CN102540242B - 用于携载检测仪器的携载车和辐射吸收剂量测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于携载检测仪器的携载车和使用该携载车的辐射吸收剂量测量装置。本发明的携载车包括：由分段式型材构件可拆卸地连接而成的底座框架；可拆卸地安装在底座框架下侧的至少一个驱动轮单元和至少一个从动轮单元；用于对驱动轮单元供电并进行控制的驱动电源与控制装置，其可拆卸地安装在底座框架上，而且可分离地电连接到驱动轮单元；可拆卸地安装在底座框架上的立柱；用于可拆卸地安装检测仪器的托盘，所述托盘被可拆卸地连接到立柱。此外，本发明通过将辐射剂量仪可拆卸地安装在本发明携载车的托盘上，还提供了一种辐射吸收剂量测量装置，其用于测量被照物通过辐射型安全检查系统时受到的辐射吸收剂量。

Description

用于携载检测仪器的携载车和辐射吸收剂量测量装置

技术领域

本发明涉及用于携载检测仪器的携载车和使用该携载车实现的辐射吸收剂量测量装置。

背景技术

基于辐射成像原理，利用带有X或γ辐射源和辐射探测器等装置来获取集装货物或车辆等被检物图像的检查系统一般称为辐射型安全检查系统。目前，货物运输的主要途径有船运、铁路和公路等，而相应的运输装载工具包括集装箱、火车、卡车等。用于检查这些运输装载工具所载货物的辐射型安全检查系统是一种有效的安全检查装置，近些年来已得到广泛应用。

辐射型安全检查系统由于需要产生一定量的X或γ等电离辐射，因而在进行安全检查时，势必对被检货物以及运输装载工具上的人员等造成辐射影响。也就是说，被检货物以及运输装载工具上的人员将会吸收一定剂量的辐射。被检货物以及运输装载工具上的人员所吸收的这种辐射剂量通常称为辐射吸收剂量，而被检货物以及运输装载工具上的人员通过辐射型安全检查系统一次所吸收的这种辐射剂量相应地被称为一次通过吸收剂量。为了验证所用辐射型安全检查系统是否满足各种辐射标准的相关要求，评价被检货物以及相关人员是否安全，测量辐射吸收剂量的大小是十分必要的。

现有辐射型安全检查系统多数采用辐射源装置固定不动，载有货物的被检车辆缓慢移动的方式来实现安全检查过程。通常，测量辐射吸收剂量需要使用各种辐射剂量测量仪器或设备（在本申请中统称为辐射剂量仪）来完成。因此，辐射剂量仪应放置在被检车辆内货物或者人员所处的相应位置上，按照正常速度通过安全检查系统就可获取到一次通过吸收剂量值。为了满足辐射剂量仪响应要求和减少测量误差，实际上往往需要通过多次（例如几十次甚至上百次）地进行重复累积测量才能得到较为可靠的一次通过吸收剂量值。因此，现有技术中这种将辐射剂量仪放置在被检车辆内货物或人员所处相应位置上来测量辐射吸收剂量的方式非常不便，而且可能带来对驾驶被检车辆的司机额外的辐射剂量。

尤其地，对于检查火车的辐射型安全检查系统而言，要测量火车在辐射型安全检查系统中的一次通过吸收剂量值更加困难，这至少是因为：

1）火车的长度非常长而且运行在固定的铁轨上，因此火车不能像普通集卡车辆一样较为自由地实现循环往返运动；

2）铁路轨道不像平地路面，其它交通工具或移动装置难以在上面运动；

3）铁路上有十分严格的管理制度，调度火车的难度大、代价高。

因此，现有技术的辐射吸收剂量测量方式对于火车辐射型安全检查系统而言不但费时费力、费用高昂，而且非常不便。

发明内容

本发明第一方面的目的在于克服现有技术中存在的至少一个缺陷，提供一种新型的、便于携带和现场组装的携载车，其能够运行在铁路轨道上或其他平坦路面上，以便根据检测需要，携载适当的检测仪器进行相应检测。

本发明第一方面的一个进一步的目的在于使得本发明的携载车体积小、成本低、操作简便。

本发明第二方面的目的在于克服现有技术中存在的至少一个缺陷，提供一种新型的辐射吸收剂量测量装置，以便测量辐射型安全检查系统对人员或物体造成的辐射吸收剂量值。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于携载检测仪器的携载车.所述携载车包括：由分段式型材构件可拆卸地连接而成的底座框架；可拆卸地安装在所述底座框架下侧的至少一个驱动轮单元和至少一个从动轮单元；用于对所述驱动轮单元供电并控制所述驱动轮单元的驱动电源与控制装置，其可拆卸地安装在所述底座框架上，并且可分离地电连接到所述驱动轮单元；可拆卸地安装在所述底座框架上的立柱；用于可拆卸地安装所述检测仪器的托盘，所述托盘被可拆卸地连接到所述立柱。

优选地，所述立柱由分段式型材构件可拆卸地连接而成。

优选地，所述立柱和所述底座框架被设置成使得所述立柱在所述底座框架上的安装位置可沿至少一个水平方向调整。

优选地，所述托盘和所述立柱被设置成使得所述托盘在所述立柱上的安装高度可调整。

优选地，所述驱动轮单元的数量为一个，所述从动轮单元的数量为两个。

优选地，所述底座框架被连接成具有一根侧梁和一根横梁的T字型构件；所述驱动轮单元安装在所述侧梁的前部；所述从动轮单元中的一个安装在所述侧梁的后部，所述从动轮单元中的另一个安装在所述横梁上；所述驱动轮单元具有至少一个走行轮、至少一个导向轮以及驱动所述走行轮正向或反向转动的驱动装置；而且每个所述从动轮单元具有至少一个走行轮和至少一个导向轮。

优选地，安装在所述横梁上的从动轮单元在所述横梁上的横向位置可调。

优选地，所述底座框架被连接成带有中部横梁的矩形构件，所述矩形构件由前横梁、左侧梁、后横梁以及右横梁首尾相接而成；所述驱动轮单元安装在所述前横梁的中部；所述从动轮单元关于所述后横梁的中点间隔对称地安装在所述后横梁的两侧；所述驱动轮单元具有一个走行轮和驱动所述走行轮转动的驱动装置；而且每个所述从动轮单元具有一个走行轮。

优选地，所述携载车还包括控制所述驱动电源与控制装置的遥控器。

根据本发明的第二方面，提供了一种辐射吸收剂量测量装置，包括：本发明提供的携载车；以及辐射剂量仪，其被可拆卸地安装在所述携载车的所述托盘上。

由于本发明携载车的底座框架被设计成由分段式型材构件可拆卸地连接而成，而且驱动轮单元和从动轮单元被设计成可拆卸地连接到所述底座框架，因而通过将底座框架连接成适当构形以及更换不同的驱动轮单元和从动轮单元，可以使得本发明的携载车能够运行在铁路轨道上或其他平坦路面上，携载所需的检测仪器进行相应检测。

特别地，本发明的辐射吸收剂量测量装置可用于测量辐射型安全检查系统对货物或人员造成的辐射影响，其不但能够运行在铁路轨道上，对通过火车辐射型安全检查系统的辐射吸收剂量进行测量，而且也能够在例如平坦路面上对通过用于集装箱、集卡车等的辐射型安全检查系统的辐射吸收剂量进行测量。

本发明的携载车和相应的辐射吸收剂量测量装置不但体积小、成本低、操作简便，而且对行驶速度、行驶时间和/或行驶距离的控制相比于现有技术更加精确、方便，因而能够更加准确、方便、快捷、经济地测量辐射型安全检查系统给予被检物和相关人员的辐射吸收剂量值。特别地，在对火车辐射型安全检查系统的辐射吸收剂量的测量中，使用本发明的携载车和相应的辐射吸收剂量测量装置尤其有利。

根据下文结合附图对本发明优选实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将会参照附图并以示例性而非限制性的方式对本发明的优选实施例进行详细描述，附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应理解的是，这些附图未必是按实际比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明第一方面的用于携载检测仪器的携载车的一个优选实施例的结构示意图；

图2是图1所示携载车的示意性俯视图；

图3是图1所示携载车的示意性左视图；

图4是根据本发明第一方面的用于携载检测仪器的携载车的另一优选实施例的结构示意图；

图5是图4所示携载车的示意性俯视图；

图6是本发明携载车优选实施例中所用分段式型材构件的横截面示意图；

图7是本发明携载车优选实施例中所用的遥控器的示意图；

图8是可携载在本发明携载车的托盘上的检测仪器的示意图，在根据本发明第二方面的辐射吸收剂量测量装置中，辐射剂量仪作为检测仪器为被携载在本发明携载车的托盘上。

具体实施方式

图1示出了根据本发明第一方面一个优选实施例的用于携载检测仪器200（参见图8）的携载车100。携载车100包括：由分段式型材构件102可拆卸地连接而成的底座框架110；可拆卸地安装在底座框架110下侧的至少一个驱动轮单元120和至少一个从动轮单元130；用于对驱动轮单元120供电并控制驱动轮单元120的驱动电源与控制装置140，其可拆卸地安装在底座框架110上并且可分离地电连接到驱动轮单元120；可拆卸地安装在底座框架110上的立柱150；用于可拆卸地安装检测仪器200的托盘160，所述托盘160能够被可拆卸地连接到立柱150。

立柱150优选也是由与构成底座框架110相同的分段式型材构件可拆卸地连接而成。立柱150和底座框架110被设置成使得立柱150在底座框架110上的安装位置可沿至少一个水平方向（例如沿底座框架110上一个横梁）调整。托盘160和立柱110被设置成使得托盘160在立柱110上的安装高度可调整。这样，就可使托盘160所携载的检测仪器200可调整地处于适当的水平位置以及适当的竖直高度，从而便于检测不同位点的被测量值。这种设置对于提高测量的准确性是有利的。例如，对于火车辐射型安全检查系统而言，火车内不同高度和不同水平位置处的货物或人员受到的一次辐射吸收剂量一般并不相同，因此为了保证不同位点所测剂量值的准确性，本发明优选将立柱150在底座框架110上的水平位置（特别是水平横向位置）以及托盘160在立柱150上固定的高度设置成可根据需要调整。由于本发明携载车的立柱150优选由分段式型材构件可拆卸地连接而成，因此，这就保证了通过可以增加和减少形成立柱的型材构件的数量，使本发明的携载车能够满足大范围调整托盘高度的需求。构成底座框架110和立柱150的分段式型材构件优选由标准4槽铝型材制作而成。这种标准的工业铝型材的横截面如图6所示。

更进一步地，每段型材构件优选可为530 mm长，这样可使得本发明的携载车在拆解状态下可以方便地收纳在约600 mm长的普通行李箱内；而在测量状态下可以根据需要将不同数量的型材构件连接起来，组合成所需高度的立柱以及所需长度和宽度的底座框架。携载车100上除了连接件和标准件外，其他结构部件优选都采用铝型材和塑料材料制造，整个装置的重量可以控制在20kg以内。

优选地，驱动轮单元120的数量可以被设置为一个，从动轮单元130的数量可以被设置为两个。如图2所示，携载车100的底座框架110优选被连接成具有一根侧梁104和一根横梁106的T字型构件。此时，驱动轮单元120优选安装在侧梁104的前部。一个从动轮单元130优选安装在侧梁104的后部，另一个从动轮单元130优选安装在横梁106上。

驱动轮单元120优选具有至少一个走行轮122、至少一个导向轮124以及驱动走行轮122正向或反向转动的驱动装置126。每个从动轮单元优选具有至少一个走行轮132和至少一个导向轮134。这种配置的携载车100适合用于在铁路轨道上运行，以代替实际的火车来携载检测仪器进行相应检测。

由于本发明携载车的底座框架110被设置成由分段式型材构件连接而成，例如这些型材构件优选可包括4段530 mm长的标准4槽铝型材构件，一段200 mm长的标准4槽铝型材构件，从而可以使得本发明携载车的底座框架110能够有效适应不同的铁路轨道宽度，例如宽轨轨道、准轨轨道和窄轨轨道。进一步地，安装在横梁106上的从动轮单元130被设置成在横梁106上的横向位置可调，从而可以精确地使得本发明携载车的驱动轮单元120和从动轮单元130的轮系能够有效地与轨道配合，保证携载车100在铁路轨道上灵活运行。

图4－5示出了根据本发明第一方面另一优选实施例的用于携载检测仪器的携载车100'。与图1－3所示的携载车100不同，携载车100'的底座框架110'被连接成带有中部横梁106'''的矩形构件，该矩形构件由前横梁106'、左侧梁104'、后横梁106''以及右横梁104''首尾相接而成，驱动轮单元120'安装在前横梁106'的中部，从动轮单元130'关于后横梁106''的中点间隔对称地安装在后横梁106''的两侧。

携载车100'的驱动轮单元120'具有一个走行轮和驱动走行轮122'转动的驱动装置126'；而且每个从动轮单元130'具有一个走行轮。在该实施例中，底座框架110'的构形以及所使用的轮系可使得携载车100'能够用于无轨平地情况下的测量。

如图7所示，本发明的携载车100和100'优选还包括遥控器170，其用于控制驱动电源与控制装置140，从而控制携载车的运行。此外，如果需要，遥控器170还可以被设置成也能直接地或通过驱动电源与控制装置140间接地控制相应检测仪器的操作。

如本领域技术人员能够认识到的，将例如图8所示的检测仪器200安装到本发明携载车的托盘上即可形成相应的自行式测量装置。优选地，检测仪器200可为辐射剂量仪，其被可拆卸地安装在携载车100或100'的托盘160上，从而形成本发明的辐射吸收剂量测量装置。利用本发明的辐射吸收剂量测量装置可测量铁路轨道情况或无轨平地情况下物体（包括相应车辆中的人员和货物）通过辐射型安全检查系统的一次通过吸收剂量。

利用本发明的辐射吸收剂量测量装置来测量辐射型安全检查系统的一次通过吸收剂量在原理上是基于以下基本认识，即：在剂量场不变的条件下，物体从辐射型安全检查系统剂量场中吸收的剂量与其经过剂量场时的速度成反比，即：

                                                                                            (1)

其中，D为物体辐射吸收剂量，v为物体通过辐射场时的速度。

所以，对于因为通过辐射型安全检查系统辐射场时速度快导致的货物或相关人员吸收剂量低至用辐射剂量仪直接测量有困难的情况，只要适当降低通过辐射场的速度就可以以较少的重复测量次数使吸收剂量满足剂量仪灵敏度的要求。

下面以火车货物辐射型安全检查系统中的一次通过吸收剂量的测量为例，进行更具体的说明。

1、测量前，首先进行如下准备工作：

1）将携载车100的驱动电源与控制装置140中的电源（优选为充电电池）充满电；

2）在火车轨道上标识待测量剂量场的起点和终点，测量两点间的轨道长度L；

3）参考图1，连接安装好底座框架110、驱动轮单元120、从动轮单元130、驱动电源与控制装置140、立柱150和托盘150等部件；

4）调整安装在底座框架110的横梁106上的从动轮6的位置，以适应轨道间距；

5）安装完成后，采用遥控器7控制试车，保证携载车100能够灵活地往返运行于轨道上；

6）调整立柱150上托盘160的高度至合适的测量高度；

7）将辐射剂量仪牢固地固定于托盘160上。

2、准备工作完成后，可按如下步骤进行测量：

1）打开辐射剂量仪，并使其处于累积剂量测量模式并清零；

2）将辐射剂量仪放置在天然本底条件下一段时间，记录天然本底累积剂量Dg和本底测量时间Tg；

3）将辐射剂量仪再次清零

4）在辐射型安全检查系统剂量场下，使用遥控器控制本发明的测量装置从测量起点开始向测量终点匀速运动，同时记录测量开始时间T1；

5）测量装置到达测量终点后利用遥控器停止测量装置的运动或立即向反方向匀速运动；

6）测量装置在测量起点与测量终点间行进一次或往返行进多次后结束测量，立即读取剂量仪的读数D，同时记录测量结束时间T2、装置运行于起点和终点间的单程次数n；

7）由测量装置行进距离nL和测量耗时T=(T2- T1)，计算出装置运行速度v=nL/T；

8）扣除天然本底影响后得到一次通过的净剂量，根据前文所述的式(1)计算得到相同剂量场条件下以标准速度v ₀通过的火车上货物或人员的一次通过吸收剂量，即：

。

这里需要说明的是，测量装置行进的速度取决于设计参数，测量装置设计时应该综合考虑仪器的累积剂量测量灵敏度、装置重量、电源能力、续航时间等需求。一般地，对于因为一次通过吸收剂量远低于仪器测量灵敏度的场合，设计时优先考虑行进速度远低于实际被检物速度，这样能减轻对电池容量的要求，或者在一定的电池容量下能提供更长的续航时间。优选测量装置的行进速度在0.1m/s~0.2m/s之间。

对于测量装置的重量，也是设计的一个关键因素。显然，如果不考虑重量因素，那么机械设计将相对容易，但是测量装置可能非常笨重，不但便携性差，而且要求更大动力。设计时，为了便携，要求整个装置重量不超过20kg，这样还可大大降低了对电源的要求，使得测量装置可采用普通的充电电池作为动力而无需交流动力。

关于电池的续航时间，按照极端情况下，经过检查系统的驾驶火车的司机的一次通过吸收剂量在0.003μSv、火车速度为30km/h、测量起点和终点之间的距离为60m来考虑，则电池的续航时间要求在1200s以上。上述实施例中，优选充电电池的续航时间为1小时。由于世界上的铁路轨道存在宽轨、准轨和窄轨等不同轨道间距，因此为了使得本发明的这一测量装置在不同的轨道间距情况下都能使用，此实施例中安装在横梁106上的从动轮单元130的横向位置可以调节，从而使得本发明测量装置的轮距能很好地适应宽度2.2m以内的任何轨道间距的铁轨。

辐射型安全检查系统对于位于运输车辆内的不同高度位置或轨道间不同位置处的人或物的剂量不尽相同。为此，此实施例中托盘160的位置可以选择在立柱150上的任意高度处，且立柱150本身的高度也可以通过增减所用型材构件102的数量来加长或缩短。此外，立柱150在底座框架110上的位置也可以在底座横梁上任意调整。此实施例中，立柱150的高度优选为1.2 m，也可以加长到例如1.75m。此实施例中的测量装置采用遥控运行，这是为了尽量减小测量人员从辐射型安全检查系统中吸收到的剂量，从而使得测量装置能适用于在高剂量率辐射场中的使用。为了不影响铁路运输系统的信号系统，测量装置与所跨两铁轨之间还优选采用了绝缘设计，例如可将与铁轨接触的驱动轮单元和从动轮单元的走行轮和导向轮设计成由电绝缘材料制成。

此实施例中，立柱150和底座框架110同样优选采用标准的4槽铝型材制作，这些标准铝型材都优选取为每段530 mm长，这样便于运输和携带。另外，还可提供一段200 mm长的型材构件用于适应宽轨与准轨间距的差别。此实施例中采用的连接件也是各种工业实际中常用的标准件，在此不予赘述。

虽然本文示出和描述了多个示例性的优选实施例，但本领域技术人员均可意识到，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以根据本申请公开的内容直接确定或推导出符合这些实施例的许多其他变型或修改。因此，应认为本发明的范围覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1. 一种用于携载检测仪器的携载车，其特征在于，所述携载车包括：

由分段式型材构件可拆卸地连接而成的底座框架；

可拆卸地安装在所述底座框架下侧的至少一个驱动轮单元和至少一个从动轮单元；

用于对所述驱动轮单元供电并控制所述驱动轮单元的驱动电源与控制装置，其可拆卸地安装在所述底座框架上，并且可分离地电连接到所述驱动轮单元；

可拆卸地安装在所述底座框架上的立柱；

用于可拆卸地安装所述检测仪器的托盘，所述托盘被可拆卸地连接到所述立柱。

2. 根据权利要求1所述的携载车，其特征在于，所述立柱由分段式型材构件可拆卸地连接而成。

3. 根据权利要求1所述的携载车，其特征在于，所述立柱和所述底座框架被设置成使得所述立柱在所述底座框架上的安装位置可沿至少一个水平方向调整。

4. 根据权利要求1所述的携载车，其特征在于，所述托盘和所述立柱被设置成使得所述托盘在所述立柱上的安装高度可调整。

5. 根据权利要求1所述的携载车，其特征在于，所述驱动轮单元的数量为一个，所述从动轮单元的数量为两个。

6. 根据权利要求5所述的携载车，其特征在于，

所述底座框架被连接成具有一根侧梁和一根横梁的T字型构件；

所述驱动轮单元安装在所述侧梁的前部；

所述从动轮单元中的一个安装在所述侧梁的后部，所述从动轮单元中的另一个安装在所述横梁上；

所述驱动轮单元具有至少一个走行轮、至少一个导向轮以及驱动所述走行轮正向或反向转动的驱动装置；而且

每个所述从动轮单元具有至少一个走行轮和至少一个导向轮。

7. 根据权利要求6所述的携载车，其特征在于，

安装在所述横梁上的从动轮单元在所述横梁上的横向位置可调。

8. 根据权利要求5所述的携载车，其特征在于，

所述底座框架被连接成带有中部横梁的矩形构件，所述矩形构件由前横梁、左侧梁、后横梁以及右横梁首尾相接而成；

所述驱动轮单元安装在所述前横梁的中部；

所述从动轮单元关于所述后横梁的中点间隔对称地安装在所述后横梁的两侧；

所述驱动轮单元具有一个走行轮和驱动所述走行轮转动的驱动装置；而且

每个所述从动轮单元具有一个走行轮。

9. 根据权利要求1所述的携载车，其特征在于，所述携载车还包括控制所述驱动电源与控制装置的遥控器。

10. 一种辐射吸收剂量测量装置，包括：

前述权利要求中任一项所述的携载车；以及

辐射剂量仪，其被可拆卸地安装在所述携载车的所述托盘上。