国家重大科学仪器设备开发专项“工业物料成分实时在线检测仪器的开发和应用”项目面向我国资源消耗型工业企业生产过程中物料成分快速检测的重大需求，目标是研制具有自主知识产权、质量稳定可靠的成套在线检测设备。该项目需要突破两大核心关键技术：1.寿命8000小时的小型化中子发生器源项；2.平均计数通过率达500k/s的高通过率、高信噪比的电子学系统。
计数通过率是在线核分析检测仪器的关键指标，决定了检测仪器的实时性能。实验室金革、陈炼课题组针对PGNAA应用工业现场的复杂电磁环境，采用基于FPGA的快速基线反馈控制、PMT快速门控、堆积信号重建等方法，克服了探测器温度特性、脉冲信号堆积等因素的影响，成功研制了平均计数通过率达600kcps的高性能伽马能谱测量系统，将PGNAA技术的单次分析时间由原先的5分钟缩短至2分钟以内，解决了在线核分析仪器实时检测的难题。
400k计数率下采用信号堆积重建方法的能谱测量结果
高通过率电子学系统与国外同类产品性能对比
PERFORMANCE | ORTEC digiBASE-E | CANBERRA OSPREY | NEK6000 |
Integral Nonlinearity | <±0.05% | ±0.025% | <±0.03% |
Differential Nonlinearity | <±1% | <±1% | <±1% |
Offset Drift | < 50 ppm/oC | < 3 ppm/oC | < 12 ppm/oC |
Gain Drift | < 150 ppm/oC | < 75 ppm/oC | < 120 ppm/oC |
Throughput | Maximum~200k cps @ 530k cps input count rate | Maximum incoming count rate 250k cps | Maximum~600k cps @ 699k cps input count rate |
Remark | Integral preamplifier, HV, and digital MCA, compatible with standard 14-pin scintillation detectors using 10-stage PMTs | ||
2020年9月9日，国家科技部科技评估中心在北京组织了国家重大科学仪器设备开发专项“工业物料成分实时在线检测仪器的开发和应用”项目综合验收评审会。综合验收评审专家经严格审查，认为该项目出色地完成了关键部件、创新方法、整机及示范工程的研究任务，圆满实现预期目标，一致同意项目通过综合验收，并给出了95.5的优异成绩。
“工业物料成分实时在线检测仪器的开发和应用”项目验收结论