较高，要求耐高温、耐辐照，结构简单、小型化。目前常用的中子探测器按其工作机理可以分为气体探测器、半导体探测器、闪烁体探测器以及自给能探测器。其中气体探测器虽然耐高温、耐辐照，但是对于堆内高温高压的探测环境还是难以胜任。半导体探测器只适用于测量反应堆的快中子能谱，对现有的热中子反应堆应用价值不大。闪烁体探测器对高压电源的稳定性要求较高，在反应堆堆芯中难以实现。

而自给能探测器不需外加偏压、结构简单、体积小、全体固化、电子学设备简单等特性使之特别适宜于反应堆堆芯高中子通量的探测。然而当前的自给能探测器中，主要是103Rh(铑)探测器、51V(钒)探测器和59Co(钴)探测器，自给能探测器的探测原理如附图2所示，探测器放在堆芯中，其吸收中子后会经过几种不同途径放出电子，当电子被收集时将会在回路中产生电流；此电流强度与堆内中子通量密度有关系，即通过测量这一电流并将其经过某种处理将能够达到测量中子通量的目的。

在当前的自给能探测器中，103Rh探测器应用较为广泛，但是由于103Rh元素在中子场中吸收中子后形成的同位素会以一定半衰期衰变，产生电子(或者伽玛射线，伽玛射线通过与物质相互作用转变为电子)形成探测器的电流信号。显然，由于半衰期的限制，电流信号不能及时反映中子通量的改变。比如，把自给能探测器突然放入一个恒定的中子场中，电流信号需要几分钟才能达到稳定值。这显然不符合反应堆堆芯中子通量的实时监控的要求。

对于103Rh为而言，其在中子场中探测器电流信号的产生机制如图2所示。在探测器电流的组成成分上，原理上应该包括三部分：1)第一部分来自103Rh吸收中子瞬时发生(n,γ)反应，((n,γ)反映释放出来的γ射线与物质发生光电效应或者康普顿效应产生电子。此为电流的瞬时成分；2)第二部分来自104mRh退激成104Rh放出的γ射线与物质发生光电效应或者康普顿效应所产生的电子；3)第三部分来自104Rhβ衰变产生的电子。后两项因为Rh同位素半衰期的限制，属于延迟成分。

目前国内外很多学者对铑自给能探测器有过许多研究，得出了很多的成果，同时也有一些不足：1)相关文献上往往只包含了第一和第三部分，忽略了第二部分，这一部分对Rh虽不是主要成分，但是考虑到修正延迟的效果，其作用不容忽视。2)一些文献中使用了基于最优估计法的二维矩阵滤波器，其中的矩阵运算非常复杂，对用户不友好。3)拉普拉斯变换法显得太过复杂，不易理解。4)模拟电路法对元器件参数的精度要求太高，并且一旦确定，要根据燃耗情况进行改变就不容易了。相比之下，数字电路能够避免上述问题，容易理解并且适用性强。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于数字电路消除自给能中子探测器延迟效应的方法，1)数字延迟补偿程序可以实现对铑等自给能中子探测器探测器产生的电流信号进行延迟修正，克服了由于半衰期限制带来的电流信号延迟问题；2)利于延迟补偿传递函数中的典型环节对应的时域迭代方程构建数字延迟补偿程序，具有直观简便的优势。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于数字电路消除自给能中子探测器延迟效应的方法，包括如下步骤：

步骤1：根据自给能探测器材料在中子场中的反应物理过程画出其反应机制原理图；

步骤2：根据步骤1画出的反应机制原理图中涉及的所有核素的生成及衰变关系写出自给能中子探测器单位体积内中间核素数量N(t)关于中子通量密度φ(t)的微分方程组(1)，写出探测电流I(t)与各中间核素数量及中子通量密度φ(t)的表达式(2)；所述自给能中子探测器单位体积内中间核素指的是由自给能中子探测器发射体核素俘获中子后生成的不稳定核素，以及由生成的不稳定核素继续衰变或退激后生成的不稳定核素；

其中

i表示第i个中间核素，取值为1到m；

j表示第j个中间核素，取值为1到i-1，或i+1到m；若i-1<1,微分方程组(1)右边没有第3项；若i+1>m,则微分方程组(1)右边没有第4项；

m表示共有m个中间核素；

t表示时间；

Σi为在自给能中子探测器单位体积内反应生成第i个中间核素的宏观截面；

fi为自给能中子探测器内产生第i个中间核素时产生瞬时电流的效率；

ji为自给能中子探测器内的第i个中间核素退激或衰变时的电流产生效率；

λi为第i个中间核素的衰变常数；

λj为第j个中间核素的衰变常数；

Ni(t)为第i个中间核素单位体积内核素数量；

Nj(t)为第j个中间核素单位体积内核素数量；

φ(t)为t时刻中子通量密度；

I(t)为t时刻探测器输出的探测电流。

步骤3：将中子通量密度φ(t)假设为单位脉冲信号δ(t)，见表达式(3)，具体推导出自给能中子探测器第i个中间核素单位体积内核素数量Ni(t)的表达式(4)及探测电流I(t)与时间t的表达式(5)，那么，以单位脉冲信号输入产生响应的探测电流即为自给能中子探测器的单位冲击响应，见表达式(6)；

式中：

i表示第i个中间核素，取值为1到m；

t表示时间；

∑i为在自给能中子探测器单位体积内反应生成第i个中间核素的宏观截面；Ni(t)为第i个中间核素单位体积内核素数量；

λi为第i个中间核素的衰变常数；

φ(t)为t时刻中子通量密度；

I(t)为t时刻探测器输出的探测电流；

h(t)为自给能中子探测器的单位冲击响应；

ai和bi参数因子由具体自给能中子探测器给出；

步骤4：对于中子通量密度φ(t)，探测电流I(t)就有卷积表达式(7)：

I(t)＝φ(t)*h(t)(7)

步骤5：对探测器冲击响应函数的表达式(6)进行拉普拉斯变换，得到从中子通量到探测电流的传递函数G(s),其表达式为(8)：

利用反函数法得到延迟补偿传递函数G-1(s)，其表达式为(9):

根据Σi、λi、ji的数值能够求出式(9)中各参数的值；

其中:

∑i为在自给能中子探测器单位体积内反应生成第i个中间核素的宏观截面；

λi为第i个中间核素的衰变常数；

ji为探测器单位体积内的第i种中间核素退激或衰变产生电流的效率；

G(s)为中子通量到探测电流的传递函数；

s为复频域中自变量；

p为探测器信号瞬发部分经拉氏变换后的形式，因为是瞬发成分，所以在传递函数中表现为一个比例系数；

bi为延迟响应传递函数中第i个一阶惯性环节的比例系数；

G-1(s)延迟补偿传递函数；

k0为比例环节的比例系数；

ki为延迟补偿传递函数中第i个一阶惯性环节的比例系数；

Ti为延迟补偿传递函数中第i个一阶惯性环节的时间常数；

步骤6：根据式(9)可知：延迟补偿传递函数由一个比例环节和两个一阶惯性环节构成，根据比例环节和一阶惯性环节对应的时域迭代方程能够设计出数字延迟补偿程序的数学表达式；

比例环节对应的时域迭代方程为：

cb(t)＝k0rb(t)(10)

其中:

k0为比例环节的比例系数；

rb(t)为系统在t时刻的输入量；

cb(t)为比例环节在t时刻的输出量；

一阶惯性环节的时域差分迭代方程为：

其中：

r(t)为数字延迟补偿程序在t时刻的输入量；

Δt为输入数据的时间间隔即采样步长；

Ti为第i个一阶惯性环节的时间常数；

ci(t)为第i个一阶惯性环节在t时刻的输出量；

ci(t-Δt)为第i个一阶惯性环节在t-Δt时刻的输出量；根据式(9)中的延迟补偿传递函数，得到数字延迟补偿程序在t时刻输出量的数学表达式为：

其中：

k0为比例环节的比例系数；

ki为第i个一阶惯性环节的比例系数；

r(t)为数字延迟补偿程序在t时刻的输入量；

ci(t)为第i个一阶惯性环节在t时刻的输出量；

O(t)为数字延迟补偿程序在t时刻的输出量；

步骤7：用计算机语言实现式(12)数学表达式所表达的数字延迟补偿程序，计算机程序基本运行逻辑如下：

读取t时刻探测电流数据作为程序在t时刻的输入量r(t)；将t时刻的输入量r(t)分别放入比例环节子函数和若干一阶惯性环节的子函数中，运算后得到子函数的输出量cb(t)、ci(t)；将子函数输出量放入累加主函数，得到整个数字延迟补偿程序在t时刻的输出量O(t)；

将探测器输出的探测电流信号输入到该数字延迟补偿程序，得到的输出量O(t)即反映t时刻探测器探测到的中子通量密度的真实值，即消除了延迟型自给能中子探测器的延迟效应。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

步骤6在延迟补偿传递函数的基础上，根据典型环节对应的时域迭代方程求数字延迟补偿程序的时域方程，方法直观简便。

步骤6得到的数字延迟补偿程序对自给能探测器有更好的补偿效果。

步骤6得到的数字延迟补偿程序有很好的稳定性，避免了对元器件参数精度与工作环境的苛刻要求。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

图2为探测器探测典型中子相关反应过程图(以铑自给能探测器为例)。

图3为根据数字延迟补偿程序时域方程设计计算机程序的逻辑框图。

图4为数字延迟补偿程序对阶跃中子通量信号的延迟补偿效果图。

图5为数字延迟补偿程序对斜坡中子通量信号的延迟补偿效果图。

图6为数字延迟补偿程序对连续混合中子通量信号的延迟补偿效果图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

这里以Rh-103为例，其为俘获中子后生成两种中间核素的自给能中子探测器，具体方法过程如图1所示。

步骤1：根据自给能探测器材料在中子场中的反应物理过程画出其反应机制原理图；对于俘获中子后生成两种中间核素的自给能中子探测器铑自给能中子探测器(典型的俘获中子后生成两种中间核素的自给能中子探测器)，原理图如图2所示。

步骤2：根据步骤1画出的反应机制原理图中涉及的所有核素的生成及衰变关系写出自给能中子探测器单位体积内中间核素数量N(t)关于中子通量密度φ(t)的微分方程组(1)，写出探测电流I(t)与各中间核素数量及中子通量密度φ(t)的表达式(2)；所述自给能中子探测器单位体积内中间核素指的是由自给能中子探测器发射体核素俘获中子后生成的不稳定核素，以及由生成的不稳定核素继续衰变或退激后生成的不稳定核素；

其中

i表示第i个中间核素，取值为1到m；

j表示第j个中间核素，取值为1到i-1，，或i+1到m；若i-1<1,微分方程组(1)右边没有第3项；若i+1>m,则微分方程组(1)右边没有第4项；

m表示共有m个中间核素；

t表示时间；

Σi为在自给能中子探测器单位体积内反应生成第i个中间核素的宏观截面；

fi为自给能中子探测器内产生第i个中间核素时产生瞬时电流的效率；

ji为自给能中子探测器内的第i个中间核素退激或衰变时的电流产生效率；

λi为第i个中间核素的衰变常数；

λj为第j个中间核素的衰变常数；

Ni(t)为第i个中间核素单位体积内核素数量；

Nj(t)为第j个中间核素单位体积内核素数量；

φ(t)为t时刻中子通量密度；

I(t)为t时刻探测器输出的探测电流值。

步骤3：将中子通量密度φ(t)假设为单位脉冲信号δ(t)，见表达式(3)，具体推导出自给能中子探测器第i个中间核素单位体积内核素数量Ni(t)的表达式(4)及探测电流I(t)与时间t的表达式(5)，那么，以单位脉冲信号输入产生响应的探测电流即为自给能中子探测器的单位冲击响应，见表达式(6)；

式中：

i表示第i个中间核素，取值为1到m；

t表示时间；

∑i为在自给能中子探测器单位体积内反应生成第i个中间核素的宏观截面；Ni(t)为第i个中间核素单位体积内核素数量；

λi为第i个中间核素的衰变常数；

h(t)为自给能中子探测器的单位冲击响应；

φ(t)为t时刻中子通量密度；

I(t)为t时刻探测器输出的探测电流值；

ai和bi参数因子由具体自给能中子探测器给出；

步骤4：对于一般的中子通量密度φ(t)，探测电流I(t)就有关系式(7)，卷积表达式为：

I(t)＝φ(t)*h(t)(7)

对于铑自给能中子探测器而言，探测器单位冲击响应可以写为式(7-1)的形式：

式中：

φ(t)为t时刻中子通量密度；

I(t)为t时刻探测器输出的探测电流值；

h(t)为自给能中子探测器的单位冲击响应；

∑1为自给能中子探测器单位体积内产生(n,γ)反应生成第一种中间核素的宏观截面；

∑2为自给能中子探测器单位体积内产生(n,γ)反应生成第二种中间核素的宏观截面；

λ1为第一种中间核素的衰变常数；

λ2为第二种中间核素的衰变常数；

j1为自给能中子探测器单位体积内的第一种中间核素退激或衰变产生电流的效率；

j2为自给能中子探测器单位体积内的第二种中间核素退激或衰变产生电流的效率；

p为探测电流中的瞬发成分。

步骤5：对探测器冲击响应函数的表达式(6)进行拉普拉斯变换，得到从中子通量到探测电流的传递函数G(s),其表达式为(8-1)：

利用反函数法得到延迟补偿传递函数G'(s),其表达式为(9-1):

根据Σ1、Σ2、λ1、λ2、j1、j2的数值能够求出式(9-1)中各参数的值；

具体过程如下：

首先先写出延迟补偿传递函数的通分形式，如式(9-2)所示：

直接通过反函数得到的延迟补偿传递函数表达式如(9-3)所示：

为了求解式(9-1)中各参数的解析形式，现用换元法和比较系数法对式(9-1)、(9-2)进行处理。首先，为了简化式(9-3)的书写形式，用参数m、n替换式(9-3)中复杂的变量，使m＝p(λ1+λ2)+j1λ1Σ1+j2λ2Σ2n＝pλ1λ2+λ1λ2(j1Σ1+j2Σ2+j2Σ1)，于是延迟补偿传递函数G-1(s)可以简写为式(9-4)的形式：

通过比较系数可以得到求解k0、k1、k2、T1、T2的方程组：

解式(9-5)中方程组，可以得到k0、k1、k2、T1、T2几个参数的解析形式：

将Σ1、Σ2、λ1、λ2、j1、j2、p的值代入到k0、k1、k2、T1、T2几个参数的解析表达式中，即可求出k0、k1、k2、T1、T2的具体数值。

其中:

∑1为探测器单位体积内产生(n,γ)反应生成第一种中间核素的宏观截面；

∑2为探测器单位体积内产生(n,γ)反应生成第二种中间核素的宏观截面；为第一种中间核素的衰变常数；

λ2为第二种中间核素的衰变常数；

j1为探测器单位体积内的第一种中间核素退激(或衰变)产生电流的效率；

j2为探测器单位体积内的第二种中间核素退激(或衰变)产生电流的效率；

G(s)为中子通量到探测电流的传递函数；

s为复频域中自变量；

p为探测器信号瞬发部分经拉氏变换后的形式，因为是瞬发成分，所以在传递函数中表现为一个比例系数；

G-1(s)为探测电流到补偿中子通量的传递函数；

k0为比例环节的比例系数；

k1为第一个一阶惯性环节的比例系数；

k2为第二个一阶惯性环节的比例系数；

T1为第一个一阶惯性环节的时间常数；

T2为第二个一阶惯性环节的时间常数；

m为一号中间变量，其表达式为：m＝p(λ1+λ2)+j1λ1Σ1+j2λ2Σ2；

n为一号中间变量，其表达式为：n＝pλ1λ2+λ1λ2(j1Σ1+j2Σ2+j2Σ1)。

步骤6：

根据式(9-1)可以看出：延迟补偿传递函数由一个比例环节和两个一阶惯性环节构成。根据比例环节和一阶惯性环节对应的时域迭代方程可以设计出数字延迟补偿程序的数学表达式。

比例环节对应的时域迭代方程为：

cb(t)＝k0rb(t)(10)

其中:

k0为比例环节的比例系数；

rb(t)为系统在t时刻的输入量；

cb(t)为比例环节在t时刻的输出量。

一阶惯性环节的时域差分迭代方程可以写为：

其中：

r(t)为系统在t时刻的输入量；

Δt为输入数据的时间间隔(采样步长)；

Ti为第i个一阶惯性环节的时间常数；

ci(t)为第i个一阶惯性环节在t时刻的输出量；

ci(t-Δt)为第i个一阶惯性环节在t-Δt时刻的输出量；

根据式(9)中的延迟补偿传递函数，可以得到数字延迟补偿程序在t时刻输出量的数学表达式为：

O(t)＝k0r(t)+k1c1(t)+k2c2(t)(12)

其中：

k0为比例环节的比例系数；

k1为第1个一阶惯性环节的比例系数；

k2为第2个一阶惯性环节的比例系数；

r(t)为系统在t时刻的输入量；

c1(t)为第1个一阶惯性环节在t时刻的输出量；

c2(t)为第2个一阶惯性环节在t时刻的输出量；

O(t)为数字延迟补偿程序在t时刻的输出量。

步骤7：用计算机语言实现式(12)数学表达式所表达的数字延迟补偿程序，计算机程序基本运行逻辑如下：

如图3所示，读取t时刻探测电流数据作为程序在t时刻的输入量r(t)；将t时刻的输入量r(t)分别放入比例环节子函数和若干一阶惯性环节的子函数中，运算后得到子函数的输出量cb(t)、ci(t)；将子函数输出量放入累加主函数，得到整个数字延迟补偿程序在t时刻的输出量O(t)；

将探测器输出的探测电流信号输入到该数字延迟补偿程序，得到的输出量O(t)即反映t时刻探测器探测到的中子通量密度的真实值，即消除了延迟型自给能中子探测器的延迟效应。

应用实例：

为了突出消除时间延迟的效果，考查反应堆开机停机等中子通量为阶跃信号时探测器对探测电流的补偿效果，在t＝20秒时中子通量由φ＝0(cm2·s)-1突然变为φ＝1(cm2·s)-1的过程，并在20秒后一直维持。在此模拟过程中，各相关参数参照具体实施方式以及取值说明部分中所述情形进行取值，电流取样时间步长Ts＝0.1秒。其中各参数取值为：

Σ1＝0.8165cm-1

Σ2＝10.0207cm-1

λ1＝0.00268s-1

λ2＝0.01650s-1

j1＝4.583×10-22A·s·cm3

j2＝5.956×10-21A·s·cm3

p＝f1Σ1+f2Σ2＝3.6×10-21A·s·cm2

消除延迟效应的结果如图4所示。如图4中细虚线所示，自给能探测器带有延迟成分的电流信号需要180秒以上的时间才能达到稳定电平的90％，即如果仅仅依据电流数据来显示中子通量密度的话将存在很大的延迟，如果采用这种方法的话，对反应堆中子通量密度的监控也失去了意义；与之相对，采用消除延迟算法和延迟消除电路得出来的中子通量密度与实际中子通量密度吻合得非常好。如图4粗实线和图6中可以看出延迟被完美修正，可以实现了反应堆中子通量密度的实时监控，更利于反应堆安全控制。

考查反应堆功率缓慢增减等中子通量为斜坡信号时探测器对探测电流的补偿效果，在t＝20秒时中子通量由φ＝0(cm2·s)-1以一次函数形式在300秒时变为φ＝1(cm2·s)-1的过程。在此模拟过程中，各相关参数参照具体实施方式以及取值说明部分中所述情形进行取值，电流取样时间步长Ts＝0.1秒。其中各参数取值为：

Σ1＝0.8165cm-1

Σ2＝10.0207cm-1

λ1＝0.00268s-1

λ2＝0.01650s-1

j1＝4.583×10-22A·s·cm3

j2＝5.956×10-21A·s·cm3

p＝f1Σ1+f2Σ2＝3.6×10-21A·s·cm2

消除延迟效应的结果如图5所示。如图5中细虚线所示，自给能探测器带有延迟成分的电流信号呈一个斜率逐渐增大的曲线形式，即如果仅仅依据电流数据来显示中子通量密度的话将存在很大的延迟；与之相对，采用消除延迟算法和延迟消除电路得出来的中子通量密度与实际中子通量密度吻合得非常好。

考查一个实际工作状况下时探测器对探测电流的补偿效果，在t＝20秒时中子通量由φ＝0(cm2·s)-1突为变φ＝1(cm2·s)-1；在t＝320秒中子通量由φ＝1(cm2·s)-1以一次函数形式变为φ＝2(cm2·s)-1，该过程历时300秒；在t＝620秒时，中子通量由φ＝2(cm2·s)-1突为变φ＝1(cm2·s)-1；中子通量由φ＝1(cm2·s)-1突为变φ＝0(cm2·s)-1。在此模拟过程中，各相关参数参照具体实施方式以及取值说明部分中所述情形进行取值，电流取样时间步长Ts＝0.1秒。其中各参数取值为：

Σ1＝0.8165cm-1

Σ2＝10.0207cm-1

λ1＝0.00268s-1

λ2＝0.01650s-1

j1＝4.583×10-22A·s·cm3

j2＝5.956×10-21A·s·cm3

p＝f1Σ1+f2Σ2＝3.6×10-21A·s·cm2

消除延迟效应的结果如图6所示：采用消除延迟算法和延迟消除电路得出来的中子通量密度与实际中子通量密度吻合得非常好。

虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应该理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神和实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应该在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所覆盖。

一种基于数字电路消除自给能中子探测器延迟效应的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。