CN103925880A - 用于剂量计检测的光学望远镜定位系统及其定位检测方法 - Google Patents

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一种用于剂量计检测的光学望远镜定位系统及其定位检测方法,该系统包括导轨、光学望远镜、视频读数装置、十字分划板和辐射束出射装置,光学望远镜设置在导轨的一侧并安装在设置与底座的四维微调支架上;十字分划板和辐射束出射装置设置在导轨的另一侧,十字分划板设置在辐射束出射装置的前方;导轨上安装有测量平台,测量平台上安装有视频读数装置;该系统通过四维微调支架和导轨调节光学望远镜的光学轴和辐射源出射束轴同轴;根据被测辐射探测器在光学望远镜中的成像调节探测器使其中心与中心十字标线对准,并由视频读数装置读取探测器距离辐射源的距离定位,实现对剂量计探测器在辐射场中的精准定位,操作简单,稳定可靠,定位精度高。

Description

用于剂量计检测的光学望远镜定位系统及其定位检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于对电离辐射剂量计检测装置中对剂量计位置进行测定的装置,属于核辐射或X射线辐射的测量技术领域。
背景技术
[0002] 随着科学技术的飞速发展,在核科学、工业技术领域中的科学研究、医学诊断、治疗、工农业生产以及人们日常生活中越来越多的接触和应用各种核辐射能和原子核能以及其它包括X射线辐射、质子和其它重带电粒子辐射等的各种电离辐射能。其中,核辐射包括Y辐射、中子辐射、α和β辐射等。因此,电离辐射对人体的危害及防护问题已然成为现代工业生产中的一个重要课题。
[0003] 在核电站应用方面,核电站工作人员的场所安全检测、个人防护剂量检测、应急核事故监测以及环境评价、环境监测等都需要辐射安全检测保障系统提供相关技术支持;在医疗安全方面,放射诊断与放射治疗中医务人员和患者的安全防护十分重要,对于医疗照射有着严格的限制,在达到诊疗目的的同时采取措施尽量减少患者所受到的不必要照射。与此同时,大批核设施退役以及退役后的场所评估要大批使用环境辐射安全检测仪器,对场所以及周围环境进行环境福射安全评估。在建材工业方面,建材用工业废洛和建筑材料的放射性检测也成为人们关注的重要问题。
[0004] 剂量计又称剂量仪,是一种能在给定时间内测量所接受的核辐射剂量的测量仪,它包括一个或几个辐射探测器,以及若干与探测器相连接的部件或基本功能单元。绝大多数的探测器都是利用电离与激发效应来探测入射粒子的。为了探测不同的射线及不同的探测要求,剂量计需要选用不同的探测器。最常用的辐射探测器按探测介质类型和作用机制主要分为气体探测器、半导体探测器和闪烁探测器三大类。
[0005] 剂量计通常用于辐射防护、环境监测、医学诊疗等方面。在辐射防护工作中,个人剂量监测是一项极其重要的工作,个人剂量限值是辐射防护体系的重要组成部分,是辐射防护体系的三原则之一,因此,保障辐射剂量测量的准确性具有十分重要的意义。而在医学的放射治疗工作中,治疗剂量的准确度需要更加严格的控制,它直接关系到放射治疗的效果。治疗水平剂量计是放射治疗监测的主要工具,放射治疗监测数据是放射治疗设备和对病人进行放射治疗的重要依据。因此,治疗水平剂量计的准确度在放射治疗中具有至关重要的作用。为确保监测结果的准确性,定期对治疗水平剂量计进行检定和校准是非常重要的。
[0006] 在剂量计的检校中,首先将标准剂量计置于参考辐射场的校准点上,校准点通常选择距辐射源一定距离的射线束轴上,测得该点约定真值,再将被校剂量计的探测器放置在校准点,使探测器的有效探测位置与校准点重合,得到被校剂量计测量值,与约定真值进行比对。
[0007] 对于点状辐射源,辐射剂量率水平与离辐射源的距离的平方成反比的关系,随着距离的增大而迅速衰减。即若距离增加一倍,受照剂量率减少为原来的四分之一。因此在剂量计的检校过程中,剂量计在参考辐射场中的定位出现细微差异即可引起测量结果的较大变化。剂量计在参考辐射场中的位置定位准确与否将极大地影响检测结果的有效性。
[0008] 在已知的电离辐射剂量计的检测装置中,普遍采用激光准直器定位的方式。激光定位线线宽一般在2mm左右,定位光点大,定位误差大。由此在剂量计特别是所带辐射探测器的灵敏体积小的剂量计的检测中,由定位准确性引入的检校结果的不确定度较大,极大地影响了被检剂量计的准确性,无法达到精确测量的目的。
发明内容
[0009] 本发明针对现有剂量计定位技术存在的不足,提供一种定位精度高、操作简单、稳定性好的用于剂量计检测的光学望远镜定位系统,同时提供一种该光学望远镜定位系统对剂量计检测的定位检测方法。
[0010] 本发明的用于剂量计检测的光学望远镜定位系统,采用以下技术方案:
该系统,包括导轨、光学望远镜、视频读数装置、十字分划板、辐射束出射装置和测量平台,光学望远镜设置在导轨的一侧,光学望远镜安装在四维微调支架上,四维微调支架设置在底座上;十字分划板和辐射束出射装置设置在导轨的另一侧,辐射束出射装置置于一个台座上,十字分划板设置在辐射束出射装置的前方,辐射束出射装置包括辐射源和位于辐射源前面的限束光阑;导轨上安装有测量平台,测量平台上安装有视频读数装置,导轨上设置有刻度尺。
[0011] 上述系统对被校辐射探测器上的剂量计进行定位检测的方法,包括以下过程:
(1)将被校辐射探测器安装在测量平台上,用水平仪校准导轨,使其全长度范围内平直度至少为0.2mm ;
(2)调整光学望远镜在四维微调支架上的高度,使光学望远镜的光学中心与辐射束出射装置上辐射源出射束中心(真实中心)高度一致;
(3)调节光学望远镜上标记其光学中心的中心十字标线与十字分划板的中心十字重合,即表明光学望远镜的光学中心与辐射源出射束几何中心(理想中心)同轴;
(4)在测量平台上设立固定高度的十字标记点,使导轨上的测量平台在辐射束出射装置与光学望远镜之间前后平移,利用四维微调支架调节光学望远镜(上下平移、上下俯仰、左右平移和左右旋转),若测量平台前后平移过程中,光学望远镜上的中心十字标线、测量平台上的十字标记点以及十字分划板上的十字交叉点始终重合,则说明光学望远镜的光学轴与导轨平行,且与辐射源出射束轴为同轴;此时将光学望远镜位置和角度锁定;
(5)通过调节辐射束出射装置的位置及角度,最终使十字分划板指示为真正的辐射源出射束中心位置,此时成像在光学望远镜的中心十字标线上的被校辐射探测器位于辐射源出射束中心(真实中心)位置;
(6)利用光学望远镜产生十字标线的功能,固定放大倍数,能够清晰看到和对准被校辐射探测器;
(7)通过视频读数装置读取被校辐射探测器与辐射源之间精确的距离,得到被校辐射探测器在辐射场中准确的定位,达到对该探测器的剂量计进行精确检测的目的。
[0012] 本发明采用带中心十字标线的高倍光学望远镜与刻度视频读数系统相结合,通过四维微调支架和经水平仪校准过的高精度平直导轨,调节光学望远镜的光学轴和辐射源出射束轴同轴;根据被测辐射探测器在光学望远镜中的成像调节探测器使其中心与中心十字标线对准,并由视频读数装置读取探测器距离辐射源的距离定位,实现对剂量计探测器在辐射场中的精准定位,操作简单,稳定可靠,定位精度高。
附图说明
[0013] 图1是本发明用于剂量计检测的光学望远镜定位系统的结构示意图。
[0014] 图2是图1的俯视图。
[0015] 图3是调节光学望远镜的光学轴与辐射源出射束轴同轴过程中测量平台上固定高度的十字标记点、光学望远镜中心十字标线以及十字分划板的位置关系示意图。
[0016] 其中:1、底座,2、光学望远镜,3、四维微调支架,4、平直导轨,5、视频读数装置,6、十字分划板,7、辐射束出射装置,8、测量平台,9、被校辐射探测器(剂量计),10、测量平台上的固定高度的十字标记点,11、光学望远镜中心十字标线。
具体实施方式
[0017] 如图1和图2所示,本发明的用于剂量计检测的光学望远镜定位系统,包括平直导轨4、光学望远镜2、视频读数装置5、十字分划板6、辐射束出射装置7和测量平台8。其中,辐射束出射装置7利用放射源或X射线管(以下统称辐射源)发出射线,并经辐射源前面(以图1中的右侧为前)的限束光阑限制后形成准直射线束。光学望远镜2设置在平直导轨4的一侧,光学望远镜2安装在四维微调支架3上,四维微调支架3设置在底座I上。十字分划板6和辐射束出射装置7设置在平直导轨4的另一侧,辐射束出射装置7置于一个台座上,十字分划板6设置在辐射束出射装置7的前方,用于标记辐射源几何中心位置(即辐射束理想中心),十字分划板6中心(十字交叉点)与辐射源中心的连线即为辐射源出射束理想轴。十字分划板6安装在辐射束出射装置7的限束光阑前面位置(以图1中的右侧为前)。平直导轨4上安装有测量平台8,测量平台8上安装有视频读数装置5和被校辐射探测器9,测量平台8带动视频读数装置5和被校辐射探测器9在平直导轨4上移动。平直导轨4经水平仪校准,精度高,其全范围内平直度达到0.2_。导轨4上设置有(贴合)刻度尺,利用视频读数装置5读取刻度值,得到被校辐射探测器9距离辐射源的准确定位,刻度读数图像显示在视频显示屏上,读数分辨力可达0.1_。
[0018] 光学望远镜2具有高倍变焦功能,可在平直导轨4全范围内得到清晰的被校辐射探测器9和十字分划板6的图像,图像显示在视频读数装置5的视频显示屏上。光学望远镜2上具有中心十字标线11 (参见图3)标示其光学中心,用于对被校辐射探测器9和十字分划板6的中心进行对准,标线直径小于0.2_。光学望远镜2的光学中心大体高度与标记辐射源出射束几何中心的十字分划板6中心水平。通过四维微调支架3调节光学望远镜2,可上下平移微调,上下俯仰微调,左右平移微调,左右旋转微调。利用光学系统的单轴性,微调光学望远镜2使其光学轴与辐射源出射束理想轴同轴,然后将光学望远镜2锁定。
[0019] 用标准剂量计验证十字分划板6标记的辐射源几何中心(理想中心)是否为真实的辐射源出射束中心,并通过调节辐射束出射装置7的角度,使测量得到的真实出射束轴与导轨4平行并通过十字分划板6的中心,达到真正与光学望远镜2的光学轴同轴。调节光学望远镜2的焦距,可在导轨4全范围内清晰地得到被校辐射探测器9的图像,根据被校辐射探测器9与出射束轴的相对位置图像调节被校辐射探测器9,使被校辐射探测器9处于出射束轴中心。
[0020] 上述系统对被校辐射探测器9上的剂量计进行定位检测的过程如下所述,
1.将被校辐射探测器9安装在测量平台8上,用水平仪校准导轨4,使其全长度范围内平直度优于(至少为)0.2mm ;假设辐射束出射装置7上辐射源出射束几何中心(理想中心)位于辐射源出射束中心(真实中心)轴线上且出射束轴与导轨平行。
[0021] 2.调整光学望远镜2在四维微调支架3上的高度,使光学望远镜2上的中心十字标线11所标示的光学中心与辐射束出射装置7上辐射源出射束中心(真实中心)大致等高(参见图1)。
[0022] 3.当调节光学望远镜2上的中心十字标线11与十字分划板6的中心十字重合时,即表明光学望远镜2的光学中心与辐射源出射束几何中心(理想中心)同轴,光学望远镜2角度调节正确,但并不能保证此时光学望远镜2的光学轴(光学中心为光学轴上任意与光学轴垂直平面的中心点,光学轴是一条线,光学中心是光学轴上的一点,可以有多个)与导轨4平行。
[0023] 4.在测量平台8上设立固定高度的十字标记点10 (参见图3),使导轨4上的测量平台8在辐射束出射装置7上辐射源与光学望远镜2之间前后平移,利用四维微调支架3顺序调节光学望远镜2上下平移、上下俯仰、左右平移和左右旋转;经微调后,若测量平台8前后平移过程中,光学望远镜2上的中心十字标线11、测量平台上的十字标记点10以及十字分划板6上的十字交叉点始终重合(三点同轴),由于光学系统的单轴性,则说明光学望远镜2的光学轴与导轨3平行,且与辐射源出射束轴(辐射源出射束为一束射线,辐射源出射束轴是这一束射线的轴线,而辐射源出射束中心是该轴线上垂直于该轴线的平面的中心点(辐射源出射束中心是该轴线上的一个点),中心有任意多个)为同轴;此时将光学望远镜2位置和角度锁定(按此位置和角度固定住光学望远镜2)。
[0024] 5.由于十字分划板6标记的是辐射源出射束几何中心(理想中心),采用标准剂量计验证处在光学望远镜2光学中心的被校辐射探测器9是否位于真正的辐射源出射束中心(真实中心)。可通过调节辐射束出射装置7的位置及角度,最终使十字分划板6上的十字交叉点指示为真正的辐射源出射束中心位置。此时成像在光学望远镜2的中心十字标线11上的被校辐射探测器9位于辐射源出射束中心(真实中心)位置。
[0025] 6.利用光学望远镜2产生十字标线的功能,固定放大倍数,能够清晰的看到和非常方便的对准被校辐射探测器9。对于不是各项同性的探测器,可以清晰的观察其某一轴与导轨4的平行性及其与辐射源出射束的关系。
[0026] 7.通过视频读数装置5读取被校辐射探测器9与辐射源之间精确的距离,这样便可以得到被校辐射探测器9在辐射场中准确的定位,达到对该探测器的剂量计进行精确检测的目的。

Claims (2)

1.一种用于剂量计检测的光学望远镜定位系统,包括导轨、光学望远镜、视频读数装置、十字分划板、辐射束出射装置和测量平台,其特征是:光学望远镜设置在导轨的一侧,光学望远镜安装在四维微调支架上,四维微调支架设置在底座上;十字分划板和辐射束出射装置设置在导轨的另一侧,辐射束出射装置置于一个台座上,十字分划板设置在辐射束出射装置的前方,辐射束出射装置包括辐射源和位于辐射源前面的限束光阑;导轨上安装有测量平台,测量平台上安装有视频读数装置,导轨上设置有刻度尺。
2.—种权利要求1所述用于剂量计检测的光学望远镜定位系统对被校辐射探测器上的剂量计进行定位检测的方法,其特征是,包括以下过程: (1)将被校辐射探测器安装在测量平台上,用水平仪校准导轨,使其全长度范围内平直度至少为0.2mm ; (2)调整光学望远镜在四维微调支架上的高度,使光学望远镜的光学中心与辐射束出射装置上辐射源出射束中心高度一致; (3)调节光学望远镜上标记其光学中心的中心十字标线与十字分划板的中心十字重合,即表明光学望远镜的光学中心与辐射源出射束几何中心同轴; (4)在测量平台上设立固定高度的十字标记点,使导轨上的测量平台在辐射束出射装置与光学望远镜之间前后平移,利用四维微调支架调节光学望远镜,若测量平台前后平移过程中,光学望远镜上的中心十字标线、测量平台上的十字标记点以及十字分划板上的十字交叉点始终重合,则说明光学望远镜的光学轴与导轨平行,且与辐射源出射束轴为同轴;此时将光学望远镜位置和角度锁定; (5)通过调节辐射束出射装置的位置及角度,最终使十字分划板指示为真正的辐射源出射束中心位置,此时成像在光学望远镜的中心十字标线上的被校辐射探测器位于辐射源出射束中心位置; (6)利用光学望远镜产生十字标线的功能,固定放大倍数,能够清晰看到和对准被校辐射探测器; (7)通过视频读数装置读取被校辐射探测器与辐射源之间精确的距离,得到被校辐射探测器在辐射场中准确的定位,达到对该探测器的剂量计进行精确检测的目的。
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