CN102087365B - 门式辐射监测仪动态灵敏度校准检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及辐射监测技术，具体涉及一种门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备及方法。该设备包括高速定位系统、控制柜和计算机控制系统；所述高速定位系统包括轨道安装支架和设置在轨道安装支架上的直线轨道，直线轨道上设有同步带，同步带与伺服电机相连接，伺服电机通过控制柜与计算机控制系统连接，同步带上设有滑块，并能够带动滑块和放射源盒在直线轨道上高速运动。本发明为有效地评估、校准、检测门式辐射监测仪的动态性能，测试放射源的运动速度对仪器探测灵敏度的影响程度提供了一种解决方案。

Description

门式辐射监测仪动态灵敏度校准检测设备及方法

技术领域

本发明涉及辐射监测技术，具体涉及一种门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备及方法。

背景技术

门式辐射监测仪用于探查和防止核材料和放射源的非法贸易和转移，是加强放射源安全和军用核材料保安的重要技术手段。这种灵敏度很高且技术复杂的大型仪器，在重要核设施(如核电站、后处理厂)、边境口岸、机场、港口、高速公路、铸造厂、炼钢厂、废料场、废渣填埋场和焚化厂、大型集会场所等处安装和配备，对其技术性能有严格的要求。近年来随着各种恐怖活动和其它危险因素(如无主源、核材料走私、脏弹等)的增加，门式放射性监测仪安装使用率大幅增加。由于可观的市场需求所驱动，我国有许多用户引入国外不同厂家和型号的多种产品，国内多家单位已经开始这类仪器设备的研发工作并有一些用户使用。但有关门式辐射监测仪检测方法研究及装置建立在国内尚属空白。

门式放射性监测仪这类设备大都是室外固定安装长期使用的，运行环境恶劣，在使用过程和设备研发定型过程中，需要进行定期校准检测，以保证这类设备的检测性能。动态灵敏度是评价这类仪器的重要技术指标，受放射源移动速度的影响很大，因此动态灵敏度检测方法和检测装置的研究十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备及方法，利用本发明可有效地评估、校准、检测门式辐射监测仪的动态性能，测试放射源的运动速度对仪器探测灵敏度的影响。

为实现上述目的，本发明提供了一种门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，包括高速定位系统、控制柜和计算机控制系统；所述高速定位系统包括轨道安装支架和设置在轨道安装支架上的直线轨道，直线轨道上设有同步带，同步带与伺服电机相连接，伺服电机通过控制柜与计算机控制系统连接，同步带连接滑块，并能够带动滑块在直线轨道上运动，滑块上设置放射源盒

进一步，如上所述的门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，其中，在直线轨道的两端分别设有减速开关和限位开关。

进一步，如上所述的门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，其中，所述的控制柜由PLC控制器、电机驱动器、电源变压器和空气开关组成。

更进一步，上述控制柜上还包括操作按钮和相应的指示灯，其中操作按钮包括紧急停止按钮、系统控制电源开关，系统电源关闭按钮、伺服启动按钮、伺服电源关闭按钮。

进一步，如上所述的门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，其中，所述的计算机控制系统由安装有控制程序的计算机和基于工业计算机的运动控制卡组成。

进一步，如上所述的门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，其中，所述的直线轨道由多段组成，使用时多段之间相互连接，进行轨道长度调节。

本发明进一步提供了应用上述设备进行门式辐射监测仪动态灵敏度检测的方法，其步骤为：

(一)测试门式辐射监测仪的本底计数，多次测量，计算本底计数平均值BN；

(二)在放射源盒中放置适当的放射源，使放射源按照不同的速度通过门式放射性监测仪的探测灵敏中心区，记录不同速度下的放射性监测仪从放射源运动开始到运动停止时的总计数，每种速度下都需要多次测量，求总计数的平均值X；

(三)求出每种速度下门式辐射监测仪的净计数N，N＝X-BN

(四)按照下面的公式，对放射源活度进行半衰期修正，得到修正后的活度值A；

$A=A_0\×e^{-0.693\×t/T_0}$

式中：A修正后的放射源活度，

A₀放射源原始活度，

t放射源已经衰变的时间，

T₀放射源的半衰期；

(五)计算每种速度下的探测效率ρ，ρ＝N/A；

(六)按照下面的公式计算每种速度下的探测灵敏度，即最小可探测活度MDA：

$\mathrm{MDA}=2\×\sqrt{\frac{2\×\mathrm{BN}}{T}}/\mathrm{\ρ}$

其中，BN为本底计数平均值，T为测量时间，ρ为探测效率；

(七)针对不同的放射源，记录每一种放射源以不同速度下通过门式放射性监测仪的探测灵敏中心时，门式放射性监测仪发生污染报警的情况；一种放射源在每个速度下运行N1次，记录发生报警的次数N0，计算出报警率N0/N1，得出各种放射源在不同速度下的报警率；

(八)通过不同速度下的监测仪动态灵敏度的比较，了解不同运动速度对于探测灵敏度的影响。

本发明的效果在于：本发明提供了一种门式辐射监测仪动态灵敏度检测方法及装置，通过使用该发明，能够对门式辐射监测仪的动态性能进行有效地评估、校准和检测。

附图说明

图1是本发明门式辐射监测仪动态灵敏度测试装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、技术特征和发明效果能够更加明显易懂，下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供了一种门式辐射监测仪动态灵敏度检测装置，其包括：高速定位系统、控制柜和计算机控制系统。其中，高速定位系统由轨道安装支架1、直线轨道2、同步带3、伺服电机10、减速开关5和限位开关4组成；直线轨道2设置在轨道安装支架1上，直线轨道2上设有同步带3，同步带3与伺服电机10相连接，伺服电机10通过控制柜8与计算机控制系统9连接，同步带3连接滑块6，并能够带动滑块6在直线轨道2上运动，滑块6上设置放射源盒7。

控制柜8由PLC控制器、电机驱动器、电源变压器和空气开关组成；控制柜上还包括操作按钮和相应的指示灯，其中操作按钮包括紧急停止按钮、系统控制电源开关，系统电源关闭按钮、伺服启动按钮、伺服电源关闭按钮。计算机控制系统9由计算机、基于工业计算机的运动控制卡和控制程序组成，运动控制卡的型号为MPC02。运动控制卡插在控制计算机内，控制程序通过控制运动控制卡，发出运动指令给伺服电机10的控制单元，控制滑块6在轨道上按照指令做加速、减速和匀速运动。在轨道的两端，各有一个减速开关5和一个限位开关4，两种开关均为接触型机械开关，起安全保障的作用。当滑块6运动到减速开关5的位置时，减速开关5发出信号给伺服电机10的控制单元，控制滑块6开始减速运行，再遇到限位开关4，就可以控制滑块6完全停止运行，以保障高速运行的滑块不会冲出轨道。直线轨道2可以由多段组成，使用时多段之间相互连接，进行轨道长度调节。本实施例中，直线轨道分为三段，使用时将三段用连接器连接在一起，可方便延长和缩短轨道长度，便于实验室存放和使用。

在本实施例中，运动速度在0～10m/s的范围内连续可调，直线轨道的有效行程为9米。以下对本发明检测门式辐射监测仪的动态灵敏度的过程进行具体的说明。门式辐射监测仪动态灵敏度检测的方法包括如下步骤：

(一)测试门式辐射监测仪的本底计数，多次测量，计算本底计数平均值BN；

(二)在放射源盒中放置适当的放射源，使放射源按照不同的速度通过门式放射性监测仪的探测灵敏中心区，记录不同速度下的放射性监测仪从放射源运动开始到运动停止时的总计数，每种速度下都需要多次测量，求总计数的平均值X；

(三)求出每种速度下门式辐射监测仪的净计数N，N＝X-BN

(四)按照下面的公式，对放射源活度进行半衰期修正，得到修正后的活度值A；

$A=A_0\×e^{-0.693\×t/T_0}$

式中：A修正后的放射源活度，

A₀放射源原始活度，

t放射源已经衰变的时间，

T₀放射源的半衰期；

(五)计算每种速度下的探测效率ρ，ρ＝N/A；

(六)按照下面的公式计算每种速度下的探测灵敏度，即最小可探测活度MDA：

$\mathrm{MDA}=2\×\sqrt{\frac{2\×\mathrm{BN}}{T}}/\mathrm{\ρ}$

其中，BN为本底计数平均值，T为测量时间，ρ为探测效率；

(七)针对不同的放射源，记录每一种放射源以不同速度下通过门式放射性监测仪的探测灵敏中心时，门式放射性监测仪发生污染报警的情况；一种放射源在每个速度下运行N1次，记录发生报警的次数N0，计算出报警率N0/N1，得出各种放射源在不同速度下的报警率；

(八)通过不同速度下的监测仪动态灵敏度的比较，了解不同运动速度对于探测灵敏度的影响。

Claims (6)

1.一种门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，包括高速定位系统、控制柜和计算机控制系统，其特征在于：所述高速定位系统包括轨道安装支架(1)和设置在轨道安装支架(1)上的直线轨道(2)，直线轨道(2)上设有同步带(3)，同步带(3)与伺服电机(10)相连接，伺服电机(10)通过控制柜(8)与计算机控制系统(9)连接，同步带(3)连接滑块(6)，并能够带动滑块(6)在直线轨道(2)上运动，滑块(6)上设置放射源盒(7)。

2.如权利要求1所述的门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，其特征在于：在直线轨道(2)的两端分别设有减速开关(5)和限位开关(4)。

3.如权利要求1或2所述的门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，其特征在于：所述的控制柜(8)由PLC控制器、电机驱动器、电源变压器和空气开关组成。

4.如权利要求3所述的门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，其特征在于：所述的控制柜(8)上还包括操作按钮和相应的指示灯，其中操作按钮包括紧急停止按钮、系统控制电源开关，系统电源关闭按钮、伺服启动按钮、伺服电源关闭按钮。

5.如权利要求1或2所述的门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，其特征在于：所述的计算机控制系统(9)由安装有控制程序的计算机和运动控制卡组成。

6.如权利要求1或2所述的门式辐射监测仪动态灵敏度检测设备，其特征在于：所述的直线轨道(2)由多段组成，使用时多段之间相互连接，进行轨道长度调节。

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