CN101782656B - 一种野外拐杖式光电辐射仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种野外拐杖式光电辐射仪，该辐射仪包括：包括探头和主机、自发电电路及拐杖机械壳体，所述探头包括探测器、前置放大器、脉冲整形与放大电路，所述光电辐射仪设置在拐杖壳体内，构成拐杖型光电辐射仪；所述探测器包括有闪烁晶体、光锥和光电转换装置；自发电电路，带动拐杖内部设置的磁铁，从而切割拐杖内部的线圈感生出电动势，并经电容储能后对内部镍氢充电池进行充电。本发明光电辐射仪为体积小巧、便于携带的光电辐射仪；光电辐射仪设置在改造后的拐杖内部，便于野外勘探人员的使用。

Description

一种野外拐杖式光电辐射仪

技术领域

本发明涉及一种光电辐射仪，尤其涉及一种野外拐杖式光电辐射仪。

背景技术

辐射射线(α，β，γ，中子，X射线等)在气体、液体、固体中引起电离或激发，产生一定能量的光子，然后转换为电信号，由电子仪器测量其强度或能量。不同性质的核辐射，要用不同的探测器。

目前现有的核辐射探测器种类大致有：气体电离探测器、闪烁探测器、半导体探测器。气体电离探测器是发展最早、应用最广的探测器，具有结构简单、使用方便、价格便宜等优点，包括盖革计数管、电晕计数管、正比计数管、电离室等。缺点：工作时环境温度要求局限，一般在低温条件下才能很好正常工作。而且探测器的工作电压一般在几百到上千伏的高压条件下，对于高压电源的性能要求严格。闪烁探测器是一般由核辐射闪烁体(如碘化钠)和光电倍增管组成。按化学成分划分，可以分为有机闪烁体和无机闪烁体；按形态分，有固体、液体和气体闪烁体；固体的又分为单晶、塑料、粉末和玻璃等闪烁体。光电倍增管是按电参数、几何尺寸和用途而组合分类的。根据核测量的需要，可选择闪烁体和光电倍增管组合成各式各样的探测器，这类探测器有探测效率高的优点。缺点：探测器的体积大，光电倍增管电源指标上要求纹波系数小，电源高压输出稳定度高；暗电流难以避免；灵敏度因强光照射或因照射时间过长而降低；光阴极表面各点灵敏度不均匀；对磁场干扰敏感，需要加磁场屏蔽。半导体探测器是用半导体锗、硅为主要原材料制成的探测元件具有能量分辨率高、上升时间快、线性响应好、抗磁场干扰、结构紧凑等优点。缺点：灵敏层厚度有限，不能完全长射程粒子，容易出现漏记现象；有辐射损伤效应；对那些能产生很大电离密度的重带电粒子不大理想。

现有的核辐射探测器主要由辐射传感器(即辐射探头)、主运算放大器、计算系统、报警系统和显示系统组成(如图1所示)，其辐射传感器主要由闪烁晶体(NaI(TI)、光电倍增管、前置放大电路、高压电源及其屏蔽、导热等辅助材料组成。射线打在探头上，与内部NaI(TI)晶体作用，产生光子，光子打在光电倍增管打拿极上产生光电子。经过倍增管内部电极及高压电场极极倍增。最后在光阴极产生电信号，经前置放大电路整形放大输出。

现有的核辐射探测器的工作条件都在高压下，对电源的性能指标上要求纹波小、稳定性要高、功耗大、元器件多、电路复杂，大大增加了辐射仪的体积和成本，而且在使用时，也不便于携带。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种野外拐杖式光电辐射仪。所述技术方案如下：

一种野外拐杖式光电辐射仪，包括：

包括探头和主机，所述探头包括探测器、前置放大器和脉冲整形与放大电路，光电辐射仪还包括自发电电路及拐杖机械壳体，该光电辐射仪设置在拐杖壳体内，构成拐杖型光电辐射仪；所述探测器中有闪烁晶体、光锥和光电转换装置，所述

闪烁晶体，与射线相互作用引起电离和激发，产生光子；

光锥，将光子聚焦到光电转换装置上；

光电转换装置，为PIN光电二极管，用于将光信号转换为电信号；

自发电电路，带动拐杖内部设置的磁铁，从而切割拐杖内部的线圈感生出电动势，并经电容储能后对内部镍氢充电池进行充电。

本发明有益效果：

光电辐射仪为体积小巧、便于携带的光电辐射仪；

光电辐射仪设置在改造后的拐杖内部，便于野外勘探人员的使用，野外勘探人员的使用，即可充当助力，支撑作用，也可以起到直接探测地表岩石矿体的放射性，传统的辐射仪，则需要勘探人员俯身将探测器放置在地表矿体表面，造成不便。同时在某些情况下，该拐杖还可以用来清除野外路障。

附图说明

图1是现有核辐射探测器结构图；

图2是野外拐杖式光电辐射仪系统结构图；

图3为拐杖内部辐射仪自发电的流程图；

图4是野外拐杖式探测器系统结构图；

图5是野外拐杖式光电辐射仪整体结构图；

图6是野外拐杖式探测器结构连接图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述：

本实施例提供了一种野外拐杖式光电辐射仪。

参见图2，辐射仪包括探头、主机、自由发电电路及拐杖机械壳体，其探头主要完成核辐射射线的采集，包括放大和整形探测器、前置放大器和脉冲整形与放大电路，探头通过前置放大器和脉冲整形与放大电路相连；前置放大器使用电荷灵敏前置放大器，具有良好的响应输出和信噪比。主机包括MCU控制器、及与该控制器相连的电源管理模块、脉冲甄别电路、键盘输入装置、声音报警驱动和液晶显示装置。电源管理模块还与探头中的前置放大器相连。光电辐射仪设置在拐杖机械壳体。

参见图3为拐杖内部辐射仪自发电的流程图，光电辐射仪设置在拐杖内，构成拐杖型光电辐射仪，光电辐射仪自带了发电电路，勘探人员使用拐杖时的有规律的撑地动作，带动拐杖内部的磁铁，从而切割拐杖内部的线圈，从而感生出电动势，并将其电动势进行整流滤波，然后经过法拉电容储能后对内部镍氢充电电池进行充电，从而延长野外的工作时间，尤其是无法满足充电条件下，譬如荒郊野地，无法得到市电对电池充电时，可手摇拐杖对内部电池进行充电。

上述探头中的探测器包括闪烁晶体、光锥和光电转换装置(参见图4)，其闪烁晶体采用NaI，发光光谱最大为415nm，光电转换装置采用PIN型光电二极管，通过其闪烁晶体与射线相互作用引起电离和激发，产生光子，该光子聚焦到光电转换装置上，然后利用PIN光电二极管，用于将光信号转换为电信号，最后由电子测量系统对信号进行处理。

参见图5和图6，为光电辐射仪整体效果结构及探测器连接结构图，光电辐射仪的外观像一拐杖型，探测器在离底部1/3左右的位置，电路系统放在“拐杖”的手柄里面。便于野外勘探人员的使用，即可充当助力，支撑作用，也可以起到直接探测地表岩石矿体的放射性，传统的辐射仪，则需要勘探人员俯身将探测器放置在地表矿体表面，造成不便。同时在某些情况下，该拐杖还可以用来清除野外路障。其光电辐射仪中的探测器用四根铝带中间挖空的方式和下面的部分进行连接。使得整个探测器在空气中暴露的面积增加，大大增加了晶体对射线的探测效率。显示信息的液晶凡在了手柄的前端并且采用弧形向上的设计，底部采用尖锥型设计，加上整个管子采用了钛合金材料，使得这个仪器和传统的辐射仪相比使用者将更加方便携带、观察及固定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种野外拐杖式光电辐射仪，包括探头和主机，所述探头包括探测器、前置放大器和脉冲整形与放大电路，其特征在于，光电辐射仪还包括自发电电路及拐杖机械壳体，该光电辐射仪设置在拐杖壳体内，构成拐杖型光电辐射仪；所述探测器中有闪烁晶体、光锥和光电转换装置，电路系统放置在拐杖手柄中，所述

闪烁晶体，与射线相互作用引起电离和激发，产生光子；

光锥，将光子聚焦到光电转换装置上；

光电转换装置，为PIN光电二极管，用于将光信号转换为电信号；

自发电电路，带动拐杖内部设置的磁铁，从而切割拐杖内部的线圈感生出电动势，并经电容储能后对内部镍氢充电池进行充电；

所述探测器，通过四根铝带中间挖空的方式和下面的部分进行连接，增加了晶体对射线的探测效率；

所述光电辐射仪还包括一电子测量系统，且该电子测量系统用于对光电转换装置转换后的电信号进行相应的处理；

所述主机包括电源管理模块、MCU控制器、脉冲甄别电路、键盘输入装置、显示装置、报警驱动装置，并且所述MCU控制器分别与所述电源管理模块、脉冲甄别电路、键盘输入装置、显示装置和报警驱动装置相连；显示信息的液晶设置在手柄的前端并且采用弧形向上的设计，底部采用尖锥型设计。

2.根据权利要求1所述的野外拐杖式光电辐射仪，其特征在于，所述前置放大器为电荷灵敏前置放大器。 

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