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使用InterSpec分析KC761x谱数据并实施用户能量刻度

科创仪表局

InterSpec下载链接:https://www.kechuang.org/m/100005/a/557


一、打开文件

在KC761x上,使用SAVE按钮保存谱图数据。用读卡器模式,或拆下TF卡读卡,将保存的文件夹拷贝到电脑上的适当位置。

在软件上,File -> Open File -> Foreground

找到保存有谱图数据的文件夹,选中多道文件(.MC),点击打开。对于KC761x系列,每次保存会产生一个以日期时间命名的文件夹,在该文件夹下后缀MC的文件是多道原始文件,后缀SPE的文件是能量刻度后的能量数据。

InterSpec本身可支持多种文件格式,部分文件打开后会弹窗:

image.png

该弹窗的意思是,选用InterSpec当前的能量刻度,还是载入的文件的能量刻度(如果文件没有能量刻度,则默认为道址=能量)。如果以前没有在InterSpec上做过刻度,则应当选择“No”,即不采用InterSpec当前的能量刻度。如果以前做过能量刻度,只是用软件看谱,则可以选择“Yes”,以便直接使用以前的能量刻度。使用以前的刻度时,也可以对刻度系数进行修改。

image.png

此处InterSpec软件设计不合理,Yes/No按钮对应的数据位置是反过来的,按钮应当和数据位置挂钩,比如“选择左边/选择右边”。

以下以选择“No”,即完全重新刻度为例。


二、输入参考核素

由于没有能量刻度数据,此时的谱图与能量是不对应的。比如在横坐标120的位置,谱图才开始有内容,这实际上是多道原始数据。

下图是测试Ra226得到的多道数据。

image.png


软件界面下方有峰管理、参考核素、能量刻度等选项页。

已知本谱图测量的是Ra226,于是在“Nuclide:”框中输入Ra226,点击Add Another,将出现核素的能量辅助线。本页面可以同时打开多个核素的辅助线,以颜色做区分。


三、能量刻度粗调

点击能量刻度页面下的“线性化”,弹出的选项中直接选“Accept”

image.png


可以见到系数输入页面,系数以多项式方式表达原谱图-显示谱图之间的映射关系。

此时的核素辅助线与谱图完全没有对齐,我们需要手动粗调Offset、Linear两项系数,在原数据的基础上叠加一元一次函数映射,使得几个明显的峰大致与对应的辅助线对齐。如果这步没有大致对齐,后续的峰匹配功能容易匹配错误,造成校准异常。


image.png


即猜测大概的系数,填写到Offset、Linear中,使得谱图中的峰与辅助线粗略对齐。可以多次修改猜测的系数,使谱图上的峰大约对齐提示线(不用很准)。这一步是为后续的寻峰做准备。通常来说,Offset在-100~-200这个量级,如果不在这一区间,需要仔细确认。

image.png


四、寻峰

选取谱图中特征比较明显、对齐程度较好、分布较宽的几个峰。鼠标双击峰附近的位置,将在点击位置附近自动寻峰,产生一个蓝色区域。

如果峰比较胖(如KC761基本款输出的谱),或峰的特征不明显,需要手动添加峰:最下方点击Peak:Add,输入峰信息。

image.png


在Peak Manager页面,可以看见峰的信息。得益于之前的粗略对齐操作,软件成功地将这个峰与核素库对应的峰进行了自动绑定。如果绑定不成功,可以在Photopeak一栏手动输入峰的理论能量,并从库中选取。

图中可见,峰的左沿不太贴合,在左沿拖动光标,可以调整峰的拟合范围。峰的底部两侧的位置需要根据峰形适当猜测,使峰相对对称。

依次类推,对几个峰进行绑定,选用的峰应当分布在稍大的范围:

image.png


五、拟合

有了几个绑定好的峰后,在能量刻度页面,按左下角的“Fit Coeffs”,将自动计算能量刻度系数。当前只使用了一元一次函数拟合,拟合效果并不好(下图)。

总的流程如下:

1、先匹配几个对齐程度较好、面积较大、没有相邻峰、峰形较好的3-4个峰。

2、点击左下角"Fit Coeffs",将针对已匹配的几个峰进行能量刻度。其余未匹配峰的对齐程度也得到改善。

3、继续再选取几个匹配程度较好的峰,再点击"Fit Coeffs",能量刻度会进一步变准。

4、重复执行3,直至所有较明显的峰都纳入匹配。

image.png


对于KC761系列,一般至少使用一元二次函数拟合,勾选二次项(Quadratic),再点击拟合(基于求解原理,需要拟合峰的个数>=阶数),可见拟合效果较好。

image.png

在界面下方也出现了二次项的系数。

但这些峰都分布在700keV以内,对更高能量没有涵盖,高能拟合效果不佳。于是在高能段添加校准峰,高能段的计数相对较少,需要用对数显示:上侧选项栏点击View-Chart Option-Log Y。

绑定几个高能峰,再点击拟合,得到最终的能量刻度。

image.png

如果要对KC761x实施用户能量刻度,Quartic选项应当勾选。此处InterSpec软件可能有笔误,因为Quartic应该是指四次项,但此处实际是三次项。


六、将刻度系数输入KC761x

将得到的系数填写进KCSDI,就可以向仪器写入用户能量刻度。

KC761x本机不具备能量刻度输入功能,需要通过KCSDI软件向KC761x写入能量刻度。如果设备绑定至XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX,也可以通过网页设置。

自定义能量刻度规则如下图:

image.jpg

以KCSDI为例,能量刻度的设置流程:

1、点击“设置”。

2、输入自定义能量刻度。

3、全部自定义能量刻度输入完成后,点击"SAVE",能量刻度将发送到KC761x并储存。KC761x会对能量刻度进行范围检查,如果偏差过大,储存不会生效,KCSDI将报错提示,须重新检查数据。

4、在KC761x中,自定义能量刻度是独立存储的,与原厂的能量刻度二选一使用。打开"Custom Gamma Energy Calibration"右侧的开关,则使用自定义能量刻度。如果关闭这个开关,则仍然使用工厂刻度。

Quartic=a,Quadratic=b,Linear=c,Offset=d。

image.jpg

在KC761x上,FUNC-高级设置-传感器订正-γ传感器订正菜单中,也有“启用自定义γ能量刻度”开关。

image.jpg

可在FUNC-设备信息-用户订正信息-“Custom γ E-cal"条目看见相关内容,自定义能量刻度启用后,将显示[Enable]。

image.jpg



七、在InterSpec软件中沿用能量刻度

点击File-Export File-Foreground,可输出为多种文件,比较推荐SPE文件,文件内将储存当前的能量刻度结果。

在有能量刻度系数的情况下,打开同一台能谱仪输出的其它能谱图,能继续沿用当前校准完毕的能量刻度,即在步骤1里选择“使用以前的刻度”。

如打开同一台能谱仪的Cs137多道图,双击寻峰后,鼠标停留在峰上,右侧显示了峰的信息,可见FWHM=44keV,能量分辨率为6.66%。


image.png


[修改于 4个月0天前 - 2026/07/02 21:19:40]

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