CN103765243A - 测量仪 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的测量仪是便携式放射线测量设备。所述测量仪包括顶端部(10)、中间部(12)以及握把部(14)。显示单元设置在所述中间部(12)的上表面上。借助在顶端部和中间部之间的弯曲部,所述顶端部(10)延伸到所述中间部(12)。所述顶端部(10)构成倾斜部。所述握把部(14)具有缩窄部分。放射线检测单元设置在所述顶端部(10)的内侧上并且由布置在右/左方向上的多个传感器构成。

Description

测量仪
技术领域
本发明涉及一种测量仪,并尤其涉及一种测量仪,其用于测量例如来自物体的放射线和环境中的放射线。
背景技术
测量仪是一种用于测量例如来自物体的放射线(建筑、自然物体、人体等)和存在于环境中的放射线的设备。测量仪典型地配置为便携式设备。测量仪具有内置的放射线传感器、测量电路以及电池,并且放射线传感器和电路通过电池的电力来操作。在专利文件1、2、3中公开的测量仪均由具有盒状的主体构成,并且检测部件经由电缆连接到主体。附接到主体的把手由一只手握持,并且检测部件的握把由另一只手握持。
引用列表
专利文件
专利文件1:JP2001-004757A
专利文件2:JP2005-077380A
专利文件1:JP2009-025005A
发明内容
技术问题
当使用上述常规的测量仪时,问题在于往往需要两只手来使用。因此,存在实现能够以单手握持并操作的紧凑的测量仪的期望。如果将简单的盒状的测量仪形成为这种期望的测量仪,那么会发生缺乏可操作性、或当检测部件的主测量方向指向物体时指示器的可视度较低的问题。此外,尽管期望形成薄的测量仪以提高可操作性,但是在这种情形下,安装检测部件的空间变得更小,并且在将传感器的感测表面指向物体侧的同时安装大传感器变得困难。应当处理至少其中一个上述问题。
问题的解决方案
本发明的目的在于提供具有良好可操作性的紧凑的测量仪。可选地,本发明的目的在于提供能够单手握持并易于执行测量的测量仪,所述测量仪具有能够易于在测量期间看见的指示器。可选地,本发明的目的在于减少指向物体的端部(检测部件)的厚度,同时确保良好的灵敏度。
根据本发明的测量仪具有:中间部,其具有在前-后方向和右-左方向上延伸的形状并具有设置在其上表面上的显示部件;顶端部,其具有在所述右-左方向上延伸的形状,经由弯曲部连接到所述中间部的前侧,并且容纳放射线检测部件;以及握把部,其具有在所述前-后方向上和所述右-左方向上延伸的平坦的形状并且连接到所述中间部的后侧,并且在所述测量仪中,所述顶端部是从所述弯曲部向底部侧倾斜的部分。
借助上述配置,由于中间部具有平坦的形状,显示表面(显示部件)能够易于设置在中间部的上表面上。可选地,可以确保用于安装所述显示部件的大面积。容纳所述放射线检测部件的所述顶端部经由所述弯曲部连接到所述中间部的前侧,所述顶端部向所述底部倾斜。优选地,所述顶端部是从所述中间部的前端向下倾斜延伸的部分。因此,如果所述顶端部指向物体,则所述显示部件直接朝向握持所述测量仪的操作者,并因此能够易于看见所述显示表面。换句话说,借助上述配置,在不同的测量条件下,所述显示表面可以比在没有倾斜所述顶端部时具有相对于视线的更大的交叉角。因此,克服或减轻了所述显示部件被手遮住的问题。即,在用单手握持所述握把部并且所述顶端部指向物体时,所述显示表面自然地指向用户侧,并且可以提高所述显示表面的可视度。换句话说,可以读取放射线剂量信息而不需要在测量期间移动视线或者不需要较大地移动视线。尽管操作部件设置在所述测量仪的上表面上,也可以提高操作部件的可视度。此外,由于所述物体、所述顶端部、所述显示表面,所述操作部件等等可以落入用户的视野,因此极大地提高了可用性。
优选地,所述中间部具有在前-后方向上贯穿所述中间部的虚拟的第一中心轴,并且所述顶端部具有与主测量方向相同的虚拟的第二中心轴。所述第一中心轴和所述第二中心轴在所述弯曲部中交叉,并且在所述第一中心轴和所述第二中心轴之间的交叉角被设置为落入10度至60度的范围内。更优选地,所述交叉角被设置为落入15度至45度的范围内。这些数值是从实验和经验中获取的,优选地取决于预期的使用而选择合适的弯曲角。所述测量仪可以被配置成使得可以改变所述弯曲角。
优选地,所述中间部和所述握把部整体地连接,并且所述中间部和所述顶端部整体地连接。所述中间部和所述握把部具有大致上相同的厚度并且整体形成平板形。所述顶端部具有在所述第二中心轴方向上和所述右-左方向上延伸的形状,并且具有垂直于所述第二中心轴的顶端表面。根据该配置,各部分具有平坦的性质,并且所述测量仪整体上具有大致类似用于电视机、音频射频等的远程控制单元的形状。尽管如此,上述测量仪的形状与电视机、音频射频等中的通常的远程控制单元的形状不同,在所述测量仪中,主测量方向(向前的方向用作在校准期间的参考方向或者用作主感测方向)与所述第一中心轴相交;即,所述顶端部是倾斜的。通常的远程控制单元在使用时指向水平方向,并且不会以45度角向上倾斜和不会指向地板(例如,以45度角向下倾斜)。
优选地,当从上方看所述握把部时,所述握把部具有缩窄部分。当采用缩窄的形状时,易于握持所述测量仪,并且由于明确了握持的部分,因此不易被手遮住所述显示表面。优选地,当从上方看所述顶端部时,所述顶端部具有渐缩的形状。优选地,所述握把部具有在其上表面上的操作部件。优选地,在将大拇指放置在所述上表面上,并且用其余四个手指握住所述握把部的另一侧表面的同时,通过将手掌放置在所述握把部的一侧表面上来紧握所述握把部。以这种方式握住握把部允许用大拇指来操作设置在所述上表面上的所述操作部件。即,可以单手紧握并操作所述测量仪。当然,优选地,根据待测物体的高度和方向以及所述测量仪的测量方向来改变握持所述测量仪的方式。
优选地,所述放射线检测部件包括布置在右-左方向上的多个传感器。由于所述顶端部具有在右-左方向上延伸的形状,因此依照形状将所述多个传感器布置在右-左方向上是合理的。即,能够获得良好的空间效率。优选地,所述放射线检测部件包括包裹所述多个传感器的滤波器构件。所述滤波器构件具有提高能量灵敏度特性的功能和/或总体上增强所述放射线检测部件在主测量方向上的灵敏度的功能。在优选实施例中,所述滤波器构件用作扩散器,并且,即使在半导体传感器的感测表面未指向所述主测量方向时,也可以在所述主测量方向上增强灵敏度。假使指向所述主感测方向的表面是前表面,所述滤波器构件优选地不仅设置在前表面上,还设置在四个侧表面上。所述滤波器构件也可以设置在后表面上。所述滤波器构件的厚度对各表面可以是不同的。另外,可以设置所述滤波器构件以便设置校准行为。
优选地,各传感器是具有感测表面的平板半导体传感器,并且当主测量方向被限定为垂直于所述右-左方向的方向并且为所述顶端部所指向的方向时,并且当顶端部厚度方向被限定为垂直于所述右-左方向和所述主测量方向的方向时,各传感器的感测表面指向所述右-左方向或所述顶端部厚度方向。优选地,所述多个传感器在所述右-左方向上层叠。借助该配置,能够形成叠层的主体并增强感测区域。优选地,所述叠层的主体由相同形状的传感器组成。如果所述传感器具有前表面和后表面,则所述传感器可以被布置成使得它们在左侧和右侧上对称地定向。优选地,所述多个传感器布置在所述右-左方向上,使得它们的感测表面指向所述顶端部厚度方向。借助该配置,所述顶端部的延伸方向与所述检测表面的延伸方向结合,由此提高空间效率。可以布置多个不同尺寸的传感器。
优选地,设置了控制部件,所述控制部件根据放射线的量从所述多个传感器中选择执行检测操作的一个以上传感器。在高剂量放射线的情况下,当脉冲持续并且饱和时,所述控制部件减少运行中的传感器的数量并且防止这种饱和。
附图说明
图1示出根据本发明的测量仪的优选实施例。
图2示出图1所示的测量仪的立体图。
图3示出图1所示的测量仪的右侧视图。
图4示出图1所示的测量仪的配置的框图。
图5示出放射线检测部件的第一示例。
图6示出放射线检测部件的第一示例。
图7示出放射线检测部件的第二示例。
图8示出放射线检测部件的第二示例。
图9示出第一显示示例。
图10示出第二显示示例。
图11示出第三显示示例。
具体实施方式
参考附图,将描述本发明的优选实施例。
图1示出根据本发明的测量仪的优选实施例,并且图1示出该测量仪的俯视图。该测量仪是用于测量来自诸如建筑和人体的物体的放射线的放射线测量设备。当然,可以测量环境中的放射线以及其他类型的放射线。尽管在本实施例中测量了γ射线,但是也可以测量其他类型的放射线。
在图1中,测量仪具有内置的电池并且其配置为便携式设备。在本实施例中,测量仪被配置成使得在单手握持测量仪的同时可以操作它。测量仪具有从前端侧到后端侧的三个部分;更具体地,它具有顶端部10、中间部12以及握把部14。中间部12具有在其上表面上的显示部件18。显示部件18由液晶显示器等组成。中间部12具有在X方向和Y方向上的平坦的形状;即,它具有平板形。X方向为前后方向,Y方向为右-左方向。中间部12和握把部14具有例如17.5mm的厚度。优选地,该厚度选自10mm至25mm的范围。
顶端部10经由弯曲部11整体地连接到中间部12的前侧。顶端部10形成向如下所述的中间部12的底表面侧倾斜的倾斜部。如图所示,顶端部10具有在右-左方向(Y方向)上延伸的形状。更具体地,顶端部具有在主测量方向(稍后描述)和右-左方向(Y方向)上都延伸的形状。顶端部10在垂直于主测量方向和右-左方向的方向上具有例如20mm的厚度。优选地,该厚度选自15mm至30mm的范围。
顶端部10具有在其内的检测部件16。在本实施例中,检测部件16配置为包括如下所述的多个半导体传感器。顶端部10的端表面(即顶表面10A)是检测表面并且形成垂直于主测量方向的表面。如图1所示,当从上方看时,顶端部10具有略微渐缩的形状。
握把部14是由用户的手紧握的部分。当从上方看时,握把部14具有缩窄的形状。类似于中间部12,握把部具有在X方向和Y方向上延伸的平坦的形状,即,平板形。在握把部14的前边缘处的在Y方向上的宽度W3是在Y方向上的最大宽度,并且当从此处向后端方向观察宽度时,该宽度一度变成在中间部中的W1并随后又延伸并且在后边缘处变成W2。如上所述,握把部具有当从上方看时的缩窄的形状。这允许了握把部易于握持,并且克服了或减轻了当紧握握把部14时显示部件18被手遮盖的问题。
在握把部14的上表面上设置了操作部件20;更具体地,在该上表面上的显示部件18的后侧上设置了操作部件20。在本实施例中,操作部件20由三个按钮组成。将说明如何紧握握把部14。例如,当由右手紧握握把部14时,手掌放置在握把部14的右侧表面上,同时右大拇指放置在握把部14的上表面上,并且右手的其余四指握住握把部14的左侧表面。在这样的状态下来操作操作部件20。当然,可以以取决于例如物体的位置、物体的方向以及用户的偏好等多种方式来握持握把部14。
优选地,设置由弹性材料制成的套筒来包裹整个测量仪。借助这种套筒,即使由于失误而掉落了测量仪,也能够保护测量仪的外壳和在其中的电子部件。这种套筒优选地配置为可拆卸的。图1示出了X方向和Y方向。存在被限定为垂直于X方向和Y方向的Z方向。Z方向是中间部12和握把部14的厚度方向。
图2示出上述测量仪的立体图。如上所述,测量仪具有从其顶端到其后端的顶端部10、中间部12以及握把部14。顶端部10的顶表面形成检测表面10A,并且检测表面10A垂直于主测量方向。这里,主测量方向是用于校准的参考方向或者是最灵敏的方向。主测量方向是朝向顶端部10所指向的方向。部件22是USB端口。部件24是电池盒的盖。在本实施例中,能够经由USB端口对电池充电。
图3示出测量仪的右侧表面。线100指示了贯穿中间部和握把部的中心的中心轴,并且线102指示了贯穿顶端部的中心轴。中心轴102与主测量方向相同。在中心轴100和中心轴102之间的交叉角θ优选地设置在10度至60度的范围内,且更优选地,设置在15度至45度的范围内。在本实施例中,交叉角θ设置为30度。如上所述,中间部和握把部在Z方向上具有例如17.5mm的厚度,并且顶端部在垂直于中心轴102的方向上具有例如20mm的厚度。当然,在此描述的数值仅为实例。在任何情况下,优选地,形成测量仪使得其能够易于单手紧握并且单手操作。
图1至图3所示的测量仪的形状类似于与电视或音频设备一起供给的远程控制器的形状。然而,这种远程控制器不指向地板表面或墙表面的上部,却指向通常的水平方向。另一方面,本实施例的测量仪可以测量例如在地板表面上以及在墙表面的上部的放射线含量,并且考虑到这种使用,采用了上述弯曲的形状。例如,当检测表面指向地板表面时,显示部件的显示表面自然地指向用户侧。即使显示表面不面向用户侧的前方,在显示表面和视线之间形成的角也会相对较大,并因此可以提高显示表面的可视度。此外,在握持了握把部的同时显露了显示表面,并且可以在同样的视野中易于看到显示部件、顶端部以及物体部。如此,可以获得这样的优点:用户可以在观察物体部和显示表面的同时执行测量。因此,根据本实施例的测量仪是紧凑的并且具有优异的可用性。如图3A所示,可以设置用于附接条带的突出部30。另外,可以设置耳机插孔32以使用耳机来侦听放射线检测器的脉冲音。
图4示出上述测量仪中的电路配置的框图。处理器40由一个以上的微计算机组成并且执行信号处理和操作控制。检测部件42连接到处理器40。以下将通过参考图5-图8描述该检测部件42的配置。处理器40连接到操作部件20和显示部件18。如上所述,操作部件20由三个按钮组成。如上所述,显示部件18由液晶板组成。显示部件18和操作部件20可以整体形成,以由此形成触摸屏。另外,处理器40连接到存储器46。可以设置外部存储器。设置蜂鸣器48以产生警报呼叫。箭头50指示到耳机的输出信号,并且箭头52指示经由USB端口的到外侧/来自外侧的存取信号。除了这些部件,可以进一步包括GPS系统。电池45向包含在测量仪中的各部件提供电力。更具体地,经由电力电路44从电池45向各部件提供电力。图4所示的配置仅为示例。
图5和图6示出放射线检测部件的第一示例。
图5中,叠层主体54由多个传感器56和58组成,并且更具体地,叠层主体54由在右-左方向(即,Y方向)上层叠的9个半导体传感器组成。传感器56和58具有平板形状,并且更具体地,其具有在主测量方向60和顶端部厚度方向上都延伸的形状。各传感器均具有感测表面56A或58A。通常,在每一个传感器56和58中,其一个表面具有不同于其另一个表面的灵敏度特性。考虑到这一事实,在该图所示的本实施例中,接近一半的半导体传感器(即,9个传感器中的5个)被布置在右边,余下的接近一半的传感器(即,四个传感器)被布置在左边。因此,能够在作为整体的多个传感器56和58中相对于右-左方向获得近似均匀的灵敏度。
在本实施例中,9个传感器56和58分成3组。这里,一组由3个传感器组成。这样,产生了第一组62、第二组64和第三组66。对来自第一组62的三个输出信号求和,并且将该求和信号经由放大器68传送到比较器。比较器70从求和信号中提取超过预定阈值的唯一的信号部分并且基于该信号部分来产生输出脉冲。将该脉冲输出到图4所示的处理器。类似地,来自第二组的求和信号也经由放大器72和比较器74输出到处理器40。另外,来自第三组的求和信号也经由放大器76和比较器78输出到处理器40。所提供的三个组使得能够降低电子电路的规模并且能够根据放射线的量来选择待运行的组的数量。当然,可以独立地打开并关闭传感器而不进行分组。
在本实施例中,叠层主体54被滤波器构件80包裹。在叠层主体的6个表面之中,滤波器构件80设置在指向主测量方向60的前表面上以及四个侧表面上。尽管在本实施例中,滤波器构件未设置在余下的后表面上,但是当然能够将其设置在那里。滤波器构件80被设置以获得良好的能量灵敏度特性。在本实施例中,滤波器构件80由铜制成。当然,可以使用其他材料或材料的组合以形成滤波器构件80。在本实施例中,叠层主体54被滤波器构件80包裹,并且当γ射线散射在滤波器构件80上时,散射的γ射线被多个感测表面检测到。根据实验,借助图5所示的检测部件的配置,能够在主测量方向60上使主灵敏度对齐。当然,也可以在垂直于主测量方向的周围方向上获得一定水平的灵敏度。
图6示出以上所述的叠层主体54的立体图。在该图中,j方向是右-左方向;也就是,Y方向是叠层方向。i方向等同于主测量方向60。k方向垂直于i方向和j方向并且k方向等同于顶端部厚度方向。传感器的感测表面在i方向和k方向上延伸。尽管通常在本实施例中这样的布置在主测量方向60上没有多少灵敏度,但是上述叠层的结构使得前表面具有足够的灵敏度。此外,各个传感器的感测表面的和变得相当大,并且这导致灵敏度的增强。
图7和图8示出放射线检测部件的其他示例配置。
在图7中,两个传感器84和86设置在基板82上。传感器84是具有大面积的半导体传感器,并且其感测表面84A具有10×10mm的尺寸。另一方面,传感器86是相对小的半导体传感器,并且其感测表面86A具有3×3mm的尺寸。图5所示的传感器也具有与传感器86相同的尺寸。两个传感器84和86的感测表面84A和86A沿顶端部厚度方向朝上定向。
此外,在该配置示例中,滤波器构件80围绕两个传感器84和86的周围设置。滤波器构件80具有与图5所示的滤波器构件相同的形式。滤波器构件80提高能量灵敏度特性。此外,也可以将滤波器构件理解为用作扩散器。从实验中确定了:借助该检测部件的配置,可以在主测量方向60上获得足够的灵敏度。然而,也确信了:借助图7所示的这种配置,取决于环境,灵敏度在右-左方向上增加。当然,能够使用其他部件来抑制在灵敏度上的这种提高。
将第一传感器84的输出信号经由放大器88和比较器90传送到处理器40。另外,第二传感器86的输出信号经由放大器92和比较器94传送到处理器40。第一传感器84和第二传感器86之一或两者可以在处理器40的控制下操作。因此,能够根据放射线的量来选择待操作的传感器的数量或种类。
图8示出两个传感器84和86的立体图。如上所述,两个传感器84和86在右-左方向(即,j方向)上在基板82上对齐。和描述的一样,顶端部具有在i方向和j方向上延伸的平坦的形状,并因此,以这种方式来布置两个传感器提高了空间效率。在任何情况下能够获得这样的优点:通过在右-左方向上对齐这些传感器实现了非常合理地将传感器布置在顶端部中。
接下来,将通过参考图9-图11描述一些显示示例。根据本实施例的测量仪具有一些显示模式。在图9所示的显示模式中,通过数值100和虚拟模拟仪102来指示等效剂量率。也可以显示整体的等效剂量值、剂量率、整体的剂量值等。附图标记104指示了通过向过去追溯等效剂量率所获得的等效剂量率的最大值。换句话说,本实施例的测量仪具有通过向过去追溯等效剂量率来识别最大值的功能。在这种情况下,可以由用户指定追溯等效剂量率的时间段。附图标记106指示当前时间,并且附图标记108指示剩余电池级别。附图标记110指示当使用标准偏差用于数据计算的条件,并且附图标记112指示扬声器的开/关状态。附图标记114指示蜂鸣器的开/关状态。附图标记116指示设备的操作状态。例如,如果正执行完将信息存储在存储器中的操作,则设备处在预定发光状态下。
在图10所示的显示模式中,当前等效剂量率通过附图标记100的指示来显示,并且还通过附图标记118的指示来显示趋势图。该趋势图通过从现在向过去追溯等效剂量率来指示等效剂量率的变化。该趋势图可以指示整体的剂量值的变化。图11还指示另一显示模式,并且在该示例中,等效剂量率由附图标记指示,如附图标记100所指示的那样。
借助上述测量仪,能够获得这样的优点:所有部件基本上都容纳在单个壳体中(单体结构),并且可以通过单手握持该壳体来执行测量。因此,另一只手可以执行其他操作。此外,由于顶端部形成倾斜部,并且握把部设置在后端侧,因此当握持测量仪时,测量仪的检测表面可以自然地指向物体,并且易于在这种状态下观察检测表面。此外,由于握把部具有缩窄的形状,能够获得这样的优点:可以正确地识别待紧握的部分并且易于紧握该部分。当握持该测量仪时,易于通过大拇指等来操作其操作部件,并且在该情况下,也可以防止显示部件被手遮挡。此外,检测部件具有平坦的形状,并且多个传感器根据该形状布置在右-左方向上。提高了空间效率,并因此,增强了检测灵敏度。
在本实施例中,图4所示的处理器40根据放射线的量来切换传感器的数量。具体地,在图5和图6所示的配置示例中,如果放射线的量低,则操作三个组,而如果放射线的量高,则仅操作一个组。当然,待使用的组的数量可以以更小的、步进的方式改变。此外,图7和图8所示的配置示例中,如果放射线的量低,则操作传感器84和传感器86两者,而如果放射线的量高,则仅操作传感器86。此外,如果放射线的量中等,可以仅操作传感器84。本领域技术人员可以以多种方式来改变本实施例。

Claims (14)

1.一种测量仪,包括:
中间部,其具有在前-后方向和右-左方向上延伸的形状并具有设置在其上表面上的显示部件;
顶端部,其具有在所述右-左方向上延伸的形状,经由弯曲部连接到所述中间部的前侧,并且容纳放射线检测部件;以及
握把部,其具有在所述前-后方向上和所述右-左方向上延伸的平坦的形状并且连接到所述中间部的后侧,其中
所述顶端部从所述弯曲部向底部倾斜。
2.根据权利要求1所述的测量仪,其中
所述中间部具有在前-后方向上贯穿所述中间部的虚拟的第一中心轴;
所述顶端部具有与主测量方向相同的虚拟的第二中心轴;
所述第一中心轴和所述第二中心轴在所述弯曲部中交叉;并且
在所述第一中心轴和所述第二中心轴之间的交叉角被设置为落入10度至60度的范围内。
3.根据权利要求2所述的测量仪,其中:
所述交叉角被设置为落入15度至45度的范围内。
4.根据权利要求2所述的测量仪,其中:
所述中间部和所述握把部整体地连接,并且所述中间部和所述顶端部整体地连接;
所述中间部和所述握把部具有大致上相同的厚度并且整体形成平板形;并且
所述顶端部具有在所述第二中心轴方向上和所述右-左方向上延伸的形状,并且具有垂直于所述第二中心轴的顶端表面。
5.根据权利要求4所述的测量仪,其中:
当从上方看所述握把部时,所述握把部具有缩窄部分。
6.根据权利要求4所述的测量仪,其中:
当从上方看所述顶端部时,所述顶端部具有渐缩的形状。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的测量仪,其中:
所述握把部具有在其上表面上的操作部件。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的测量仪,其中:
所述放射线检测部件包括布置在右-左方向上的多个传感器。
9.根据权利要求7所述的测量仪,其中:
所述放射线检测部件包括包裹所述多个传感器的滤波器构件。
10.根据权利要求8所述的测量仪,其中:
各传感器是具有感测表面的平板半导体传感器;并且
当主测量方向被限定为垂直于所述右-左方向的方向并且为所述顶端部所指向的方向时,并且当顶端部厚度方向被限定为垂直于所述右-左方向和所述主测量方向的方向时,各传感器的感测表面指向所述右-左方向或所述顶端部厚度方向。
11.根据权利要求10所述的测量仪,其中:
所述多个传感器在所述右-左方向上层叠。
12.根据权利要求10所述的测量仪,其中:
所述多个传感器布置在所述右-左方向上,使得它们的感测表面指向所述顶端部厚度方向。
13.根据权利要求7-12中任一项所述的测量仪,其中:
设置了控制部件,所述控制部件根据放射线的量而从所述多个传感器中选择执行检测操作的一个以上传感器。
14.根据权利要求13所述的测量仪,其中:
所述控制部件根据放射线的量改变执行检测操作的传感器的数量。
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