CN104991141B - 一种辐照工业中辐照均匀度在线实时检测系统 - Google Patents
一种辐照工业中辐照均匀度在线实时检测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种辐照工业中辐照均匀度在线实时检测系统，属于辐照加工领域。现有的辐照均匀检测方式主要是化学方法和电学方法，存在不能进行实时测量、操作不灵活、不准确、不方便、空间覆盖不完整、有高压电击的危险等问题，本申请提供的系统包括：可调台架配合一维运动平台、电子收集装置、信号采集电路、光纤通信链路以及人机交互端，该系统使用方便、准确性高、安全性高，同时可以实现实时在线重复测量。
Description
技术领域
本发明涉及辐照加工技术领域，特别是涉及一种电子辐照加速器的辐照均匀度检测。
背景技术
辐照加工技术作为一种新兴的加工行业在食品，医疗，工业等领域有着广泛的应用。其加工方法是使用电子辐照加速器产生的高能电子束来照射待加工的产品。电子辐照加速器是辐照工业应用中的核心设备，其输出的束流的参数对产品的质量及生产效率有重大影响。其中辐照均匀度这一参数尤为重要，在生命科学及材料科学中，电子束辐照的均匀度对产品质量有很大的影响。对电子束流均匀度的测量可以为这些实验提供准确的剂量参数，同时为加速器的改进提供重要的参数依据。
现有的辐照均匀度的检测方式主要有两种。一种是化学方法，通过在钛窗的不同位置上上贴附剂量片，剂量片曝光一段时间后，通过检测剂量片的剂量吸收来确定钛窗上的辐照均匀度。还有一种是电学的方法，通过几根铝棒接受电子，通过测量电荷来反映均匀度。首先第一种方法操作过程十分复杂，同时剂量片的摆放方法与剂量片本身批次不同所造成的差异，对检测的结果都会造成一定的误差；同时剂量片不能回收利用，剂量片的成本较高。第二种方法，需通过电缆把每一根铝棒的输出信号引出到辐照屏蔽室外，如果在工作时接地线故障，而电子束的电子会在铝棒上积累高压，通过信号线对人或设备造成伤害；同时该方法只能测特定点的辐照强度，同时采用人工读数，会存在读数误差。更重要的是辐照加速器的开机过程长，同时在开机时人是远离辐照加速器所在的屏蔽室的，总的来说这两种方法只能进行非实时的单次测量，操作不灵活，不准确，不方便，提供的信息少，空间覆盖不完整，同时有高压电击的危险。
发明内容
为了准确测量辐照均匀度，同时克服现有检测方法的不足，本发明提出了一种辐照工业中辐照均匀度在线实时检测系统。该系统旨在精确测量辐照均匀度，同时输出可靠的均匀度信息供生产者参考。并可实现安全，方便，可重复的辐照均匀度测量的操作。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种辐照工业中辐照均匀度在线实时检测系统，其特征在于：该系统包括可调台架配合一维运动平台、安装于该平台上的电子收集装置、与电子收集装置相连的信号采集电路；
优选地，该装置还包括光纤通信链路；
优选地，该装置还包括人机交互端；
优选地，所述电子收集装置包括：绝缘底座，用以安装及绝缘，其具有一开口部；收集主体，位于绝缘底座的内部用以收集电子，其具有一开口部；偏置电极，位于绝缘底座的开口处用以控制逃逸的二次电子，其开口与所述绝缘底座的开口及收集主体的开口相对应。
优选地，所述可调台架上下位置可调；
优选地，所述一维运动平台通过运动控制器控制水平方向上的运动；
优选地，所述信号采集电路包括I/V转换电路，数字滤波电路以及光电转换电路。
总体而言，按照本发明的上述技术构思与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1、本发明提出的一种辐照工业中辐照均匀度在线实时检测系统使用方便，准确性高，安全性高，测量灵活；
2、测量的空间覆盖完整，提供的信息量大，同时可以实现实时在线式的重复测量。
附图说明
图1为检测系统框图。
图2为可调台架配合一维运动平台的结构图。
图3为一种高精度的收集结构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明给出了一种辐照工业中辐照均匀度在线实时检测系统，如系统框图1所示，包含5个部分，其中可调台架配合一维运动平台1与光纤通信链路4相连，同时电子搜集装置2(法拉第杯或铝棒)是安装在可调台架配合一维运动平台1上的；电子搜集装置2(法拉第杯或铝棒)与信号采集电路3相连；信号采集电路3与光纤通信链路4相连；人机交互端5与光纤通信链路4相连。
本发明中的可调台架配合一维运动平台1的结构图如图2所示，台架上下位置可调，这样可以方便的测量不同高度的辐照均匀度。一维运动平台安放在台驾上，并通过运动控制器控制起水平方向上的运动，从而可以无缝覆盖整个扫描宽度上的数据；优选地，台架的上下位置可调以及一维运动平台在水平方向上的运动都是通过导轨、传动装置实现，运动控制器8可以控制上下方向、水平方向的运动。运动控制器8通过光纤接入光纤通信链路，从而实现屏蔽室外检测人员的实时在线的控制。
本发明中的电子搜集装置2可以有多种形式，比如铝棒，或者法拉第杯，其安装在可调台架配合一维运动平台1上。其中本发明给出了一种精度高的搜集结构，如图3所示，其包含三部分：绝缘底座11，用以安装及绝缘，其具有一开口部；收集主体9，位于绝缘底座的内部用以收集电子，其具有一开口部；偏置电极10，位于绝缘底座的开口处用以控制逃逸的二次电子，其开口与所述绝缘底座的开口及收集主体的开口相对应。
本发明中的信号采集电路3采用了I/V转换电路，数字滤波电路以及光电转换电路，通过这种三级的电路结构可以实现大数据量的信号采集，同时利用数字滤波和光纤传输的抗干扰特性很好的控制了信号噪声。
本发明中的光纤通信链路4用以上位机与运动控制器还有采集电路的通讯，该方法杜绝了束流高压对人或设备造成损害的危险。
本发明中的人机交互端5，通过一个图形化的界面给用户提供测量信息，这里是均匀度的数据和均匀度曲线，同时用户还可通过这个人机交互端对一维运动平台进行远程控制。实现了在线的实施的测量数据获得以及测量过程控制。
本发明克服了传统辐照均匀度检测的缺陷，提出的一种辐照工业中辐照均匀度在线实时检测系统使用方便，准确性高，安全性高，测量灵活，测量的空间覆盖完整，提供的信息量大，同时可以实现实时在线式的重复测量。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种辐照工业中辐照均匀度在线实时检测系统，其特征在于：该系统包括可调台架配合一维运动平台、安装于该平台上的电子收集装置、与电子收集装置相连的信号采集电路；
其中，所述电子收集装置包括：绝缘底座，用以安装及绝缘，其具有一开口部；收集主体，位于绝缘底座的内部用以收集电子，其具有一开口部；偏置电极，位于绝缘底座的开口处用以控制逃逸的二次电子，其开口与所述绝缘底座的开口及收集主体的开口相对应。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统还包括光纤通信链路。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统还包括人机交互端。
4.根据权利要求1-3中之一的所述系统，其特征在于：所述可调台架上下位置可调。
5.根据权利要求1-3中之一的所述系统，其特征在于：所述一维运动平台通过运动控制器控制水平方向上的运动。
6.根据权利要求1-3中之一的所述系统，其特征在于：所述信号采集电路包括I/V转换电路，数字滤波电路以及光电转换电路。
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