CN101571384A - 零点标定装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零点标定装置及其测量方法，该测量方法包括：第一零点标定步骤，得到第一零点；第二零点标定步骤，得到第二零点；零点计算步骤，获取零点；K₁标定步骤，标定辐射探测器的输出信号小于第一零点时的K₁；K₂标定步骤，标定辐射探测器的输出信号大于第一零点时的K₂；物质测量步骤，当辐射探测器的输出信号小于第一零点时，根据输出信号、K₁、零点获取被测物质的性能参数测量值；或当辐射探测器的输出信号大于第一零点时，根据输出信号、K₂、第一零点获取被测物质的性能参数测量值。本发明通过利用物质吸收原理实现了对物质重量或密度或厚度测量范围变化跨度大(F_min－F_max跨度大)的测量。

Description

零点标定装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及核技术应用领域，特别是涉及一种零点标定装置及其测量方法。

背景技术

在核技术应用中，根据物质吸收原理，采用辐射源——辐射探测器作为测量单元(如图1)，其计算公式为：

$F=\mathrm{KLn}\frac{N_i}{N_0}\·\·\·\left(1\right)$

式中，符号如下：

F，单位面积，面积被测物质质量(简称面密度)，kg/m²；

N₀，无被测物质时，探测器输出信号，个/秒；

N_i，有被测物质时，探测器输出信号，个/秒；

K，物质标定系数。

F可以表征物质的重量或密度或厚度(以下简称测量性能参数)。在实际应用中，往往要求测量F_max大或测量范围变化很大，即F_min-F_max跨度大。在测量F_max时，为了保证测量准确度，消除统计涨落影响，N_i要保持有一定的计数，这势必要提高辐射源的强度，从而会造成无物质时N₀也随之加大，但任何辐射探测器都有一定的动态范围，如：

探测器必须工作在线性区，由于辐射源强度，N_i大造成无物质时N_i＞N_饱和使得采用公式(1)时，无法测得N₀值，致使无法实现测量目的。

为此，有必要提出一种零点标定装置及其标定与测量方法，达到利用动态范围小的辐射探测器，完成对物质重量或密度或厚度，测量F_max大或测量范围变化很大(F_min-F_max跨度大)的测量任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种零点标定装置及其测量方法，用于通过利用小动态范围的辐射探测器，完成对物质重量、密度、厚度测量范围变化大(F_min-F_max跨度大)的测量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种零点标定装置，包括支架、驱动器、吸收片，其特征在于，所述吸收片通过所述支架安装在测量系统的辐射源与辐射探测器之间，所述吸收片包括第一吸引片或第一吸引片和第二吸引片；

所述驱动器驱动所述第一吸引片、所述第二吸引片分别置于所述辐射源的射线发射窗口、所述辐射探测器之间，所述测量系统的数据采集处理系统采集所述辐射探测器在测量时间内相应的输出信号，获取该测量时间内该相应的输出信号的平均值，以得到第一零点、第二零点；

所述数据采集处理系统根据所述第一吸引片的厚度、所述第二吸引片的厚度、所述第一零点、所述第二零点获取所述零点。

所述的零点标定装置，其中，所述辐射源采用X射线装置，所述辐射探测器采用晶体闪烁计数器。

所述的零点标定装置，其中，所述吸收片为设定厚度或多个厚度不等的铝片或钢片或有机玻璃片；所述驱动器为气动或液动或电磁或电机驱动的驱动器。

所述的零点标定装置，其中，所述吸收片在所述辐射源与所述辐射探测器之间平行移动或转动。

所述的零点标定装置，其中，还包括导轨，所述驱动器驱动所述吸收片沿导轨运动。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种对被测物质进行测量的方法，其特征在于，包括：

第一零点标定步骤，将第一吸引片置于辐射源的射线发射窗口、辐射探测器之间，采集所述辐射探测器在测量时间内的输出信号，获取该测量时间内该输出信号的平均值，以得到所述第一零点；

第二零点标定步骤，将第二吸引片置于辐射源的射线发射窗口、辐射探测器之间，采集所述辐射探测器在测量时间内的输出信号，获取该测量时间内该输出信号的平均值，以得到所述第二零点；

零点计算步骤，根据所述第一吸引片的厚度、所述第二吸引片的厚度、所述第一零点、所述第二零点获取所述零点；

K₁标定步骤，标定被测物质置于辐射源的射线发射窗口、辐射探测器之间，所述辐射探测器的输出信号小于所述第一零点时的K₁；

K₂标定步骤，标定被测物质置于辐射源的射线发射窗口、辐射探测器之间，所述辐射探测器的输出信号大于所述第一零点时的K₂；

物质测量步骤，当所述辐射探测器的输出信号小于所述第一零点时，根据所述输出信号、所述K₁、所述零点获取被测物质的性能参数测量值；或当所述辐射探测器的输出信号大于所述第一零点时，根据所述输出信号、所述K₂、所述第一零点获取所述被测物质的性能参数测量值。

所述的对被测物质进行测量的方法，其中，所述第一零点标定步骤中，以如下公式获取所述第一零点：

N_i，输出信号；

t，测量时间，秒；

N_1平均，测量时间t内输出信号N_i的平均值；

N₀₁，第一零点。

所述的对被测物质进行测量的方法，其中，所述第二零点标定步骤中，以如下公式获取所述第二零点：

N_2平均，测量时间t内输出信号N_i的平均值；

N₀₂，第二零点。

所述的对被测物质进行测量的方法，其中，所述零点计算步骤中，进一步包括：

当所述第二吸引片的厚度是所述第一吸引片的厚度的两倍时，以如下公式获取所述零点：

$N_0=\left(\frac{N_{01}}{N_{02}}\right)N_{01}$

当h₂≠2h₁时，以如下公式获取所述零点：

$\mathrm{Ln}\left(\frac{N_{01}}{N_0}\right)=\left(\frac{h_1}{h_2-h_1}\right)\mathrm{Ln}\left(\frac{N_{02}}{N_{01}}\right)$

N₀，零点；

h₁，第一吸引片的厚度；

h₂，第二吸引片的厚度；

当仅用一个吸收片获得N₀₁时，其N₀由下式求出：

N₀＝A*N₀₁

A，设定常数，根据辐射探测器饱和的程度选择不同值。

所述的对被测物质进行测量的方法，其中，所述K₁标定步骤中，以如下公式获取所述K₁：

$F_i=\mathrm{KLn}\frac{N_i}{N_0}$

N₀，零点；

K，标定前标定系数值；

K₁，标定后标定系数值；

F_i，瞬时值；

F_1真，被测物质的已知性能参数值；

F_1测，被测物质的性能参数测量值。

所述的对被测物质进行测量的方法，其中，所述K₂标定步骤中，以如下公式获取所述K₂：

$F_i=\mathrm{KLn}\frac{N_i}{N_{01}}$

N₀₁，第一零点；

K，标定前标定系数值；

K₂，标定后标定系数值；

F_i，瞬时值；

F_2真，被测物质的已知性能参数值；

F_2测，被测物质的性能参数测量值；

或

$F_i=\mathrm{KLn}\frac{N_i}{N_0}$

N₀，零点；

K₂′标定后标定系数值。

所述的对被测物质进行测量的方法，其中，所述物质测量步骤中，进一步包括：

当所述辐射探测器的输出信号小于所述第一零点时，以如下公式获取所述被测物质的性能参数测量值：

$F_i=K_1\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_0}.$

所述的对被测物质进行测量的方法，其中，所述物质测量步骤中，进一步包括：

当所述辐射探测器的输出信号大于所述第一零点时，以如下公式获取所述被测物质的性能参数测量值：

$F_i=K_2\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_{01}}$

或 $F_i={K_2}^{\′}\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_0}.$

在此应指出，在上述测量方法中，如果测量的物质性能参数最小值F_min大于

值时，可不进行K₂值的标定。

本发明的有益技术效果在于：

与现有技术相比，本发明通过利用物质吸收原理实现了对物质重量或密度或厚度测量范围变化大(F_min-F_max跨度大)的测量。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明的测量系统示意图；

图2是本发明的零点标定装置结构示意图；

图3A、图3A’是长方形吸收片；

图3B是圆盘式吸收片；

图4A是平移式标定装置示意图；

图4B是旋转式标定装置示意图；

图5是本发明零点的分布示意图；

图6A是本发明的零点标定方法流程图；

图6B是本发明的实物标定方法流程图；

图6C是本发明的物料性能参数检测方法流程图；

图7A是本发明的零点标定方法的实施例；

图7B是本发明的烟箱片烟密度标定方法的实施例；

图7C是本发明的烟箱片烟密度检测方法的实施例。

其中，附图标记：

1    辐射源              2    被测物质    3    辐射探测器

4    数据采集处理系统    5    支架        6    驱动器

7    吸收片              8    导轨

10   测量系统            100  零点标定装置

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。

如图1所示，是本发明的测量系统示意图。该测量系统10包括辐射源1、被测物质2、辐射探测器3和数据采集处理系统4。

辐射源1采用X射线装置，辐射探测器3采用NaI晶体闪烁计数器。

如图2所示，是本发明的零点标定装置结构示意图。该零点标定装置100包括支架5、驱动器6、吸收片7、导轨8等部件。该零点标定装置100安装在辐射源1的射线发射窗口与辐射探测器3之间。

驱动器6是由气动或液动或电磁或电机或其他动力驱动的驱动器。

吸收片7是一个厚度为h，或多个厚度h_i不等的铝片或钢片或有机玻璃片或其他材质片，参见图3A、图3A’、图3B。

吸收片7在辐射源1的射线发射窗口和辐射探测器3之间移动或转动。

零点标定装置100通过支架5置于辐射源1、辐射探测器3之间，根据测量需要，驱动器6带动吸收片7沿导轨8运动，使辐射源1、辐射探测器3之间的测量区处于h＝h₁或h＝h₂或h＝0三种工作状态。

零点标定装置100可以是平移式标定装置或旋转式标定装置。当为平移式标定装置时，驱动器6带动吸收片7在辐射源1、辐射探测器3之间做平行移动；当为旋转式标定装置时，驱动器6带动吸收片7在辐射源1、辐射探测器3之间做旋转移动，如图4A、图4B所示。

如图6A所示，是本发明的零点标定方法流程图。该流程图描述了采用零点标定装置100实现零点标定的方法，具体包括以下步骤：

步骤S6A1，标定零点N₀₁。

在驱动器6的驱动下，将吸收片h₁置于辐射源1的射线发射窗口和辐射探测器3之间，数据采集处理系统4采集辐射探测器3的输出信号N_i，测量时间为t秒，测得t秒N_i的平均值：

其N₀₁＝N_1平均

步骤S6A2，标定零点N₀₂。

在驱动器6的驱动下，将吸收片h₂置于辐射源1的射线发射窗口和辐射探测器3之间，数据采集处理系统4采集辐射探测器3的输出信号N_i，测量时间为t秒，测得t秒N_i的平均值：

其N₀₂＝N_2平均

步骤S6A3，根据h₁，h₂，N₀₁，N₀₂值计算零点N₀。

当h₂＝2h₁时，N₀值由下式求出：

$N_0=\left(\frac{N_{01}}{N_{02}}\right)N_{01}$

当h₂≠2h₁时，N₀值由下式求出：

$\mathrm{Ln}\left(\frac{N_{01}}{N_0}\right)=\left(\frac{h_1}{h_2-h_1}\right)\mathrm{Ln}\left(\frac{N_{02}}{N_{01}}\right)$

当仅用一个吸收片7获得N₀₁时，其N₀由下式求出：

N₀＝A*N₀₁

A，设定常数。

如图6B所示，是本发明的实物标定方法流程图。该流程图描述了采用零点标定装置100标定K₁、K₂的过程，它包括以下几个步骤：

步骤S6B1，标定N_i＜N₀₁段K₁值。

a1)驱动器6将吸收片7移出辐射源1的射线发射窗口和辐射探测器3之间的射线照射区(h＝0)；

a2)将一个已知F_1真的物质置于测量区内；

a3)将假设一个K值输入数据采集处理系统4，数据采集处理系统4采集辐射探测器3的输出信号N_i，采集一次N_i，按公式 $F_i=\mathrm{KLn}\frac{N_i}{N_0}$ 计算一次F_i，测量时间t秒，测得t秒的F_i平均：

F_i平均＝F_1测

根据K、F_1真、F_1测求得K₁：

此段(N_i＜N₀₁)的数学模型：

$F_i=K_1\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_0}$

步骤S6B2，标定N_i＞N₀₁段K₂值。

b1)驱动器6将厚度为h₁的吸收片7置于辐射源1的射线发射窗口和辐射探测器3之间；

b2)将一个已知F_2真的物质置于辐射源1的射线发射窗口和辐射探测器3之间；

b3)将假设一个K值输入数据采集处理系统4，数据采集处理系统4采集辐射探测器3的输出信号N_i，采集一次N_i，按公式 $F_i=\mathrm{KLn}\frac{N_i}{N_{01}}$ 计算一次F_i，测量时间t秒，测得t秒的F_i平均：

F_i平均＝F_2测

根据K、F_2直、F_2测求得K₂：

此段(N_i＞N₀₁)的数学模型：

$F_i=K_2\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_{01}}$

在此应指出，在上述测量方法中，如果测量的物质性能参数最小值F_min大于

值时，可不进行K₂值的标定。

本发明采用置于辐射源1和辐射探测器3之间的吸收片7使辐射探测器3的输出信号N_i，获取在一定测量时间内的平均值N₀₁，且N₀₁小于辐射探测器3的饱和值N_饱(N₀₁＜N_饱)。用N₀₁确定测量零点N₀值，用N₀₁的稳定性来表征N₀的稳定性。采用N₀₁值做测量时的判断界限。当无被测物质时，辐射探测器3的输出信号N_i＞N₀₁时，此时置入吸收片7，测量F值；当N_i＜N₀₁时，退出吸收片7，测量F值，从而实现了大跨度(F_min-F_max跨度大)的测量任务。

如图6C所示，是本发明的物料性能参数检测方法流程图。该流程图具体的描述了对物料性能参数检测过程，它具体包括以下步骤：

步骤S6C1，被测物质2进入测量区，并进入步骤S6C2；

步骤S6C2，驱动器6将吸收片7移出测量区(h＝0)，进入步骤S6C3；

步骤S6C3，采集辐射探测器3的输出信号N_i，进入步骤S6C4；

步骤S6C4，判断输出信号N_i是否大于N₀₁；若是，转入步骤S6C5，否则转入步骤S6C8；

步骤S6C5，驱动器6驱动厚度为h₁的吸收片7进入测量区，进入步骤S6C6；

步骤S6C6，采集辐射探测器3的输出信号N_i，并按照如下公式 $F_i=K_2\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_{01}}$ 计算F_i，进入步骤S6C7；

步骤S6C7，根据求取F_2平均，并将F_2测等于F_2平均，进入步骤S6C11；

步骤S6C8，采集辐射探测器3的输出信号N_i，并按照如下公式 $F_i=K_1\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_0}$ 计算F_i，进入步骤S6C9；

步骤S6C9，根据

求取F_1平均，并将F_1测等于F_1平均，进入步骤S6C10；

步骤S6C10，驱动器6将厚度为h₁的吸收片7置入测量区，进入步骤S6C11；

步骤S6C11，将被测物质2移出工作区，进入步骤S6C12；

步骤S6C12，自动校正零点N₀₁，并返回步骤S6C1。

采用该零点标定装置100，可实现小动态范围的辐射探测器对物质重量或密度或厚度等测量范围变化跨度大的测量任务。

例如测量大型烟箱(长为1200mm，宽为720mm，高为720mm)的密度分布，要求测量密度值变化ρ_min＝100kg/m³---ρ_max＝600kg/m³就会遇到上述问题。采用本发明的零点标定装置及其测量方法就能解决这一难题。

下面结合图7A、图7B、图7C，以测量大型烟箱片烟密度为例，详细说明采用零点标定装置100进行零点标定及密度ρ测量的过程。

在图1中，辐射源1采用X射线装置，辐射探测器3采用NaI晶体闪烁计数器。实验测得所用的NaI晶体闪烁计数器的饱和点N_饱和大约为8*10⁵个/秒。

此处，零点标定装置100采用平移式零点标定装置。

在图3A、图3A’、图3B中，吸收片7为L*D(长*宽)长方形，其厚度为h₁＝25mm，h₂＝50mm的铝片，厚度h₁的选择要保证将其置于X射线装置1的发射口下端时，辐射探测器3的计数N_I＜N_饱和，实验测得当h₁＝25mm时，N_I计数为6.5*10⁵个/秒；h₂选取2倍于h₁，即h₂＝50mm。

驱动器6选择电机驱动(带行程开关)，导轨8为钢制V型导轨。

在图4A、图4B中，零点标定装置100通过支架5安装在X射线装置1的发射口下端。

如图7A所示，是本发明的零点标定方法的实施例。该实施例描述了一种采用零点标定装置100进行零点标定的方法。其步骤如下：

步骤S7A1，标定零点N₀₁，得到N₀₁为6.5*10⁵个/秒。

启动驱动装置，驱动器6将厚度h＝h₁＝25mm的吸收片7置于X射线装置1的发射口下端。

选择h1需保证此时辐射探测器3的输出信号N_i＜N_饱和，数据采集处理系统4采集N_i，测量时间t秒。如t＝60秒，测量出辐射探测器3的输出信号N_i的平均值N_i平均：

该N_i平均＝N₀₁

步骤S7A2，标定零点N₀₂，得到N₀₂为2.5*10⁴个/秒。

启动驱动装置，驱动器6将厚度h＝h₂＝50mm的吸收片7置于X射线装置1的发射口下端。

此时选择h₂＝2h₁，数据采集处理系统4采集辐射探测器3的输出信号N_i，测量时间t秒，如t＝60秒，测得辐射探测器3的输出信号N_i的平均值N_i平均：

该N_i平均＝N₀₂

如果吸收片7只有厚度h₁没有厚度h₂时，可以在厚度h₁的基础上，在辐射源1的射线发射窗口和辐射探测器3之间再加一个厚度为h₁的铝片，也可以起到同样的作用。

步骤S7A3，零点计算。

根据N₀₁，N₀₂，及h₁、h₂，计算出零点N₀值；

在上述h₂＝2h₁情况下，N₀值由下式求出：

$N_0=\left(\frac{N_{01}}{N_{02}}\right)N_{01}=6.5*{10}^5/(2.5*{10}^4)*6.5*{10}^5=16.9*{10}^6$

如h₂≠2h₁时，N₀值由下式求出：

$\mathrm{Ln}\left(\frac{N_{01}}{N_0}\right)=\left(\frac{h_1}{h_2-h_1}\right)\mathrm{Ln}\left(\frac{N_{02}}{N_{01}}\right)$

N₀、N₀₁、N₀₂的分布如图5所示。

如图7B所示，是本发明的实物标定方法的实施例。它描述了采用零点标定装置100进行实物标定的过程，它包括如下几个步骤：

步骤S7B1，采用公式 ${\mathrm{\ρ}}_i=\mathrm{KLn}\left(\frac{N_i}{N_0}\right)$ 标定N_i＜N₀₁段的K₁值，得到K₁为85.86。

启动零点标定装置100的驱动器6，将吸收片7移出X射线装置1、辐射探测器3之间的测量区(此时h＝0)；

先假设一个K值，如K＝100输入数据采集处理系统4，再将一个已知ρ_{1 真}＝500kg/m³的物质置于X射线装置1、辐射探测器3之间进行测量，数据采集处理系统4采集辐射探测器3的输出信号N_i，测量时间t秒，如t＝60秒，测得一次N_i，计算出一个ρ_i，最后测得60秒的ρ_i平均值＝ρ_1平均＝582.3kg/m³＝ρ_1测，根据ρ_1真＝500kg/m³，ρ_1测＝582.3kg/m³及K＝100求得K₁值：

N_i＜N₀₁段计算公式为 ${\mathrm{\ρ}}_i=85.86\mathrm{Ln}\left(\frac{N_i}{16.9*10^6}\right).$

步骤S7B2，标定N_i＞N₀₁段的K₂值，标定K₂有两种方法：

方法1)采用 $\mathrm{\ρ}=\mathrm{KLn}\left(\frac{N_i}{N_{01}}\right)$ 公式标定K₂。

启动零点标定装置100，驱动器6将厚度h＝h₁＝25mm的吸收片7置于X射线装置1、辐射探测器3之间，测量N₀₁值，假定一个K值，如K＝100输入数据采集处理系统4，再将一个已知ρ_2真＝150kg/m³的物质置于X射线装置1、辐射探测器3之间进行测量，数据采集处理系统4采集辐射探测器3的输出信号N_i，根据 $\mathrm{\ρ}=\mathrm{KLn}\left(\frac{N_i}{N_{01}}\right)$ 计算ρ_i，测量时间t秒，如t＝60秒，最后测得60秒的ρ_i平均值＝174kg/m³＝ρ_2测，根据ρ_2真＝150kg/m³，ρ_2测＝174kg/m³及K＝100求得K₂为：

N_i＞N₀₁段计算公式为 ${\mathrm{\ρ}}_i=86*\mathrm{Ln}\left(\frac{N_i}{6.5*{10}^5}\right).$

方法2)采用 $\mathrm{\ρ}=\mathrm{KLn}\left(\frac{N_i}{N_0}\right)$ 公式标定K₂′。

先假定一个K值，输入数据采集处理系统4，启动零点标定装置100，驱动器6将厚度h＝h₁的吸收片7置于辐射源1的射线发射窗口和辐射探测器3之间，测量N₀₁值，根据测得的N₀₁按公式 $\mathrm{\ρ}=\mathrm{KLn}\left(\frac{N_i}{N_0}\right)$ 计算 ${\mathrm{\ρ}}_{01}=\mathrm{KLn}\left(\frac{N_{01}}{N_0}\right)$ 值，再将一个已知ρ_2真的被测物质置于辐射源1的射线发射窗口和辐射探测器3之间进行测量，数据采集处理系统4采集N_i值，按公式 ${\mathrm{\ρ}}_i=\mathrm{KLn}\left(\frac{N_i}{N_0}\right)$ 计算F_i值，测量时间t秒，如t＝60秒，最后测得60秒ρ_i平均值＝ρ_2测，根据下式求得K₂′值：

在此应指出，在上述测量方法中，如果测量的物质性能参数最小值F_min大于

值时，可不进行K₂值的标定。

如图7C所示，是本发明的性能参数检测方法的实施例。它描述了采用零点标定装置100对烟箱片烟密度检测的过程。其具体步骤如下：

步骤S7C1，烟包进入测量区，转入步骤S7C2；

步骤S7C2，驱动器6将吸收片7移出测量区(h＝0)，转入步骤S7C3；

步骤S7C3，采集辐射探测器3的输出信号N_i，转入步骤S7C4；

步骤S7C4，判断输出信号N_i是否大于N₀₁；若是，转入步骤S7C5，否则，转入步骤S7C8；

步骤S7C5，驱动器6驱动厚度为h₁的吸收片7进入测量区；转入步骤S7C6；

步骤S7C6，采集辐射探测器3的输出信号N_i，并按照如下公式 ${\mathrm{\ρ}}_i=86*\mathrm{Ln}\left(\frac{N_i}{6.5*{10}^5}\right)$ 计算ρ_i，进入步骤S7C7；

步骤S7C7，根据

求取ρ_2平均，并将ρ_2测等于ρ_2平均，进入步骤S7C11；

步骤S7C8，采集辐射探测器3的输出信号N_i，并按照如下公式 ${\mathrm{\ρ}}_i=85.86\mathrm{Ln}\left(\frac{N_i}{16.9*{10}^6}\right)$ 计算ρ_i，进入步骤S7C9；

步骤S7C9，根据

并将ρ_1测等于ρ_1平均，进入步骤S7C10；

步骤S7C10，驱动器6将厚度为h₁的吸收片7置入测量区；进入步骤S7C11；

步骤S7C11，将烟包移出工作区；进入步骤S7C12；

步骤S7C12，自动校正零点N₀₁，并返回步骤S7C1。

测试完毕后，将厚度h＝h₁的吸收片7置入测试区，其目的是在无被测物质时，使辐射探测器3工作在线性区域内(非饱和区)以增加辐射探测器3的使用寿命。

综上可以看出，在N_i＜N₀₁段，采用计算公式 ${\mathrm{\ρ}}_i=K_1\mathrm{Ln}\left(\frac{N_i}{N_0}\right)$ 完成ρ值较大时的测量任务；在N_i＞N₀₁段(此时已是非线性区)，利用吸收片h＝h₁及计算公式 ${\mathrm{\ρ}}_i=K_2\mathrm{Ln}\left(\frac{N_i}{N_{01}}\right)$ 完成ρ值较小时的测量任务，从而实现了利用较小探测器动态范围实现较大测量范围的测量任务。

综上，通过标定得两个零点及两个K值，

N₀＝16.9*10⁶    K₁＝85.86

N₀₁＝6.5*10⁵    K₂＝86

得两个计算公式：

N_i＜N₀₁段， ${\mathrm{\ρ}}_i=85.86\mathrm{Ln}\left(\frac{N_i}{16.9*{10}^6}\right).$

N_i＞N₀₁段， ${\mathrm{\ρ}}_i=86*\mathrm{Ln}\left(\frac{N_i}{6.5*{10}^5}\right).$

利用两个计算公式对不同的密度进行测量，完成了测量任务。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1、一种零点标定装置，包括支架、驱动器、吸收片，其特征在于，所述吸收片通过所述支架安装在测量系统的辐射源与辐射探测器之间，所述吸收片包括第一吸引片或第一吸引片和第二吸引片；

所述驱动器驱动所述第一吸引片、所述第二吸引片分别置于所述辐射源的射线发射窗口、所述辐射探测器之间，所述测量系统的数据采集处理系统采集所述辐射探测器在测量时间内相应的输出信号，获取该测量时间内该相应的输出信号的平均值，以得到第一零点、第二零点；

所述数据采集处理系统根据所述第一吸引片的厚度、所述第二吸引片的厚度、所述第一零点、所述第二零点获取所述零点。

2、根据权利要求1所述的零点标定装置，其特征在于，所述辐射源采用X射线装置，所述辐射探测器采用晶体闪烁计数器。

3、根据权利要求1所述的零点标定装置，其特征在于，所述吸收片为设定厚度或多个厚度不等的铝片或钢片或有机玻璃片；所述驱动器为气动或液动或电磁或电机驱动的驱动器。

4、根据权利要求1所述的零点标定装置，其特征在于，所述吸收片在所述辐射源与所述辐射探测器之间平行移动或转动。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的零点标定装置，其特征在于，还包括导轨，所述驱动器驱动所述吸收片沿导轨运动。

6、一种对被测物质进行测量的方法，其特征在于，包括：

第一零点标定步骤，将第一吸引片置于辐射源的射线发射窗口、辐射探测器之间，采集所述辐射探测器在测量时间内的输出信号，获取该测量时间内该输出信号的平均值，以得到所述第一零点；

第二零点标定步骤，将第二吸引片置于辐射源的射线发射窗口、辐射探测器之间，采集所述辐射探测器在测量时间内的输出信号，获取该测量时间内该输出信号的平均值，以得到所述第二零点；

零点计算步骤，根据所述第一吸引片的厚度、所述第二吸引片的厚度、所述第一零点、所述第二零点获取所述零点；

K₁标定步骤，标定被测物质置于辐射源的射线发射窗口、辐射探测器之间，所述辐射探测器的输出信号小于所述第一零点时的K₁；

K₂标定步骤，标定被测物质置于辐射源的射线发射窗口、辐射探测器之间，所述辐射探测器的输出信号大于所述第一零点时的K₂；

物质测量步骤，当所述辐射探测器的输出信号小于所述第一零点时，根据所述输出信号、所述K₁、所述零点获取被测物质的性能参数测量值；或当所述辐射探测器的输出信号大于所述第一零点时，根据所述输出信号、所述K₂、所述第一零点获取所述被测物质的性能参数测量值。

7、根据权利要求6所述的对被测物质进行测量的方法，其特征在于，所述第一零点标定步骤中，以如下公式获取所述第一零点：

N_i，输出信号；

t，测量时间，秒；

N_1平均，测量时间t内输出信号N_i的平均值；

N₀₁，第一零点。

8、根据权利要求6所述的对被测物质进行测量的方法，其特征在于，所述第二零点标定步骤中，以如下公式获取所述第二零点：

N_2平均，测量时间t内输出信号N_i的平均值；

N₀₂，第二零点。

9、根据权利要求7或8所述的对被测物质进行测量的方法，其特征在于，所述零点计算步骤中，进一步包括：

当所述第二吸引片的厚度是所述第一吸引片的厚度的两倍时，以如下公式获取所述零点：

$N_0=\left(\frac{N_{01}}{N_{02}}\right)N_{01}$

当h₂≠2h₁时，以如下公式获取所述零点：

$\mathrm{Ln}\left(\frac{N_{01}}{N_0}\right)=\left(\frac{h_1}{h_2-h_1}\right)\mathrm{Ln}\left(\frac{N_{01}}{N_{01}}\right)$

N₀，零点；

h₁，第一吸引片的厚度；

h₂，第二吸引片的厚度；

当仅用一个吸收片获得N₀₁时，其N₀由下式求出：

N₀＝A*N₀₁

A，设定常数，根据辐射探测器饱和的程度选择不同值。

10、根据权利要求6、7或8所述的对被测物质进行测量的方法，其特征在于，所述K₁标定步骤中，以如下公式获取所述K₁：

$F_i=\mathrm{KLn}\frac{N_i}{N_0}$

N₀，零点；

K，标定前标定系数值；

K₁，标定后标定系数值；

F_i，瞬时值；

F_1真，被测物质的已知性能参数值；

F_1测，被测物质的性能参数测量值。

11、根据权利要求6、7或8所述的对被测物质进行测量的方法，其特征在于，所述K₂标定步骤中，以如下公式获取所述K₂：

$F_i=\mathrm{KLn}\frac{N_i}{N_{01}}$

N₀₁，第一零点；

K，标定前标定系数值；

K₂，标定后标定系数值；

F_i，瞬时值；

F_2真，被测物质的已知性能参数值；

F_2测，被测物质的性能参数测量值；

或

$F_i=\mathrm{KLn}\frac{N_i}{N_0}$

N₀，零点；

K₂′，标定后标定系数值。

12、根据权利要求10所述的对被测物质进行测量的方法，其特征在于，所述物质测量步骤中，进一步包括：

当所述辐射探测器的输出信号小于所述第一零点时，以如下公式获取所述被测物质的性能参数测量值：

$F_i=K_1\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_0}.$

13、根据权利要求11所述的对被测物质进行测量的方法，其特征在于，所述物质测量步骤中，进一步包括：

当所述辐射探测器的输出信号大于所述第一零点时，以如下公式获取所述被测物质的性能参数测量值：

$F_i=K_2\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_{01}}$

或 $F_i={K_2}^{\′}\mathrm{Ln}\frac{N_i}{N_0}.$

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