CN101644779A

CN101644779A - 一种γ辐射场剂量率快速测量方法

Info

Publication number: CN101644779A
Application number: CN200910091590A
Authority: CN
Inventors: 邓长明; 任熠; 张世让; 杜向阳; 张佳; 程昶; 孟丹; 刘芸; 王志刚; 侯磊
Original assignee: China Institute for Radiation Protection
Current assignee: Shanxi Zhongfu Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: CN101644779B

Abstract

本发明公开了一种γ辐射场剂量率快速测量方法，属于辐射场测量技术领域。现有的方法对辐射场变化后响应的速度较慢，从而影响了测量速度和准确性。本发明所述方法在现有剂量率滑动平均算法的基础上，增加了辐射场水平的判断，将辐射场水平作为本次测量结束的标志，不仅实现了剂量率快速测量，而且加快了对辐射场变化的响应时间，使测量结果更加准确。

Description

一种γ辐射场剂量率快速测量方法

技术领域

本发明属于辐射场测量技术领域，具体涉及一种γ辐射场剂量率快速测量方法。

背景技术

辐射测量仪表类型可分为核素能量测量和辐射场强度测量，辐射场强度的测量一般用计数率或剂量率表示，剂量率是指单位时间内的累积剂量。老式仪表由于电子技术落后，采用定时计数，只能手动测量。随着单片机技术的发展，给剂量率快速智能化测量带来可能，仪器的智能化程度越来越高。剂量率测量仪表适用于核电站、核军工、保健物理、工业测量、放射化学、核医学、核材料运输与储存、环境监测等领域的辐射测量。

在探测器灵敏度确定的情况下，剂量率测量的准确度与测量时间有密切关系。测量时间短，采集的计数少，统计涨落就大，测量精度低；反之测量时间长，采集的计数多，统计涨落小，测量精度高。现有的剂量率测量仪器一般采用滑动平均算法计算剂量率，当测量时间过长时，仪器对辐射剂量场变化的响应时间比较慢，导致测量的结果不准确，而且对人员的防护也是不利的。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种快速、准确地测量γ辐射场剂量率的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种γ辐射场剂量率快速测量方法，该方法针对γ辐射场中的剂量率每秒采集一组数据，计算该组数据平均值，并将该组数据平均值插入到队列尾；当队列中数据的个数超过预设的最大队列个数N时，将队列头数据删除，将新采集的一组数据的平均值插入到队列尾；

在开始下一秒采集数据时，计算队列中所有数据的平均值，并将其显示在测量设备上；

从第2秒开始，依次判断下列条件是否成立：①该秒采集的一组数据的平均值是否大于设定值P，所述P为正整数，4cps≤P≤6cps，②该秒采集的一组数据的变化方向是否一致，③该秒采集的所有数据与当前队列中所有数据的平均值之差是否均大于或均小于K倍的标准偏差；如果上述条件均满足，则结束本次测量，重新开始测量，测量设备上的显示结果为本次测量的最终结果；如果上述条件有一个不满足，则继续采集数据。

如上所述的γ辐射场剂量率快速测量方法，其中，每秒采集的每组数据的个数为2。

如上所述的γ辐射场剂量率快速测量方法，其中，N为正整数，且60≤N≤100。

如上所述的γ辐射场剂量率快速测量方法，其中，P＝5cps。

如上所述的γ辐射场剂量率快速测量方法，其中，判断该秒采集的一组数据的变化方向是否一致的方法为：该秒采集的所有数据是否均大于或均小于当前队列中所有数据的平均值，如是，则变化方向一致，否则，变化方向不一致。

如所述的γ辐射场剂量率快速测量方法，其中，标准偏差的计算公式为：

M₁、M₂...M_n分别为第n秒采集的所有数据的平均值。

如上所述的γ辐射场剂量率快速测量方法，其中，K为正整数，且3≤K≤5。

本发明所述方法，在剂量率滑动平均算法的基础上，增加了γ辐射场水平的评断，不仅实现了剂量率的快速测量，而且提高了对γ辐射场变化的响应速度，进而提高了剂量率测量的准确性。

附图说明

图1是具体实施方式中测量γ辐射场剂量率的方法流程图；

图2a是具体实施方式中当测量到60秒时队列中数据示意图，图2b是具体实施方式中当测量到61秒时队列中数据示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：在现有剂量率滑动平均算法的基础上，增加辐射场水平的判断，将辐射场水平作为本次测量结束的标志，实现了剂量率快速测量的基础上，加快对辐射场变化的响应时间，从而使测量结果更加准确。

下面结合具体实施方式和附图对本发明进行详细描述。

图1出示了本发明所述方法一种实施方式的流程，该方法使用GM计数管针对γ辐射场中的剂量率每秒采集一组数据，计算该组数据平均值，并将该组数据平均值插入到队列尾；当队列中数据的个数超过预设的最大队列个数N(N为正整数且60≤N≤100)时，将队列头数据删除，将新采集的一组数据的平均值插入到队列尾。

在开始下一秒采集数据时，计算队列中所有数据的平均值，并将其显示在测量设备上。

从第2秒开始，依次判断下列条件是否成立：①该秒采集的一组数据的平均值是否大于设定值P，P为正整数，且4cps≤P≤6cps，(cps表示每秒的计数个数)，②该秒采集的一组数据的变化方向是否一致，③该秒采集的所有数据与当前队列中所有数据的平均值之差是否均大于或均小于K(K为正整数且3≤K≤5)倍的标准偏差。如果上述条件均满足，则结束本次测量，重新开始测量，测量设备上的显示结果为本次测量的最终结果；如果上述条件有一个不满足，则开始下一秒采集数据。

上述方法中，判断该秒采集的一组数据的变化方向是否一致的方法为：该秒采集的所有数据是否均大于或均小于当前队列中所有数据的平均值，如是，则变化方向一致，否则，变化方向不一致。

上述方法中，标准偏差的计算公式为：

其中M₁、M2...M_n分别为第n秒采集的所有数据的平均值。

实施例

下面以每秒采集2个测量数据、N等于60、P等于5cps，K等于4为例，对本发明测量γ辐射场剂量率的过程进行详细描述，如图1所示。

第1秒采集两个测量数据A₁₁、A₁₂，计算平均值M₁，

M_{1} = \frac{A_{11} + A_{12}}{2},

将M₁插入队列尾，并显示在测量设备上。

第2秒采集两个测量数据A₂₁、A₂₂，计算平均值M₂，

M_{2} = \frac{A_{21} + A_{22}}{2},

将M₂插入到队列尾，并将M₁和M₂(队列中所有数据)的平均值显示在测量设备上。

然后，判断平均值M₂是否大于5cps。如果大于，则继续判断测量数据的变化方向是否一致，即A₂₁和A₂₂是否均大于或均小于M₁和M₂(队列中所有数据)的平均值。

也就是判断

A_{21} > \frac{M_{1} + M_{2}}{2}

和

A_{22} > \frac{M_{1} + M_{2}}{2}

是否同时成立，或者

A_{21} < \frac{M_{1} + M_{2}}{2}

和

A_{22} < \frac{M_{1} + M_{2}}{2}

是否同时成立，如是，则测量数据的变化方向一致。

如果测量数据的变化方向一致，则继续判断A₂₁、A₂₂与M₁、M₂(队列中所有数据)的平均值之差是否均大于4倍的标准偏差。第2秒采集数据的标准偏差的计算公式为：

即判断

(A_{21} - \frac{M_{1} + M_{2}}{2}) > 4 \sqrt{\frac{M 1 + M 2}{2}}

和

(A_{22} - \frac{M_{1} + M_{2}}{2}) > 4 \sqrt{\frac{M 1 + M 2}{2}}

是否同时成立。

如果上述条件均满足，则结束本次测量，进行下一次测量，测量设备上显示的数据便是本次测量的结果。如果上述条件有一个不满足，则继续进行数据采集。接下来对采集到的数据处理方式类推第2秒对采集到的数据的处理方式，直到第61秒。第60秒时的队列数据如图2a所示。

第61秒采集2个测量数据A₆₁、A₆₂，计算平均值M₆₁，

M_{61} = \frac{A_{61} + A_{62}}{2} .

删除队列头数据M₁，将M₆₁插入队列尾，如图2b所示。并计算队列中所有数据M₂、M₃......M₆₁的平均值显示在测量设备上。

然后，判断M₆₁是否大于5cps。如果大于，则继续判断

A_{61} > \frac{M_{2} + M_{3} + . . . + M_{61}}{60}

和

A_{62} > \frac{M_{2} + M_{3} + . . . + M_{61}}{60}

是否同时成立，或者

A_{61} < \frac{M_{2} + M_{3} + . . . + M_{61}}{60}

和

A_{62} < \frac{M_{2} + M_{3} + . . . + M_{61}}{60}

是否同时成立。如果同时成立，则说明变化方式一致，继续判断

(A_{61} - \frac{M_{2} + M_{3} + . . . + M_{61}}{60}) > 4 \sqrt{\frac{M_{2} + M_{3} + . . . + M_{61}}{60}}

和

(A_{62} - \frac{M_{2} + M_{3} + . . . + M_{61}}{60}) > 4 \sqrt{\frac{M_{2} + M_{3} + . . . + M_{61}}{60}}

是否同时成立。

如果上述条件均满足，则结束本次测量，进行下一次测量，测量设备上显示的数据便是本次测量的结果。如果上述条件有一个不满足，则继续进行数据采集。接下来对采集的数据的处理方式类推第61秒对采集的数据的处理方式，直到本次测量结束。

最大队列数N以及标准偏差倍数K的取值都可以根据需要进行调整，以上数值仅作为例子加以参考，本领域的技术人员完全可以根据需要选择不同的数值，一般来说N为正整数且60≤N≤100，K为正整数且3≤K≤5，都是可以选用的数据。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种γ辐射场剂量率快速测量方法，所述方法针对γ辐射场中的剂量率每秒采集一组数据，计算该组数据平均值，并将该组数据平均值插入到队列尾；当队列中数据的个数超过预设的最大队列个数N时，将队列头数据删除，将新采集的一组数据的平均值插入到队列尾；

其特征在于：从第2秒开始，依次判断下列条件是否成立：①该秒采集的一组数据的平均值是否大于设定值P，所述P为正整数，4cps≤P≤6cps，②该秒采集的一组数据的变化方向是否一致，③该秒采集的所有数据与当前队列中所有数据的平均值之差是否均大于或均小于K倍的标准偏差；如果上述条件均满足，则结束本次测量，重新开始测量，测量设备上的显示结果为本次测量的最终结果；如果上述条件有一个不满足，则继续采集数据。

2.如权利要求1所述的一种γ辐射场剂量率快速测量方法，其特征在于：每秒采集的每组数据的个数为2。

3.如权利要求1所述的一种γ辐射场剂量率快速测量方法，其特征在于：所述N为正整数，且60≤N≤100。

4.如权利要求1所述的一种γ辐射场剂量率快速测量方法，其特征在于：所述P＝5cps。

5.如权利要求1至4之一所述的一种γ辐射场剂量率快速测量方法，其特征在于，所述判断该秒采集的一组数据的变化方向是否一致的方法为：该秒采集的所有数据是否均大于或均小于当前队列中所有数据的平均值，如是，则变化方向一致，否则，变化方向不一致。

6.如权利要求1至4之一所述的一种γ辐射场剂量率快速测量方法，其特征在于，所述标准偏差的计算公式为：

其中M₁、M₂…M_n分别为第n秒采集的所有数据的平均值。

7.如权利要求1至4之一所述的一种γ辐射场剂量率快速测量方法，其特征在于，所述K为正整数，且3≤K≤5。