Cortex-A9 기반의 온도보상 알고리즘을 적용한 휴대용 방사선 검출장치 구현
Realization of a portable radiation detection device using the temperature compensation algorithm based on Cortex-A9
초록/요약
국제적으로 해운물류 안전•보안이 강화되고 있다. 이에 따라 국내의 해운물류 산업의 지속적인 발전을 위해 안전•보안을 위한 기술들이 연구되고 있다. 현재 국내에서는 해운물류의 안전•보안을 위해 X선을 이용한 3차원 컨테이너 검색장치와 같은 첨단항만운영시스템이 개발되고 있다. 첨단항만운영시스템의 일부인 휴대용 방사선 검출장치의 필요성은 화물 보안 강화의 중요성과 함께 증가하고 있다. 본 논문에서는 ARM Cortex-A9을 기반으로 한 휴대용 방사선 검출장치의 구현에 관한 연구와 정확도 향상을 위해 구현된 플랫폼에 온도보상 알고리즘을 적용하는 것에 관한 연구를 제안하고자 한다. 감마선 검출 센서를 통해 출력되는 신호를 일련의 아날로그 회로를 거쳐 분석에 쉽도록 변형시킨다. 변형된 신호는 펄스 발생신호와 함께 Cortex-A9 플랫폼의 ADC(Analog-to-Digital Converter)로 전달된다. 그 후 플랫폼에서는 전달받은 펄스의 최댓값을 기준으로 에너지 발생의 빈도수를 기록한다. 기록된 빈도수는 저장된 라이브러리와의 비교를 거치게 되고 최종적으로 특정 핵종의 검출 여부를 파악할 수 있게 된다. 추가로 신틸레이터의 온도특성을 파악한 후에 온도 보상 알고리즘을 적용하여 결과를 보정 함으로써 온도가 변해도 같은 결과를 나타낼 수 있도록 한다.
more초록/요약
Safety and security system have been internationally enhanced in a field of shipping logistics. Accordingly, techniques for safety and security have been studied for sustainable development of shipping logistics in Korea. Currently, in this country, high-tech port system is being developed such as retrieval device of three-dimensional container with X-ray. It is for safety and security of shipping logistic. The need for portable radiation detection device, which is part of high-tech port system, is increasing along with the importance of strengthening security of cargo. In this thesis, we propose to study on the application of the temperature compensation algorithm to the platform that has been implemented to improve the accuracy and the realization of portable radiation detection device based on ARM Cortex-A9. In order to facilitate analysis via a series of the analog circuit, signal output from the gamma ray detection sensor is deformed. The converted signal with pulse generation signal is sent to the ADC of the cortex-A9 platform. After that, the platform records the frequency of the energy generation in based on the maximum value of the pulse received. The recorded frequency is compare to the stored library and finally, it is able to figure out the detection of a specific nuclide. Additionally, we figure out temperature characteristic of scintillator. After that, we use the temperature compensation algorithm for correct results, and thereby we can look the same results even if the temperature changes.
more목차
Ⅰ.서론 11
Ⅱ.감마선 검출 센서 13
2.1 NAI(TL) 신틸레이터 13
2.2 광전자증배관(PMT) 14
2.3 신틸레이터의 온도 특성 16
Ⅲ.ARM CORTEX-A9 18
3.1 ARM CORTEX 시리즈 18
3.2 ARM 아키텍처 19
3.3 ARM CORTEX-A9 22
3.4 EXYNOS 4412 24
Ⅳ.ANDROID 27
4.1 ANDROID 운영체제 27
4.2 ANDROID 4.0 28
Ⅴ.ANDROID 방사선 검출 장치 구현 31
5.1 구현 시스템 개요 31
5.2 신호 처리 아날로그 회로 32
5.2.1 Amplifier 32
5.2.2 Pulse shaper 33
5.2.3 Peak holder 35
5.2.4 Pulse detector 36
5.3 ARM CORTEX-A9 ANDROID 플랫폼 37
5.3.1 Device driver를 통한 ADC 제어 38
5.3.2 온도 보상 알고리즘 구현 39
Ⅵ.실험결과 및 고찰 42
6.1 실험환경 42
6.2 실험결과 48
6.2.1 아날로그 회로 48
6.2.2 감마선 핵종 검출 52
6.2.3 거리에 따른 결과 변화 54
6.2.4 두 개의 시료를 동시에 측정 56
6.2.5 온도 보상 알고리즘 적용 57
Ⅶ.결론 및 고찰 60
참고 문헌 62
ABSTRACT 64
