CN102062867B - 简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于对辐射场进行检测扫描技术领域，具体涉及一种简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备和方法，它包括水箱，水箱上设置有垂直调整块、第一水平调整块及第二水平调整块，螺杆机构通过垂直调整块垂直设置在水箱上，其与水箱内水面的垂直通过水平矩检测，或者通过第一水平调整块及第二水平调整块水平设置在水箱上，本发明是在螺杆机构与水箱之间增加调整块，通过调节调整块来调整螺杆机构的水平及垂直，通过水平矩检测螺杆机构与水面的垂直，进而保证探测器始终与水面保持垂直或平行，满足检测扫描需要的条件，保证检测扫描的准确性，同时结构简单，操作方便，使用简便，工作性能稳定，功能强大，体积小，重量轻，方便移动及运输。

Description

简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备和方法

技术领域：

本发明属于对辐射场进行检测扫描技术领域，具体涉及一种简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备和方法。

背景技术：

目前，在对新安装的医院放疗设备的验收中；在对医院的原有放疗设备大修后的检测中；在医院放疗设备的日常质量保证和质量控制中及医院为治疗计划采集的放疗设备数据中往往需要采用三维水箱测量系统，三维水箱测量系统主要由大水箱、精密步进电机、电离室、控制盒、计算机和相应软件组成，能对射线在水模中相对剂量分布进行快速自动扫描，并将结果数值化并自动算出射线的半高宽、半影、对称性、平坦度、最大剂量点深度等参数，来判断医院放疗设备状况。

但是，目前市场上的三维水箱测量系统，其水箱体积很大，重量重(带水约200kg)，移动调整运输都比较困难，在实际使用过程中，需要多人操作，费时费力，并且在运输时往往需要专用的运输车辆，运输费用较贵，而且三维水箱测量系统在使用过程中，在进行垂直测量时，要求探测器必须垂直于水箱内水面，在进行水平测量时，要求探测器必须平行于水箱内的水面，而目前三维水箱的螺杆机构固定在水箱内部，其无法调节自身的水平及垂直，只能通过调整水箱来调节水平及垂直，而在三维水箱的实际使用过程中，水箱本身及螺杆机构自身很容易发生变形，而且这些变形是永久性的变形，变形之后无法修复，在实际使用中一些细微的变形是无法确认的，如果使用变形的三维水箱对放疗设备进行验收或检测时，其检测结果是不准确的，不能保证放疗设备的质量，不能保证采集的放疗设备数据的准确性，甚至可能造成十分严重的后果，而且，目前国内市场上的三维水箱测量系统大多是从国外进口的，其市场及技术核心被国外厂家控制，严重制约在此领域我国科技水平的提高，对我国经济发展也十分不利。

发明内容：

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备和方法，它是在水箱与螺杆机构之间增加调整块，通过调节调整块来调节螺杆机构的水平及垂直，并通过水平矩来检测螺杆机构与水箱水面的垂直，保证螺杆机构与水箱内水面的垂直或水平，从而保证探测器进行检测扫描时，始终与水面保持垂直或平行，满足检测扫描需要的条件，它结构简单，操作方便，使用简便，工作性能稳定，功能强大。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，它包括水箱，其中：所述的水箱上设置有垂直调整块、第一水平调整块及第二水平调整块，螺杆机构通过垂直调整块垂直设置在水箱上，其与水箱内水面的垂直通过水平矩检测，或者通过第一水平调整块及第二水平调整块水平设置在水箱上，所述的螺杆机构包括螺杆，螺杆设置在螺杆座内，螺杆座上端设置有电机，电机的输出轴与螺杆上端连接，螺杆座上设置有移动块，移动块与螺杆通过螺纹连接，移动块上设置有万向座，万向座上设置有加长杆，加长杆上设置有探测杆，探测杆下端设置有探测器。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的垂直调整块包括第一调节块及第二调节块，第一调节块的截面形状为“n”形，其一侧面上固定有第二调节块，其顶面上设置有第一调整螺栓及第二调整螺栓，其另一侧面设置有第六调整螺栓，第二调节块的下部设置有第三调整螺栓。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的水平矩包括水平边及垂直边，水平边与垂直边相互垂直，水平边上设置有水槽，水槽上设置有水平线，水槽内设置有液体，液体的体积与水平线以下水槽的容积相等。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的水平矩的垂直边及水平边的倾斜度均≤1∶1500。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的第一水平调整块的截面形状为“h”形，其上设置有第四调整螺栓，其侧面设置有第一固定螺栓，所述的第二水平调整块的结构与第一水平调整块的结构相同，其截面形状也为“h”形，其上设置有第五调整螺栓，其侧面设置有第二固定螺栓。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的万向座包括座体，座体固定在移动块上，座体内设置有万向球，加长杆固定在万向球上，座体上设置有锁紧螺栓及限位槽。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的第一调整螺栓的端头、第二调整螺栓的端头、第三调整螺栓的端头、第四调整螺栓的端头、第五调整螺栓的端头、第六调整螺栓的端头均为半圆形端头，或在其上设置钢珠。

简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整的方法包括以下步骤：

第一步：辐射场垂直扫描前准备：

将螺杆机构与垂直调整块的第二调节块相互固定，通过第一调节块将垂直调整块连同螺杆机构与水箱连接，预紧第一调整螺栓、第二调整螺栓及第三调整螺栓；

第二步：调整螺杆机构在xz平面上的垂直：

将水平矩的垂直边压紧螺杆座的底面，观察水平矩内的液面与水平线是否重合，如果液面与水平线不重合，则调整第一调整螺栓或第二调整螺栓，即拧紧液面较高的一侧的调整螺栓，或者松开液面较低的一侧的调整螺栓，直至液面与水平线重合为止，调整水平完毕；

第三步：调整螺杆机构在yz平面上的垂直：

将水平矩的垂直边压紧螺杆座的侧面，观察水平矩内的液面与水平线是否重合，如果液面与水平线不重合，则调整第三调整螺栓及第六调整螺栓，直至液面与水平线重合为止，调整垂直完毕；

第四步：辐射场垂直扫描：

启动电机，移动块沿螺杆向下运动，带动探测器向下运动，探测器在水箱的液面之下对辐射场进行检测扫描，将数据反馈给计算机；

第五步：辐射场水平扫描前准备：

待垂直扫描完毕后，将螺杆机构从垂直调整块上拆下，然后与第一水平调整块及第二水平调整块固定，再将第一水平调整块及第二水平调整块与水箱连接，预紧第四调整螺栓、第五调整螺栓、第一固定螺栓及第二固定螺栓；

第六步：调整水平

将移动块移动至第一水平调整块处，将探测器放在水箱内的液面上，从液面下观察探测器的中心，如果观测到的是一个正圆形，则说明探测器的中心与液面重合，如果观测到的不是一个正圆形，则说明探测器的中心与液面不重合，则调节第一水平调整块上的第四调整螺栓，直至从液面下观察探测器中心，能观测到其中心是正圆形为止，然后拧紧第一固定螺栓；

然后将移动块移动至第二水平调整块处，将探测器放在水箱内的液面上，从液面下观察探测器中心，如果观测到的是一个正圆形，则说明探测器的中心与液面重合，如果观测到的不是一个正圆形，则说明探测器的中心与液面不重合，则调节第二水平调整块上的第五调整螺栓，直至从液面下观察探测器中心，能观测到其中心是正圆形为止，然后拧紧第二固定螺栓，至此水平调整完毕；

在实际使用时，也可以先在第二水平调整块处调整水平，然后在第一水平调整块处调整水平。

第七步：辐射场水平扫描：

启动电机，移动块沿螺杆左右运动，带动探测器左右运动，探测器在水箱的液面之下对辐射场进行检测扫描，将数据反馈给计算机；

第八步：待水平扫描完毕后，将螺杆机构及调整块从水箱上拆下，装箱保存，对扫描的数据汇总处理。

本发明的有益效果为：

1、本发明是在水箱与螺杆机构之间增加调整块，通过调节调整块来调节螺杆机构的水平及垂直，并通过水平矩来检测螺杆机构与水箱水面的垂直，保证螺杆机构与水箱内水面的垂直或水平，从而保证探测器进行检测扫描时，始终与水面保持垂直或平行，满足检测扫描需要的条件；

2、本发明能够保证螺杆机构始终处于垂直或水平状态，从而保证探测器始终处于垂直或者水平状态，克服原有三维水箱的螺杆机构无法确定自身是否垂直或水平的缺点，尽可能的保证检测扫描的准确性；

3、本发明的水箱可采用小水箱，水箱体积小，重量轻(带水约40kg)，方便移动及运输，同时也方便调整水箱的水平，克服了原有水箱体积大，重量重，移动运输困难的缺点；

4、本发明结构简单，操作方便，使用简便，工作性能稳定，功能强大，即使水箱及螺杆机构发生变形，也能通过调整得到准确的测量数据，可使我国摆脱国外技术的限制，有利于科技进步。

附图说明：

图1为辐射场垂直扫描时本发明的结构示意图；

图2为本发明图1的左视示意图；

图3为辐射场水平扫描时本发明的结构示意图；

图4为本发明图3的左视示意图；

图5为本发明的垂直调整块的结构示意图；

图6为本发明的图5的左视示意图；

图7为本发明的第一水平调整块的结构示意图；

图8为本发明图7的左视示意图；

图9为本发明的万向座的结构示意图；

图10为本发明的图9的右视示意图；

图11为本发明的水平矩的结构示意图；

图12为本发明的图11的左视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1～图10所示，一种简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，它包括水箱1，水箱1上设置有垂直调整块3、第一水平调整块13及第二水平调整块16，垂直调整块3包括第一调节块22及第二调节块21，第一调节块22的截面形状为“n”形，其一侧面上固定有第二调节块21，其顶面上设置有第一调整螺栓4及第二调整螺栓11，其另一侧面设置有第六调整螺栓30，第二调节块21的下部设置有第三调整螺栓2；第一水平调整块13的截面形状为“h”形，其上设置有第四调整螺栓15，其侧面设置有第一固定螺栓14，所述的第二水平调整块16的结构与第一水平调整块13的结构相同，其截面形状也为“h”形，其上设置有第五调整螺栓18，其侧面设置有第二固定螺栓17；在对辐射场进行垂直检测扫描时，螺杆机构与垂直调整块3的第二调节块21固定，螺杆机构通过垂直调整块3与水箱1连接；其与水箱1内水面的垂直通过水平矩检测，在对辐射场进行水平检测扫描时，螺杆机构与第一水平调整块13及第二水平调整块16固定，通过第一水平调整块13及第二水平调整块16与水箱1连接。

螺杆机构包括螺杆6，螺杆6设置在螺杆座5内，螺杆座5上端设置有电机12，电机12的输出轴与螺杆6上端连接，螺杆座5上设置有移动块7，移动块7与螺杆6通过螺纹连接，移动块7上设置有万向座9，万向座9包括座体27，座体27成圆柱状，其一端固定在移动块7上，另一端设置有万向球28，加长杆20固定在万向球28上，座体27上设置有锁紧螺栓8及限位槽29，限位槽29及锁紧螺栓8控制加长杆20的位置，只有当加长杆20与座体27同轴或加长杆20与座体27的轴线垂直时，锁紧螺栓8才能将万向球28锁死，加长杆20上设置有探测杆10，探测杆10下端设置有探测器19，移动块7为线性轴承。

当需要对辐射场进行垂直检测扫描时，将螺杆机构与垂直调整块3的第二调节块21固定，然后将第一调节块22与水箱1连接，启动电机12，电机12带动螺杆6旋转，移动块7沿螺杆6上下运动，带动探测杆10及探测器19垂直上下运动，使探测器19从水箱1的水面开始垂直向下对水面下的辐射场进行检测扫描，将数据传输给计算机汇总整理。

当需要对辐射场进行水平检测扫面时，螺杆机构通过第一水平调整块13及第二水平调整块16与水箱1连接，启动电机12，电机12带动螺杆6旋转，移动块7沿螺杆6左右运动，带动探测杆10及探测器19左右运动，探测器19从左至右或者从右至左在水箱1的水面之下对辐射场进行检测扫描，将数据传输给计算机汇总整理。

具体检测扫描步骤如下：

第一步：辐射场垂直扫描前准备：

将螺杆机构与垂直调整块3的第二调节块21相互固定，通过第一调节块22将垂直调整块3连同螺杆机构与水箱1连接，预紧第一调整螺栓4、第二调整螺栓11及第三调整螺栓2；

第二步：调整螺杆机构在xz平面上的垂直：

将水平矩的垂直边23压紧螺杆座5的底面，观察水平矩内的液面与水平线24是否重合，如果液面与水平线24不重合，则调整第一调整螺栓4或第二调整螺栓11，如果第一调整螺栓4所在的一端的液面高于第二调整螺栓11所在的一端的液面，则拧紧第一调整螺栓4或者松开第二调整螺栓11，直至水槽26内的液面与水平线24重合为止；如果第二调整螺栓11所在的一端的液面高于第一调整螺栓4所在的一端的液面，则拧紧第二调整螺栓11或者松开第一调整螺栓4，直至水槽26内的液面与水平线24重合为止；

如图11、图12所示，水平矩为本发明中对螺杆机构的水平及垂直进行检测的必备设备，没有它无法调节螺杆机构的水平及垂直，可能导致检测结果不准确的，不能保证放疗设备的质量，水平矩它包括水平边25及垂直边23，垂直边23及水平边25两边的倾斜度均为1∶1500，水平边25与垂直边23相互垂直，水平边25上设置有水槽26，水槽26上设置有水平线24，水槽26内设置有液体，液体的体积与水平线24一下水槽26的容积相等，水平矩内液面始终与水箱1内液面平行。

第三步：调整螺杆机构在yz平面上的垂直：

将水平矩的垂直边23压紧螺杆座5的侧面，观察水平矩内的液面与水平线24是否重合，如果液面与水平线24不重合，则调整第三调整螺栓2及第六调整螺栓30，直至液面与水平线24重合为止，调整垂直完毕；

第四步：辐射场垂直扫描：

调整完毕后，松开万向座9的锁紧螺母8，将加长杆20调节至与座体27轴线垂直的位置，然后拧紧锁紧螺母8，启动电机12，电机12带动螺杆6旋转，移动块7沿螺杆6垂直向下运动，移动块7带动探测器19垂直向下运动，探测器19在水箱1的液面之下，垂直向下对辐射场进行检测扫描，将数据反馈给计算机；

第五步：辐射场水平扫描前准备：

待垂直扫描完毕后，将螺杆机构从垂直调整块3上拆下，然后与第一水平调整块13及第二水平调整块16固定，再将第一水平调整块13及第二水平调整块16与水箱1连接，预紧第四调整螺栓15、第五调整螺栓18、第一固定螺栓14及第二固定螺栓17；

第六步：调整水平

将移动块7移动至第一水平调整块13处，将探测器19放在水箱1内的液面上，从液面下观察探测器19的中心，如果观测到的是一个正圆形，则说明探测器19的中心与液面重合，如果观测到的不是一个正圆形，则说明探测器19的中心与液面不重合，则调节第一水平调整块13上的第四调整螺栓15，直至从液面下观察探测器19中心，能观测到其中心是正圆形为止，然后拧紧第一固定螺栓14；

然后将移动块7移动至第二水平调整块16处，将探测器19放在水箱1内的液面上，从液面下观察探测器19中心，如果观测到的是一个正圆形，则说明探测器19的中心与液面重合，如果观测到的不是一个正圆形，则说明探测器19的中心与液面不重合，则调节第二水平调整块16上的第五调整螺栓18，直至从液面下观察探测器19中心，能观测到其中心是正圆形为止，然后拧紧第二固定螺栓17，至此水平调整完毕；

第七步：辐射场水平扫描：

调整完毕后，松开万向座9的锁紧螺母8，将加长杆20调节至与座体27同轴的位置，然后拧紧锁紧螺母8，启动电机12，电机12旋转，带动螺杆6旋转，移动块7沿螺杆6左右运动，带动探测器19左右运动，探测器19在水箱1的液面之下从左至右或者从右至左对辐射场进行检测扫描，将数据反馈给计算机；

第八步：待水平扫描完毕后，将螺杆机构及调整块从水箱上拆下，装箱保存，对扫描的数据汇总处理。

本发明不仅在对放疗设备的检测验收中使用，在其他需要在水下对辐射场进行检测扫描分析的地方同样适用。

要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

Claims (8)

1.简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，它包括水箱(1)，其特征在于：所述的水箱(1)上设置有垂直调整块(3)、第一水平调整块(13)及第二水平调整块(16)，螺杆机构通过垂直调整块(3)垂直设置在水箱(1)上，其与水箱(1)内水面的垂直通过水平矩检测，或者通过第一水平调整块(13)及第二水平调整块(16)水平设置在水箱(1)上，所述的螺杆机构包括螺杆(6)，螺杆(6)设置在螺杆座(5)内，螺杆座(5)上端设置有电机(12)，电机(12)的输出轴与螺杆(6)上端连接，螺杆座(5)上设置有移动块(7)，移动块(7)与螺杆(6)通过螺纹连接，移动块(7)上设置有万向座(9)，万向座(9)上设置有加长杆(20)，加长杆(20)上设置有探测杆(10)，探测杆(10)下端设置有探测器(19)。

2.根据权利要求1所述的简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，其特征在于：所述的垂直调整块(3)包括第一调节块(22)及第二调节块(21)，第一调节块(22)的截面形状为“n”形，其一侧面上固定有第二调节块(21)，第一调节块(22)的顶面上设置有第一调整螺栓(4)及第二调整螺栓(11)，第一调节块(22)的另一侧面设置有第六调整螺栓(30)，第二调节块(21)的下部设置有第三调整螺栓(2)。

3.根据权利要求1所述的简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，其特征在于：所述的水平矩包括水平边(25)及垂直边(23)，水平边(25)与垂直边(23)相互垂直，水平边(25)上设置有水槽(26)，水槽(26)上设置有水平线(24)，水槽(26)内设置有液体，液体的体积与水平线(24)以下水槽(26)的容积相等。

4.根据权利要求3所述的简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，其特征在于：所述的水平矩的垂直边(23)及水平边(25)两边的倾斜度均≤1∶1500。

5.根据权利要求1所述的简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，其特征在于：所述的第一水平调整块(13)的截面形状为“h”形，其上设置有第四调整螺栓(15)，第一水平调整块(13)的侧面设置有第一固定螺栓(14)，所述的第二水平调整块(16)的结构与第一水平调整块(13)的结构相同，其截面形状也为“h”形，其上设置有第五调整螺栓(18)，第二水平调整块(16)的侧面设置有第二固定螺栓(17)。

6.根据权利要求1所述的简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，其特征在于：所述的万向座(9)包括座体(27)，座体(27)固定在移动块(7)上，座体(27)内设置有万向球(28)，加长杆(20)固定在万向球(28)上，座体(27)上设置有锁紧螺栓(8)及限位槽(29)。

7.根据权利要求2所述的简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，其特征在于：所述的第一调整螺栓(4)的端头、第二调整螺栓(11)的端头、第三调整螺栓(2)的端头及第六调整螺栓(30)的端头均为半圆形端头。

8.根据权利要求5所述的简便准确的辐射场三维扫描水平垂直调整设备，其特征在于：所述的第四调整螺栓(15)的端头及第五调整螺栓(18)的端头均为半圆形端头。

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