CN109212587A - 自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，包括内含微量长半衰期天然放射性的校验源、屏蔽壳体、驱动装置、连接支架、控制板，屏蔽壳体由防核辐射材料制成，其特征在于：屏蔽壳体包覆校验源；屏蔽壳体上设有一供校验源放射的敞口；驱动装置与屏蔽壳体连接；连接支架将屏蔽壳体安装于探测器上；控制板与驱动装置电性连接；控制板控制驱动装置使屏蔽壳体上的敞口正对或背对探测器、开启或关闭；控制板还与探测器内的高压电路与运放电路连接；控制板调节高压电路与运放电路的增益参数。本发明还涉及自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量方法。本发明设计巧妙，实现闪烁探测器辐射探测效率的自动修正调节，节省人工调节的成本。
Description
技术领域
本发明涉及核辐射检测，尤其涉及自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置。
背景技术
核辐射的闪烁探测器(图1所示)主要由闪烁体、光电倍增管、高压电源、运放电路组成；测量原理为伽玛射线进入闪烁体探测器后，粒子与闪烁体发生作用产生微弱光，然后由光电倍增管将光信号经过放大产生电信号，再通过运放电路把光电倍增管的微弱电信号进一步放大得到可以检测的电压脉冲信号。但是一方面由于高压电源自身的变化导致经光电倍增管信号放大幅度，另一方面闪烁体探测器的探测效率极易受环境温度及老化情况的影响，因此需要定期进行探测效率的调节使探测器工作在最佳状态。
目前常用的方法为闪烁探测器的效率变化通过检测同一已知活度的放射源时得到的信号脉冲数的多少来判断，设备出厂前采用一个校验源然后调节高压或运算放大器来使探测器处于最佳探测效率时的信号脉数量；出厂后当高压变化，或探测器老化，或温度变化时都会使探测器偏离了最佳探测效率，此时就需要重新调节使探测器回到最佳探测效率状态。
目前调节的方法需要人员带着校验源到设备现场，按照出厂前的方法进行多次测量然后手动调节高压或运放电路增益来使探测器重回最佳探测效率状态；这种方法需要专业的技术人员且要到达设备现场才可以操作，由于设备出厂后安装在全国各地，上门调节操作的周期及费用都是十分高昂，因此采用一种能远程自动调节的装置就十分有必要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，本发明设计巧妙，实现闪烁探测器辐射探测效率的自动修正调节，节省人工调节的成本。
本发明提供自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，包括内含微量长半衰期天然放射性的校验源、屏蔽壳体、驱动装置、连接支架、控制板，所述屏蔽壳体由防核辐射材料制成，其特征在于：所述屏蔽壳体包覆所述校验源；所述屏蔽壳体上设有一供所述校验源放射的敞口；所述驱动装置与所述屏蔽壳体连接；所述连接支架将所述屏蔽壳体安装于探测器上；所述控制板与所述驱动装置电性连接；所述控制板控制所述驱动装置使所述屏蔽壳体上的敞口正对或背对探测器、开启或关闭；所述控制板还与探测器内的高压电路与运放电路连接；所述控制板调节所述高压电路与所述运放电路的增益参数。
优选地，所述连接支架内壁还安装有由防核辐射材料制成的屏蔽层。
优选地，所述驱动装置为旋转电机；所述旋转电机通过轴承安装于所述连接支架上；所述旋转电机连接所述屏蔽壳体；所述屏蔽壳体为回转件；所述旋转电机驱动所述屏蔽壳体旋转使所述敞口正对或背对探测器。
优选地，还包括限位开关，所述限位开关检测所述旋转电机旋转角度，所述限位开关用于定位所述敞口位置。
优选地，所述驱动装置为编码控制的旋转步进电机，所述旋转步进电机通过轴承安装于所述连接支架上；所述旋转步进电机连接所述屏蔽壳体；所述屏蔽壳体为回转件；所述旋转步进电机驱动所述屏蔽壳体旋转使所述敞口正对或背对探测器。
优选地，所述驱动装置为安装于所述敞口上并用于开启或关闭所述敞口的动力执行装置。
优选地，还包括传输模块；所述控制板通过所述传输模块与探测器连接；所述传输模块包括无线传输模块：WIFI模块或蓝牙模块或ZigBee模块和有线传输模块：网络模块或can总线模块或485总线模块。
优选地，所述控制板通过所述WIFI模块或蓝牙模块与移动终端连接通信。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，包括内含微量长半衰期天然放射性的校验源、屏蔽壳体、驱动装置、连接支架、控制板，屏蔽壳体由防核辐射材料制成，其特征在于：屏蔽壳体包覆校验源；屏蔽壳体上设有一供校验源放射的敞口；驱动装置与屏蔽壳体连接；连接支架将屏蔽壳体安装于探测器上；控制板与驱动装置电性连接；控制板控制驱动装置使屏蔽壳体上的敞口正对或背对探测器、开启或关闭；控制板还与探测器内的高压电路与运放电路连接；控制板调节高压电路与运放电路的增益参数。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置模块化结构示意图；
图2为本发明在实施例1中的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置结构原理示意图；
图3为本发明的一种实施例中的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置的工作原理示意图。
图中：连接支架1、校验源2、屏蔽壳体30、敞口31、屏蔽层32、探测器 4、旋转电机5、限位开关6。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，如图1、图2所示，包括内含微量长半衰期天然放射性的校验源2、屏蔽壳体30、驱动装置、连接支架1、控制板，所述屏蔽壳体30由防核辐射材料制成，所述屏蔽壳体30包覆所述校验源2；所述屏蔽壳体30上设有一供所述校验源2放射的敞口31；所述驱动装置与所述屏蔽壳体30连接；所述连接支架1将所述屏蔽壳体30安装于探测器4 上；所述控制板与所述驱动装置电性连接；所述控制板控制所述驱动装置使所述屏蔽壳体30上的敞口31正对或背对探测器4、开启或关闭；所述控制板还与探测器4内的高压电路与运放电路连接；所述控制板调节所述高压电路与所述运放电路的增益参数。
优选地，为防止校验源2在无需校验时尽量减少对探测器4的影响，在校验源2不使用即存储位置时将校验源2进行防核辐射完全包裹，如图2所示，所述连接支架1内壁还安装有由防核辐射材料制成的屏蔽层32。
如图1、图2所示，所述驱动装置为旋转电机5；所述旋转电机5通过轴承安装于所述连接支架1上；所述旋转电机5连接所述屏蔽壳体30；所述屏蔽壳体30为回转件；所述旋转电机5驱动所述屏蔽壳体30旋转使所述敞口31正对或背对探测器4。在实施例1中，还包括限位开关6，所述限位开关6检测所述旋转电机5旋转角度，所述限位开关6用于定位所述敞口31位置。在本实施例中，限位开关6存在两种配置，第一种为单档位设置，在360°范围内均匀设置两个限位开关6，旋转电机5上设置有一个触发档位，当旋转电机5旋转180°时触发档位触发其中一个限位开关6时，旋转电机5停止，此时敞口31正对探测器4，探测器4利用校验源2进行修正，修正完成后，旋转电机5旋转沿原旋转方向旋转180°触发档位触发另一个限位开关6，旋转电机5停止，此时敞口 31背对探测器4；第二种为双单位设置，在旋转电机5的360°范围内均匀设置两个触发档位，此时仅需一个限位开关6，当旋转电机5旋转180°时其中一个触发档位触发限位开关6，旋转电机5停止，此时敞口31正对探测器4，探测器4利用校验源2进行修正，修正完成后，旋转电机5旋转沿原旋转方向反向旋转180°另一触发档位触发限位开关6，旋转电机5停止，此时敞口31背对探测器4。
在实施例2中，所述驱动装置为编码控制的旋转步进电机，所述旋转步进电机通过轴承安装于所述连接支架1上；所述旋转步进电机连接所述屏蔽壳体 30；所述屏蔽壳体30为回转件；所述旋转步进电机驱动所述屏蔽壳体30旋转使所述敞口31正对或背对探测器4。旋转步进电机由编码控制，被配置成每次仅旋转180°，控制板每次触发，旋转步进电机仅旋转半周，确保所述敞口31 正对或背对探测器4。
在实施例3中，所述驱动装置为安装于所述敞口31上并用于开启或关闭所述敞口31的动力执行装置。在本实施例中，驱动装置被配置成开启或关闭所述敞口31的动力执行装置，如内壁或外壁附有防核辐射材料制成的可移动或可旋转开启的开口，当开口开启时，校验源2辐射探测器4，测器4利用校验源2进行修正，修正完成后，开口关闭。
优选地，还包括传输模块；所述控制板通过所述传输模块与探测器4连接；所述传输模块包括无线传输模块：WIFI模块或蓝牙模块或ZigBee模块和有线传输模块：网络模块或can总线模块或485总线模块。在实施例4中，所述控制板通过所述WIFI模块或蓝牙模块与移动终端连接通信。应当理解，控制板可以被配置成自行进行自动定时或定次修正或仅接受修正指令两种方式，第一种为自动定时或定次修正，即在控制板内写入定时或计数程序，其中，自动定时修正为记录上次修正的时间并进行倒计时，时间为零时进行自动修正；自动定次修正为记录上次修正后探测器4的允许使用次数，并每使用一次进行次数减一直至允许使用次数为零后进行自动修正；第二种为利用移动终端进行交互，通过WIFI模块或蓝牙模块使控制板与移动终端建立连接通信，使用者可通过移动终端发出修正指令控制控制板进行修正。
以下还提供本发明的一种实施例中的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置的工作原理，如图3所示，包括以下步骤：
S11、出厂前初始化，记录闪烁探测器位于最佳探测效率时的高压电路和/ 或运放电路的增益参数、脉冲频率阈值；其中，脉冲频率阈值为闪烁探测器位于最佳探测效率时测量得到的脉冲频率范围；
S12、启动修正调节，校验单元给控制板发出修正指令，控制板接收到指令后启动修正调节；
S21、启动旋转电机5将敞口31转向探测器4，转动的角度由限位开关6来检测，当限位开关6给出信号旋转电机5停止旋转，敞口31正对探测器4；
S22、信号测量，控制板采集探测器4的信号脉冲数，例如，采集30秒得到测量信号频率；
S23、判定测量信号频率是否超出脉冲频率阈值，若超出，则跳转至步骤S24；若未超出，则无需修正，控制板旋转电机5将敞口31转离探测器4，直至当限位开关6给出信号旋转电机5停止旋转，敞口31背对探测器4；
S24、判定检测高压电路的电压是否与出厂时一致，若一致，则跳转至步骤 S25；若不一致，则控制板调节高压运电路的增益参数，使高压电路的电压值接近出厂值；其中，高压运电路的增益参数可通过控制板上集成的调压程序来调节。
S25、再次信号测量，控制板采集闪烁探测器的信号脉冲数，采集30秒得到新的测量信号频率；
S26、判定新的测量信号频率是否超出脉冲频率阈值，若超出，则控制器调节运放电路的增益参数，直至运放电路的增益参数接近出厂值；若未超出，则修正完成，控制板旋转电机5将敞口31转离探测器4，直至当限位开关6给出信号旋转电机5停止旋转，敞口31背对探测器4。其中，运放电路的增益参数可通过控制板上集成的数字电位器来调节。
步骤S11前还包括：建立无线通信，通过WIFI模块或蓝牙模块建立控制板与移动终端连接通信，校验单元为定时触发程序或内置于移动终端的交互式触发程序。应当理解，校验单元可以被配置成自行进行自动定时或定次修正或仅接受修正指令两种方式，第一种为自动定时或定次修正，即在控制板内将校验单元以定时或计数程序写入，其中，自动定时修正为记录上次修正的时间并进行倒计时，时间为零时进行自动修正；自动定次修正为记录上次修正后探测器4 的允许使用次数，并每使用一次进行次数减一直至允许使用次数为零后进行自动修正；第二种为利用移动终端进行交互，校验单元为移动终端的交互程序，通过WIFI模块或蓝牙模块使控制板与移动终端建立连接通信，使用者可通过移动终端发出修正指令控制控制板进行修正，同时基于移动终端可实现自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置与云端连接，实现调节过程实时通信，为实现远程调节提供基础。
上述工作原理并未对本发明的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置的使用方法做任何改进，仅是在基于本发明公开的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置的结构上的常规使用原理。
本发明提供自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，包括内含微量长半衰期天然放射性的校验源、屏蔽壳体、驱动装置、连接支架、控制板，屏蔽壳体由防核辐射材料制成，屏蔽壳体包覆校验源；屏蔽壳体上设有一供校验源放射的敞口；驱动装置与屏蔽壳体连接；连接支架将屏蔽壳体安装于探测器上；控制板与驱动装置电性连接；控制板控制驱动装置使屏蔽壳体上的敞口正对或背对探测器、开启或关闭；控制板还与探测器内的高压电路与运放电路连接；控制板调节高压电路与运放电路的增益参数。本发明结构合理，设计巧妙，实现闪烁探测器辐射探测效率的自动修正调节，节省人工调节的成本。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，包括内含微量长半衰期天然放射性的校验源(2)、屏蔽壳体(30)、驱动装置、连接支架(1)、控制板，所述屏蔽壳体(30)由防核辐射材料制成，其特征在于：所述屏蔽壳体(30)包覆所述校验源(2)；所述屏蔽壳体(30)上设有一供所述校验源(2)放射的敞口(31)；所述驱动装置与所述屏蔽壳体(30)连接；所述连接支架(1)将所述屏蔽壳体(30)安装于探测器(4)上；所述控制板与所述驱动装置电性连接；所述控制板控制所述驱动装置使所述屏蔽壳体(30)上的敞口(31)正对或背对探测器(4)、开启或关闭；所述控制板还与探测器(4)内的高压电路与运放电路连接；所述控制板调节所述高压电路与所述运放电路的增益参数。
2.如权利要求1所述的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，其特征在于：所述连接支架(1)内壁还安装有由防核辐射材料制成的屏蔽层(32)。
3.如权利要求1或2所述的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，其特征在于：所述驱动装置为旋转电机(5)；所述旋转电机(5)通过轴承安装于所述连接支架(1)上；所述旋转电机(5)连接所述屏蔽壳体(30)；所述屏蔽壳体(30)为回转件；所述旋转电机(5)驱动所述屏蔽壳体(30)旋转使所述敞口(31)正对或背对探测器(4)。
4.如权利要求3所述的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，其特征在于：还包括限位开关(6)，所述限位开关(6)检测所述旋转电机(5)旋转角度，所述限位开关(6)用于定位所述敞口(31)位置。
5.如权利要求1或2所述的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，其特征在于：所述驱动装置为编码控制的旋转步进电机，所述旋转步进电机通过轴承安装于所述连接支架(1)上；所述旋转步进电机连接所述屏蔽壳体(30)；所述屏蔽壳体(30)为回转件；所述旋转步进电机驱动所述屏蔽壳体(30)旋转使所述敞口(31)正对或背对探测器(4)。
6.如权利要求1或2所述的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，其特征在于：所述驱动装置为安装于所述敞口(31)上并用于开启或关闭所述敞口(31)的动力执行装置。
7.如权利要求1所述的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，其特征在于：还包括传输模块；所述控制板通过所述传输模块与探测器(4)连接；所述传输模块包括无线传输模块：WIFI模块或蓝牙模块或ZigBee模块和有线传输模块：网络模块或can总线模块或485总线模块。
8.如权利要求7所述的自动修正闪烁探测器辐射探测效率的测量装置，其特征在于：所述控制板通过所述WIFI模块或蓝牙模块与移动终端连接通信。
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