CN101587192A - Pin探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器 - Google Patents

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CN101587192A CNA2008100976441A CN200810097644A CN101587192A CN 101587192 A CN101587192 A CN 101587192A CN A2008100976441 A CNA2008100976441 A CN A2008100976441A CN 200810097644 A CN200810097644 A CN 200810097644A CN 101587192 A CN101587192 A CN 101587192A
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Abstract

本发明属于一种放射性同位素的测量仪器，具体公开一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，它包括n个PIN探测器、n根屏蔽电缆、n个放大电路、模数转换电路、单片机、键盘电路、显示电路和计算机，其中，n＝1，2，3…；每个PIN探测器均通过一根屏蔽电缆连接一个放大电路，n个放大电路均与模数转换电路连接，模数转换电路与单片机连接，单片机还分别与n个放大电路、键盘电路、显示电路、计算机连接。本发明的放射性活度测量仪器在对放射性同位素的活度进行测量时具有很宽的测量范围，测量的精度高，且体积小。

Description

PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器
技术领域
本发明属于一种放射性同位素的测量仪器，具体涉及一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器。
背景技术
在实际应用中，放射性同位素的活度测量都用活度计进行测量。而活度计大多都采用井型电离室作探测器，这就决定了其体积不可能做的很小。然而随着国内PET(Positron Emission Tomography缩写，指正电子发射断层扫描)的快速发展，放射药物的应用越来越广泛。由于放射药物生产的特殊性，即合成模块及药物分装都需要在热室(即防护箱)内进行。需要多台活度计配合使用，而热室内的体积是有限的，这就要求仪器多通道化和探测器小型化，并且小尺寸也便于屏蔽和固定。高能量的回旋加速器生产的放射性产量要求活度计要有很宽的测量范围和较高的精度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有电离室活度计存在的体积大等问题，提供一种小型的PIN探测器组成的多通道放射性活度测量仪器，该仪器在对放射性同位素的活度进行测量时具有很宽的测量范围，测量的精度高，且体积小。
本发明的技术方案为：一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，它包括n个PIN探测器、n根屏蔽电缆、n个放大电路、模数转换电路、单片机、键盘电路、显示电路和计算机，其中，n＝1，2，3…；每个PIN探测器均通过一根屏蔽电缆连接一个放大电路，n个放大电路均与模数转换电路连接，模数转换电路与单片机连接，单片机还分别与n个放大电路、键盘电路、显示电路、计算机连接。
所述的PIN探测器由PIN光电二极管和加在PIN光电二极管前的碘化铯(铊)CsI(Tl)闪烁晶体组成，放射性药物的放射性同位素的γ射线作用于每个PIN探测器上的CsI(Tl)闪烁晶体，使闪烁晶体产生闪烁光脉冲，闪烁光脉冲照射PIN光电二极管，产生电子空穴对，在内建电场作用下形成光生电流；该电流通过屏蔽电缆传输给放大电路，经放大电路放大后输出电压信号，该电压信号经模数转换电路将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机采集、处理，转换成放射性同位素的活度值，在显示电路上显示；该放射性活度测量仪器包括一至n个PIN探测器，可以同时测量一至n个监测点的放射性同位素的活度值；键盘电路通过单片机5更改参数n的值以及标定系数、放大电路中的放大器类型等参数，以确定放射性同位素的活度值的监测点的个数以及标定系数、放大器类型等参数。
所述的放大电路包括程控线性放大器，程控线性放大器为高输入阻抗放大器，PIN探测器的PIN光电二极管的阴极与通过屏蔽电缆分别与高输入阻抗放大器的反向输入端引脚2、簧片式继电器RL的公共端以及反馈电容C1连接；反馈电容C1用于相位补偿，防止电路振荡。PIN探测器的阳极与高输入阻抗放大器的同相输入端引脚3连接，并连接至地。R6、R7构成高输入阻抗放大器的偏置调零。R1并联R2串联R3构成低量程反馈电阻，R3一端与簧片式继电器RL的常闭触点连接；R4、R5串联构成高量程反馈电阻，其中R5用于微调，使高、低量程比例系数一定，R4一端与簧片式继电器RL的常开触点连接；反馈电阻R1、R2、R3、R4、R5与反馈电容C1一起构成放大器的反馈回路，电阻R1、R2、R5、电容C1与高输入阻抗放大器A的输出电压Vo端连接；输出电压Vo与PIN探测器的光生电流I成正比：Vo＝I*Rf，其中，I＝Isc，Rf为反馈电阻值，Rf＝R1*R2/(R1+R2)+R3或者Rf＝R4+R5；输出电压Vo端与模数转换电路连接；该电压信号Vo经模数转换电路将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机采集、处理，转换成放射性同位素的测量活度值C：测量活度值C＝Vo*Ki*Kc；其中：C为测量活度值，Vo为探测器响应输出，即Vo为高输入阻抗放大器A的输出电压，Ki为同位素因子，以Cs-137为标准，设其Ki＝1，探测器对其的响应为基准，在相同测试条件下，探测器对其它同位素的响应的偏差就是该同位素的Ki；Kc为标定系数，用以补偿因位置等因素引起的偏差；将同位素因子Ki写入单片机，将标定系数Kc写入单片机的标定程序；校准时，通过单片机对标定系数Kc进行标定更改，使测量活度值C与标准源的活度值一致，实现校准；同时单片机判断Vo大小来控制RL实现量程自动转换；当放射性活度较高超过低量程范围0～720mCi时，单片机控制RL闭合切换到高量程范围720mCi～7200mCi，反之则RL断开切换到低量程范围。
所述的放大电路包括对数放大器，对数放大器为高精度对数放大器，R9、R10、R11、R12以及R13、R14、R15、R16构成高精度对数放大器的两个输入端1脚和14脚的基准电流(Iref)电路；PIN探测器的阳极通过屏蔽电缆与高精度对数放大器的输入端引脚1连接；PIN探测器的阴极连接至地；高精度对数放大器的输出脚7脚与增益引脚3脚连接；电容C5、C6为滤波电容；电容C4为补偿电容，电容C4使高精度对数放大器B稳定工作；调整R10和R14至适当值，便能使输出端电压Vo与PIN探测器输出的光生电流I成对数关系：Vo＝Log(I/Iref)，其中，Iref为流入14脚的基准电流；输出电压Vo端与模数转换电路连接；该电压信号Vo经模数转换电路将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机采集、处理，转换成放射性同位素的测量活度值C：测量活度值C＝Vo*Ki*Kc；其中：C为测量活度值，Vo为探测器响应输出，即Vo为高输入阻抗放大器A的输出电压，Ki为同位素因子，以Cs-137为标准，设其Ki＝1，探测器对其的响应为基准，在相同测试条件下，探测器对其它同位素的响应的偏差就是该同位素的Ki；Kc为标定系数，用以补偿因位置等因素引起的偏差；将同位素因子Ki写入单片机，将标定系数Kc写入单片机的标定程序；校准时，通过单片机对标定系数Kc进行标定更改，使测量活度值C与标准源的活度值一致，实现校准。
所述的PIN探测器放置在探测器屏蔽体内，PIN探测器上的CsI闪烁晶体放置在铅屏蔽罐侧壁的通孔内，探测器屏蔽体将CsI闪烁晶体封闭在通孔内，将装有放射性药物的药品瓶放置在铅屏蔽罐内，药品瓶与相通的通孔，将铅屏蔽盖，盖在铅屏蔽罐上。
所述的PIN光电二极管可以采用日本HAMMATSU公司的S3590系列PIN光电二极管；所述的模数转换电路可以采用多通道串行SPIAD转换芯片，即可以采用德州仪器(TI)公司的ADS1241 24位8通道模数转换器或TLC2543 12位11通道模数转换器；所述的单片机可以采用51系列的89C58单片机。
本发明的有益效果在于：本发明的多通道放射性活度测量仪器在对放射性同位素的活度进行测量时具有很宽的测量范围，测量的精度高。本发明采用PIN(Positive Intrinsic Negative缩写，指在P-N半导体结之间加入高阻本征半导体I构成的光电二极管)探测器，使该放射性活度测量仪器的体积小。PIN探测器的最大短路电流达到100μA，而最大暗电流只有几纳安，使该放射性活度测量仪器对放射性同位素的活度的测量范围达到5个数量级，测量范围最大能达到100Ci。
附图说明
图1为本发明所提供的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器的组成结构框图；
图2为本发明所提供的八通道放射性活度测量仪器的组成结构框图；
图3为本发明所提供的由程控线性放大器组成的放大电路的电路原理图；
图4为本发明所提供的由对数放大器组成的放大电路的电路原理图。
图5为本发明所提供的放射性活度测量仪器进行放射性活度测量的示意图。
图中：1.PIN探测器；2.屏蔽电缆；3.放大电路；4.模数转换电路；5.单片机；6.键盘电路；7.显示电路；8.计算机；9.药品瓶；10.铅屏蔽罐；11.铅屏蔽盖；12.通孔；13.探测器屏蔽体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所提供的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器作进一步说明。
如图1所示，一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，它包括n个PIN探测器1、n根屏蔽电缆2、n个放大电路3、模数转换电路4、单片机5、键盘电路6、显示电路7和计算机8。每个PIN探测器1均通过一根屏蔽电缆2连接一个放大电路3，n个放大电路3均与模数转换电路4连接，模数转换电路4依次与单片机5、计算机8连接，单片机5还分别与n个放大电路3、键盘电路6、显示电路7连接。(其中，n＝1，2，3…)
PIN探测器1由PIN光电二极管和加在PIN光电二极管前的碘化铯(铊)CsI(Tl)闪烁晶体组成，放射性药物的放射性同位素的γ射线作用于每个PIN探测器1上的CsI(Tl)闪烁晶体，使闪烁晶体产生闪烁光脉冲，闪烁光脉冲照射PIN光电二极管，产生电子空穴对，在内建电场作用下形成光生电流；该电流通过屏蔽电缆2传输给放大电路3，经放大电路3放大后输出电压信号，该电压信号经模数转换电路4将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机5采集、处理，转换成放射性同位素的活度值，在显示电路7上显示。该放射性活度测量仪器包括一至n个PIN探测器1，可以同时测量一至n个监测点的放射性同位素的活度值。键盘电路6通过单片机5更改参数n的值及标定系数、放大电路3中的放大器类型等参数，以确定放射性同位素的活度值的监测点的个数以及标定系数、放大器类型等参数。
PIN探测器1由PIN光电二极管和CsI(Tl)闪烁晶体组成，PIN光电二极管可以采用日本HAMMATSU公司的S3590系列PIN光电二极管。在PIN光电二极管前加一个CsI(Tl)闪烁晶体，并用铝膜对CsI(Tl)闪烁晶体进行包裹，铝膜用于闭光同时增加光的反射。CsI(Tl)闪烁晶体、铝膜均可以采用现有技术。放大电路3可以采用包括程控线性放大器或对数放大器的放大电路。模数转换电路4可以采用多通道串行SPI AD转换芯片，如可以采用德州仪器(TI)公司的ADS1241 24位8通道模数转换器或TLC2543 12位11通道模数转换器。模数转换电路4将程控线性放大器输出的线性模拟电压信号或对数放大器输出的对数模拟电压信号转换成单片机5识别的数字信号。单片机5可以采用51系列的89C58单片机。单片机5实现程控线性放大器的自动量程、模数转换、数据处理、键盘输入、数据显示及与计算机通讯等功能。
本发明中的PIN探测器1、屏蔽电缆2、放大电路3、模数转换电路4、单片机5、键盘电路6、显示电路7和计算机8均可以采用现有技术。
如图2所示，n的个数可以是八个，此时，该放射性活度测量仪器可连接一至八个PIN探测器，同时测量一至八个监测点的活度值。
图3为由程控线性放大器组成的放大电路的电路原理图，如图3所示，程控线性放大器为高输入阻抗放大器A，高输入阻抗放大器A可以采用型号为CA3140、OPA111的高输入阻抗放大器；高输入阻抗放大器A也可以采用现有技术中的高输入阻抗放大器。RL为簧片式继电器。PIN探测器1的PIN光电二极管的阴极与通过屏蔽电缆2分别与高输入阻抗放大器A的反向输入端引脚2、簧片式继电器RL的公共端以及反馈电容C1连接；PIN探测器的阳极与高输入阻抗放大器A的同相输入端引脚3连接，并连接至地。R6、R7构成高输入阻抗放大器A的偏置调零。R1并联R2串联R3构成低量程反馈电阻，R3一端与簧片式继电器RL的常闭触点连接；R4、R5串联构成高量程反馈电阻，其中R5用于微调，使高、低量程比例系数一定，R4一端与簧片式继电器RL的常开触点连接；反馈电阻R1、R2、R3、R4、R5与反馈电容C1一起构成放大器的反馈回路，电阻R1、R2、R5、电容C1与高输入阻抗放大器A的输出电压Vo端连接。输出电压Vo与PIN探测器1的光生电流I成正比：Vo＝I*Rf，其中，I＝Isc，Rf为反馈电阻值，Rf＝R1*R2/(R1+R2)+R3或者Rf＝R4+R5；输出电压Vo端与模数转换电路4连接。该电压信号Vo经模数转换电路4将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机5采集、处理，转换成放射性同位素的测量活度值C：测量活度值C＝Vo*Ki*Kc；其中：C为测量活度值，Vo为探测器响应输出，即Vo为高输入阻抗放大器A的输出电压，Ki为同位素因子，以Cs-137为标准，设其Ki＝1，探测器对其的响应为基准，在相同测试条件下，探测器对其它同位素的响应的偏差就是该同位素的Ki；Kc为标定系数，用以补偿因位置等因素引起的偏差；将同位素因子Ki写入单片机5，将标定系数Kc写入单片机5的标定程序。校准时，通过单片机5对标定系数Kc进行标定更改，使测量活度值C与标准源的活度值一致，实现校准。同时单片机5判断Vo大小来控制RL实现量程自动转换。当放射性活度较高超过低量程范围0～720mCi时，单片机5控制RL闭合切换到高量程范围720mCi～7200mCi，反之则RL断开切换到低量程范围。
图4为由对数放大器组成的放大电路的电路原理图，如图4所示，对数放大器为高精度对数放大器B，高精度对数放大器可以采用Burr-Brown公司的LOG100精密对数放大器，也可以采用现有技术中的对数放大器。R9、R10、R11、R12以及R13、R14、R15、R16构成高精度对数放大器B的两个输入端1脚和14脚的基准电流电路。PIN探测器1的阳极通过屏蔽电缆2与高精度对数放大器B的输入端引脚1连接；PIN探测器1的阴极连接至地。高精度对数放大器B的输出脚7脚与增益引脚3脚连接，选择增益为1。电容C5、C6为滤波电容。电容C4为补偿电容，电容C4使高精度对数放大器B稳定工作。调整R10和R14至适当值，便能使输出端电压Vo与PIN探测器1输出的光生电流I成对数关系：Vo＝Log(I/Iref)，其中，Iref为流入14脚的基准电流；输出电压Vo端与模数转换电路4连接。该电压信号Vo经模数转换电路4将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机5采集、处理，转换成放射性同位素的测量活度值C：测量活度值C＝Vo*Ki*Kc；其中：C为测量活度值，Vo为探测器响应输出，即Vo为高输入阻抗放大器A的输出电压，Ki为同位素因子，以Cs-137为标准，设其Ki＝1，探测器对其的响应为基准，在相同测试条件下，探测器对其它同位素的响应的偏差就是该同位素的Ki；Kc为标定系数，用以补偿因位置等因素引起的偏差；将同位素因子Ki写入单片机5，将标定系数Kc写入单片机5的标定程序。校准时，通过单片机5对标定系数Kc进行标定更改，使测量活度值C与标准源的活度值一致，实现校准。因为高精度对数放大器B能达到6个数量级的宽动态范围，因此无需量程转换。
如图5所示，具体应用本发明所提供的放射性活度测量仪器对放射性活度进行测量时，在PIN探测器1中的PIN光电二极管前加一个CsI(Tl)闪烁晶体，并用铝膜对CsI(Tl)闪烁晶体进行包裹，将PIN探测器1上的CsI(Tl)闪烁晶体放置在铅屏蔽罐10侧壁的通孔12内，通孔12内的直径大于PIN探测器1上的CsI(Tl)闪烁晶体的直径。通孔12比PIN探测器1的探头CsI(Tl)闪烁晶体的直径大是为了使当药品瓶9中的药品体积较大时，上部的药物也能照射到探测器。PIN探测器1还可以整体放置在探测器屏蔽体13内，探测器屏蔽体13将CsI(Tl)闪烁晶体封闭在通孔12内。可以有屏蔽体，主要是防止射线泄露，因为不是光子计数，宇宙射线对探测器1的几乎没有影响，即使不屏蔽对测量结果也没有影响影响。将装有放射性药物的药品瓶9放置在铅屏蔽罐10内，药品瓶9与相通的通孔12，将铅屏蔽盖11，盖在铅屏蔽罐10上。当药品瓶9中的放射性药物的γ射线作用于PIN探测器1中的CsI(Tl)闪烁晶体时，闪烁体产生闪烁光脉冲。闪烁光脉冲照射PIN光电二极管，产生电子空穴对，在内建电场作用下形成光生电流。通过放大电路3(程控线性放大器或对数放大器)放大，输出电压信号。该电压信号经模数转换电路4将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机5采集处理，转换成放射性同位素的活度值，在显示电路7上显示。由单片机采集、控制、处理并显示活度值。
图5中，PIN探测器1与药品瓶9之间的距离，对放射性测量的结果影响很大，因为PIN探测器1对放射性的响应与距离的平方成反比，也就是距离越大，PIN探测器1的响应输出越小，距离越小，PIN探测器1的响应输出越大。因此，应先将其距离固定后，再进行标定。
如下所示的表1是用本发明在解放军总医院对18F-FDG(2-18F-β-D-脱氧葡萄糖)进行实测数据及误差表，测试条件为：PIN探测器1紧贴药品瓶9瓶底，放大器采用程控线性放大器，2.83Ci的18F-FDG是在美国CAPINTEC公司CRC-15PET型活度计下所测值，分装稀释成一瓶1323mCi(也是CRC-15PET测量所得，并依此值进行标定)供测量。表中数据是从早晨7:58分时的1323mCi一直测到下午16:53分衰变到44.92mCi的数据。其中实际值是按半衰期计算所得，18F的半衰期为109.77分钟。可以看到最大误差为-2.956％。放射性测量实际工作中，一般要求误差小于±10％即可。因此，经实际测量，本发明的线性及精度完全能满足实际使用。
表1对18F-FDG(2-18F-β-D-脱氧葡萄糖)进行实测数据及误差表
测量值      备注           实际值                                       测量
                                      备注                误差(％)
(mCi)                      (mCi)                                        时间
2880未标定所测值           2830 CRC-15PET活度计测量所得   1.766784      7:23
1323依CRC-15PET标定所测    1323 CRC-15PET活度计测量所得   0             7:58
1296以下均为实测           1300以下均按衰变计算所得       -0.30769      8:00
1279                       1290                           -0.85271      8:02
1256                       1260                           -0.31746      8:05
1232                       1240                           -0.64516      8:08
1218                       1220                           -0.16393      8:10
1179                       1190                           -0.92437      8:15
1164                       1170                           -0.51282      8:17
1118                       1110                           0.720721      8:25
1082                       1080                           0.185185      8:30
1061                       1060                           0.09434       8:33
1034                       1030                           0.38835       8:37
1014                       1010                           0.39604       8:40
1001                       999.61                         0.139054      8:42
981.9                      980.84                         0.108071      8:45
964.3                      962.43                         0.1943        8:48
950.5                      950.34                         0.016836      8:50
938.8                      938.41                         0.04156       8:52
920.7                      920.79                         -0.00977      8:55
909.4                      909.22                         0.019797      8:57
891.9                      892.15                         -0.02802      9:00
880.6                      880.95                         -0.03973      9:02
864.7                      864.41                         0.033549      9:05
852.2                      853.55                         -0.15816      9:07
835.9                      837.52                         -0.19343      9:10
825.8                      827.01                         -0.14631      9:12
810.4                      811.48                         -0.13309      9:15
799.1        801.29        -0.27331      9:17
784.3        786.24        -0.24674      9:20
774.4        776.37        -0.25374      9:22
754.4        756.99        -0.34214      9:26
729.1        733.45        -0.59309      9:31
499.5        505.21        -1.13022      10:30
488.3        492.6         -0.87292      10:34
470.4        474.27        -0.81599      10:40
457.5        459.52        -0.43959      10:45
444.3        445.23        -0.20888      10:50
430.4        431.38        -0.22718      10:55
417.8        417.97        -0.04067      11:00
372.9        373.04        -0.03753      11:17
365.8        363.73        0.569103      11:21
356.9        354.65        0.634428      11:25
350.3        347.99        0.663812      11:28
346.2        343.62        0.750829      11:30
339.5        337.17        0.691046      11:33
335.3        332.93        0.711861      11:35
324.8        322.58        0.688201      11:40
314.5        312.55        0.6239        11:45
59.06        60.84         -2.92571      16:05
55.24        55.34         -0.1807       16:20
50.06        50.97         -1.78536      16:33
47.58        48.77         -2.44002      16:40
46.44        47.25         -1.71429      16:45
45           45.78         -1.7038       16:50
44.02        44.92         -2.00356      16:53

Claims (10)

1.一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：它包括n个PIN探测器(1)、n根屏蔽电缆(2)、n个放大电路(3)、模数转换电路(4)、单片机(5)、键盘电路(6)、显示电路(7)和计算机(8)，其中，n＝1，2，3…；每个PIN探测器(1)均通过一根屏蔽电缆(2)连接一个放大电路(3)，n个放大电路(3)均与模数转换电路(4)连接，模数转换电路(4)与单片机(5)连接，单片机(5)还分别与n个放大电路(3)、键盘电路(6)、显示电路(7)、计算机(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：所述的PIN探测器(1)由PIN光电二极管和加在PIN光电二极管前的碘化铯(铊)CsI(Tl)闪烁晶体组成，放射性药物的放射性同位素的γ射线作用于每个PIN探测器(1)上的CsI(Tl)闪烁晶体，使闪烁晶体产生闪烁光脉冲，闪烁光脉冲照射PIN光电二极管，产生电子空穴对，在内建电场作用下形成光生电流；该电流通过屏蔽电缆(2)传输给放大电路(3)，经放大电路(3)放大后输出电压信号，该电压信号经模数转换电路(4)将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机(5)采集、处理，转换成放射性同位素的活度值，在显示电路(7)上显示；该放射性活度测量仪器包括一至n个PIN探测器(1)，可以同时测量一至n个监测点的放射性同位素的活度值；键盘电路(6)通过单片机(5)更改参数n的值以及标定系数、放大电路(3)中的放大器类型等参数，以确定放射性同位素的活度值的监测点的个数以及标定系数、放大器类型等参数。
3.根据权利要求1或2所述的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：所述的放大电路(3)包括程控线性放大器，程控线性放大器为高输入阻抗放大器(A)，PIN探测器(1)的PIN光电二极管的阴极与通过屏蔽电缆(2)分别与高输入阻抗放大器(A)的反向输入端引脚2、簧片式继电器RL的公共端以及反馈电容C1连接；反馈电容C1用于相位补偿，防止电路振荡；PIN探测器的阳极与高输入阻抗放大器(A)的同相输入端引脚3连接，并连接至地；R6、R7构成高输入阻抗放大器(A)的偏置调零；R1并联R2串联R3构成低量程反馈电阻，R3一端与簧片式继电器RL的常闭触点连接；R4、R5串联构成高量程反馈电阻，其中R5用于微调，使高、低量程比例系数一定，R4一端与簧片式继电器RL的常开触点连接；反馈电阻R1、R2、R3、R4、R5与反馈电容C1一起构成放大器的反馈回路，电阻R1、R2、R5、电容C1与高输入阻抗放大器(A)的输出电压Vo端连接；输出电压Vo与PIN探测器(1)的光生电流I成正比：Vo＝I*Rf，其中，I＝Isc，Rf为反馈电阻值，R＝R1*R1*R2/(R1+R2)+R3或者Rf＝R4+R5；输出电压Vo端与模数转换电路(4)连接；该电压信号Vo经模数转换电路(4)将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机(5)采集、处理，转换成放射性同位素的测量活度值C：测量活度值C＝Vo*Ki*Kc；其中：C为测量活度值，Vo为探测器响应输出，即Vo为高输入阻抗放大器A的输出电压，Ki为同位素因子，以Cs-137为标准，设其Ki＝1，其探测器的响应为基准，在相同测试条件下，探测器对其它同位素的响应的偏差就是该同位素的Ki；Kc为标定系数，用以补偿因位置等因素引起的偏差；将同位素因子Ki写入单片机(5)，将标定系数Kc写入单片机(5)的标定程序；校准时，通过单片机(5)对标定系数Kc进行标定更改，使测量活度值C与标准源的活度值一致，实现校准；同时单片机(5)判断Vo大小来控制RL实现量程自动转换；当放射性活度较高超过低量程范围0～720mCi时，单片机(5)控制RL闭合切换到高量程范围720mCi～7200mCi，反之则RL断开切换到低量程范围；
4.根据权利要求1或2所述的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：所述的放大电路(3)包括对数放大器，对数放大器为高精度对数放大器(B)，R9、R10、R11、R12以及R13、R14、R15、R16构成高精度对数放大器(B)的两个输入端1脚和14脚的基准电流电路；PIN探测器(1)的阳极通过屏蔽电缆(2)与高精度对数放大器(B)的输入端引脚1连接；PIN探测器(1)的阴极连接至地；高精度对数放大器(B)的输出脚7脚与增益引脚3脚连接；电容C5、C6为滤波电容；电容C4为补偿电容，电容C4使高精度对数放大器B稳定工作；调整R10和R14至适当值，便能使输出端电压Vo与PIN探测器(1)输出的光生电流I成对数关系：Vo＝Log(I/Iref)，其中，Iref为流入14脚的基准电流；输出电压Vo端与模数转换电路(4)连接；该电压信号Vo经模数转换电路(4)将电压信号转换为数字信号，数字信号经过单片机(5)采集、处理，转换成放射性同位素的测量活度值C：测量活度值C＝Vo*Ki*Kc；其中：C为测量活度值，Vo为探测器响应输出，即Vo为高输入阻抗放大器A的输出电压，Ki为同位素因子，以Cs-137为标准，设其Ki＝1，其探测器的响应为基准，在相同测试条件下，探测器对其它同位素的响应的偏差就是该同位素的Ki；Kc为标定系数，用以补偿因位置等因素引起的偏差；将同位素因子Ki写入单片机(5)，将标定系数Kc写入单片机(5)的标定程序；校准时，通过单片机(5)对标定系数Kc进行标定更改，使测量活度值C与标准源的活度值一致，实现校准。
5.根据权利要求2所述的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：所述的PIN探测器(1)放置在探测器屏蔽体(13)内，PIN探测器(1)上的CsI(Tl)闪烁晶体放置在铅屏蔽罐(10)侧壁的通孔(12)内，探测器屏蔽体(13)将CsI(Tl)闪烁晶体封闭在通孔(12)内，将装有放射性药物的药品瓶(9)放置在铅屏蔽罐(10)内，药品瓶(9)与相通的通孔(12)，将铅屏蔽盖(11)，盖在铅屏蔽罐(10)上。
6.根据权利要求3所述的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：所述的PIN探测器(1)放置在探测器屏蔽体(13)内，PIN探测器(1)上的CsI(Tl)闪烁晶体放置在铅屏蔽罐(10)侧壁的通孔(12)内，探测器屏蔽体(13)将CsI(Tl)闪烁晶体封闭在通孔(12)内，将装有放射性药物的药品瓶(9)放置在铅屏蔽罐(10)内，药品瓶(9)与相通的通孔(12)，将铅屏蔽盖(11)，盖在铅屏蔽罐(10)上。
7.根据权利要求4所述的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：所述的PIN探测器(1)放置在探测器屏蔽体(13)内，PIN探测器(1)上的CsI(Tl)闪烁晶体放置在铅屏蔽罐(10)侧壁的通孔(12)内，探测器屏蔽体(13)将CsI(Tl)闪烁晶体封闭在通孔(12)内，将装有放射性药物的药品瓶(9)放置在铅屏蔽罐(10)内，药品瓶(9)与相通的通孔(12)，将铅屏蔽盖(11)，盖在铅屏蔽罐(10)上。
8.根据权利要求2所述的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：所述的PIN光电二极管可以采用日本HAMMATSU公司的S3590系列PIN光电二极管；所述的模数转换电路(4)可以采用多通道串行SPI AD转换芯片，即可以采用德州仪器(TI)公司的ADS124124位8通道模数转换器或TLC254312位11通道模数转换器；所述的单片机(5)可以采用51系列的89C58单片机。
9.根据权利要求3所述的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：所述的PIN光电二极管可以采用日本HAMMATSU公司的S3590系列PIN光电二极管；所述的模数转换电路(4)可以采用多通道串行SPI AD转换芯片，即可以采用德州仪器(TI)公司的ADS124124位8通道模数转换器或TLC254312位11通道模数转换器；所述的单片机(5)可以采用51系列的89C58单片机。
10.根据权利要求4所述的一种PIN探测器组成的小型多通道放射性活度测量仪器，其特征在于：所述的PIN光电二极管可以采用日本HAMMATSU公司的S3590系列PIN光电二极管；所述的模数转换电路(4)可以采用多通道串行SPI AD转换芯片，即可以采用德州仪器(TI)公司的ADS124124位8通道模数转换器或TLC254312位11通道模数转换器；所述的单片机(5)可以采用51系列的89C58单片机。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102313574A (zh) * 2011-07-05 2012-01-11 刘继国 基于延迟线的信号测量通道合并方法及系统
CN102520432A (zh) * 2011-10-12 2012-06-27 四川中测辐射科技有限公司 多通道ct剂量仪
CN103135120A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 中国辐射防护研究院 基于硅光电倍增器的区域γ辐射测量方法及测量装置
CN109683187A (zh) * 2019-02-26 2019-04-26 中国测试技术研究院 基于层叠式探测结构的X/γ和β个人剂量当量测量方法
CN109964133A (zh) * 2016-10-31 2019-07-02 惠普发展公司，有限责任合伙企业 同位素的电参数
CN110737011A (zh) * 2019-11-19 2020-01-31 苏州大学 一种固定式辐射监测系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102313574A (zh) * 2011-07-05 2012-01-11 刘继国 基于延迟线的信号测量通道合并方法及系统
CN102313574B (zh) * 2011-07-05 2013-08-14 刘继国 基于延迟线的信号测量通道合并方法及系统
CN102520432A (zh) * 2011-10-12 2012-06-27 四川中测辐射科技有限公司 多通道ct剂量仪
CN102520432B (zh) * 2011-10-12 2014-02-26 四川中测辐射科技有限公司 多通道ct剂量仪
CN103135120A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 中国辐射防护研究院 基于硅光电倍增器的区域γ辐射测量方法及测量装置
CN109964133A (zh) * 2016-10-31 2019-07-02 惠普发展公司，有限责任合伙企业 同位素的电参数
US11231687B2 (en) 2016-10-31 2022-01-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Isotope detecting devices
CN109683187A (zh) * 2019-02-26 2019-04-26 中国测试技术研究院 基于层叠式探测结构的X/γ和β个人剂量当量测量方法
CN110737011A (zh) * 2019-11-19 2020-01-31 苏州大学 一种固定式辐射监测系统

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