CN106483553B

CN106483553B - 平台系统的校准方法

Info

Publication number: CN106483553B
Application number: CN201610964403.7A
Authority: CN
Inventors: 吴金杰; 霍彬彬; 余继利; 周振杰; 廖振宇
Original assignee: National Institute of Metrology
Current assignee: National Institute of Metrology
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2019-09-27
Anticipated expiration: 2036-10-28
Also published as: CN106483553A

Abstract

本发明实施例涉及一种平台系统的校准方法,包括：X光机平台安装于平台系统的系统底板的第一导轨上；探测器平台安装于系统底板的第二导轨上；控制第一电机驱动X光机平台在第一导轨上运动至工作位置；并且，控制第二电机驱动探测器平台在第二导轨上运动至工作位置；开启X光机平台上的激光校准器；调节X光机平台的升降装置，使激光射向探测器平台的激光接收器；调节X光机平台的俯仰台和旋转台，使激光与激光接收器的中心对准；旋转转动滤波架，使激光校准器发射的激光射向转动滤波架；调节支撑杆的高度，并旋转支撑杆的角度，使X射线束中心射在转动滤波架的预定位置，从而使X射线束中心、过滤片中心和探测器中心在同一直线上。

Description

平台系统的校准方法

技术领域

本发明涉及一种辐射监测技术领域，尤其涉及一种平台系统的校准方法。

背景技术

自原子弹试验成功，核能的应用得到广泛普及，涉及军事、医疗、能源等方面。导致环境中人工放射性提高，接触电离辐射的工作人员的辐射防护和安全也越来越得到关注。因此，环境核辐射监测势在必行。环境核辐射监测是指对核设施周围环境中已存在的辐射水平、环境介质中放射性核素的含量，以及为评价公众剂量所需的环境参数、社会状况进行的监测。

平台系统用于辐射仪表的检定、校准与检测，常用于工业无损检测等领域。

为了得到准确的检测结果，需要对平台系统进行校准，但现有平台系统的校准方法的操作过程复杂，很难通过简单操作就实现放射源、过滤片及仪表的三点一线，尤其是在放射源放置于较长导轨上行程可变情况下，更是不易实现，无法达到平台系统要求的精度，因而会影响到检测效果和准确度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种平台系统的校准方法，操作简单，能够达到平台系统要求的精度，从而提高测量结果的准确度。

为实现上述目的，本发明提供了一种平台系统的校准方法，所述平台系统的校准方法包括：

X光机平台安装于所述平台系统的系统底板的第一导轨上；其中，所述X光机平台上设有X光机，发射X射线束；

探测器平台安装于所述系统底板的第二导轨上；其中，所述探测器平台上设有探测器，接收所述X射线束；

控制第一电机驱动所述X光机平台在所述第一导轨上运动至工作位置；并且，控制第二电机驱动所述探测器平台在所述第二导轨上运动至工作位置；

开启所述X光机平台上的激光校准器，发射激光；其中，所述X射线束与所述激光的出射方向平行；

调节所述X光机平台的升降装置，使所述激光校准器发射的激光射向所述探测器平台的激光接收器；

调节所述X光机平台的俯仰台和旋转台，使所述激光校准器发射的激光与所述激光接收器的中心对准；

旋转转动滤波架，使所述激光校准器发射的激光射向所述转动滤波架；其中，所述转动滤波架包括支撑杆和连接部；所述支撑杆上设有过滤片；

调节所述支撑杆的高度，并旋转所述支撑杆的角度，使所述X射线束中心射在所述转动滤波架的预定位置，从而使所述X射线束中心、过滤片中心和探测器中心在同一直线上。

优选的，所述俯仰台包括第一台面、第二台面和俯仰调节螺栓；所述第一台面通过所述俯仰调节螺栓架设于所述第二台面的上方；

所述调节X光机平台的俯仰台具体为：旋转所述俯仰调节螺栓，使所述第一台面根据所述俯仰调节螺栓转动产生相应倾斜。

优选的，所述第一导轨包括固定平台、两条轨道、第一滑块和丝杠；所述两条轨道平行设置于所述固定平台上；所述丝杠设置于所述两条轨道中间，并平行于所述两条轨道；所述第一滑块设置于所述丝杠上并与所述X光机平台的底部相连；

所述控制第一电机驱动X光机平台在第一导轨上运动至工作位置具体为：所述第一电机接收第一位移信号，驱动所述丝杠转动，带动所述第一滑块沿所述丝杠运动至工作位置。

本发明实施例提供的平台系统的校准方法，操作简单，能够达到平台系统要求的精度，从而提高测量结果的准确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的平台系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的X光机平台的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的平台系统的校准方法的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的平台系统校准方法，执行于平台系统中，所述平台系统包括系统底板、X光机平台、放射源平台、探测器平台和转动滤波架，通过简单的操作能够实现平台系统中的X光机平台、探测器平台和转动滤波架之间的位置校准。

为了更好的理解本发明实施例提供的校准方法，首先，对平台系统的结构进行介绍，如图1所示，平台系统包括：系统底板1、X光机平台2、放射源平台3、探测器平台4和转动滤波架5。

系统底板1具有第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13，第三导轨 13的长度与第一导轨11的长度相等,且第三导轨13平行于第一导轨11设置；第二导轨12垂直于第一导轨11和第三导轨13，且设置在第一导轨11 和第三导轨13的一端；第二导轨12的长度大于第一导轨11和第三导轨 13之间的间距。如图2所示，第一导轨11包括固定平台111、两条轨道112、第一滑块(图中未示出)和丝杠113；两条轨道112平行安装在固定平台111 的上；丝杠113位于两条轨道112中间，并平行于两条轨道112，由第一电机 14驱动转动；第一滑块设置在丝杠113上，随丝杠113的转动沿丝杠113运动。其中，第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13结构相同，第二导轨 12由第二电机(图中未示出)驱动，第三导轨由第三电机(图中未示出) 驱动。

X光机平台2的结构具体如图2所示，包括第一移动平台21和X光机 22，第一移动平台21滑设在第一导轨11上，沿第一导轨11方向运动；X光机22设置在第一移动平台21上，产生水平出射的X射线束。

第一底座211的底面两侧设有两排第二滑块2111，每排可以设有两个第二滑块2111，所述两排第二滑块2111滑分别滑设在第一导轨11的两条轨道 112上，并且两排第二滑块2111之间的距离与两条轨道112之间的距离相等；第一底座211的底面与第一滑块固定连接。当X光机平台2需要沿第一导轨 11方向调整位置时，可以通过第一电机14驱动丝杠113转动，带动第一滑块沿丝杠113运动，从而实现第一底座211沿第一导轨11运动。

滑轨212，安装在第一底座211上，与第一导轨11的方向垂直。

第二底座213，平行第一底座211并滑设在滑轨212上，由滑移电机15 驱动，沿滑轨212方向运动，即沿垂直第一导轨11方向运动；第二底座213 上设置有多个第一固定柱2131，第一固定柱2131为圆柱型，多个第一固定柱 2131分别设置在第二底座213的两侧。

升降装置214，设置在第二底座213上；升降装置214包括升降驱动电机 2141、升降驱动杆2142和升降平台2143；升降平台2143具有第一螺纹孔；具体的，第一螺纹孔位于升降平台2143的中心，升降驱动杆2142通过第一螺纹孔穿设于升降平台2143，升降驱动电机2141驱动升降驱动杆2142转动，带动升降平台2143在垂直于第二底座213所在平面的方向运动。当X光机平台2需要沿垂直于系统底板1所在平面方向运动时，可以通过升降驱动电机2141驱动升降驱动杆2142转动，带动升降平台2143运动，从而实现X光机平台2在垂直于系统底板1所在平面的方向运动。升降平台2143上还设置有多个第二固定柱21431，多个第二固定柱21431分别设置在升降平台2143 的两侧，随升降平台2143同步运动。

第三底座215，架设在第一固定柱2131上，具体的，升降平台2143上还设有多个第二通孔，第二通孔的位置与多个第一固定柱2131的位置相对应，多个第一固定柱2131穿设于多个第二通孔内，一端与第二底座213的上表面固定连接，另一端与第三底座215的下表面固定连接，从而实现第二底座213 和第三底座215之间的固定，第二底座213和第三底座215之间距离即为第一固定柱2131的长度，升降平台2143通过多个第一固定柱2131在第二底座 213和第三底座215之间垂直运动。

运动台216，架设在第二固定柱21431上，与升降平台2143同步运动；具体的，第三底座215上具有多个第三通孔，多个第三通孔的位置与多个第二固定柱21431的位置相对设置，多个第二固定柱21431经由多个第三通孔穿设于第三底座215上，一端与升降平台2143的上表面相连，另一端与运动台216的下表面相连。升降平台2143与运动台216之间的距离是固定的，即为第二固定柱21431的长度，当升降平台2143运动时，带动升降平台2143 上的多个第二固定柱21431相对运动，从而使运动台216随升降平台2143同步运动。

再次如图1所示，放射源平台3包括第二移动平台31和放射源固定夹具32，第二移动平台31用于放置放射源固定夹具32；第二移动平台31滑设在第三导轨13上，沿第三导轨13方向运动；放射源固定夹具32设置在第二移动平台31上，可以用于固定不同的放射源，例如²⁴¹Am、¹³⁷Cs、⁶⁰Co等，操作人员可以根据需要选择合适的放射源。放射源平台3的具体结构与X光机平台2的结构类似，不再进行赘述。

探测器平台4，包括第三移动平台41和探测器(图中未示出)，第三移动平台41滑设在第二导轨12上，沿第二导轨12方向运动；第三移动平台 41上用于放置探测器。探测器用于接收X光机平台2射出的X射线束或放射源平台3射出的放射源射线。

在本例中，X光机平台2和放射源平台3的移动量程为0～80cm；探测器平台4的移动量程为0～70cm。

进一步的，用于承载X光机22的第一移动平台21和用于承载放射源的第二移动平台31的结构相似，均包括第一底座211、滑轨212、第二底座 213、升降装置214、第三底座215和运动台216；用于承载探测器的第三移动平台41与第二移动平台31的结构也相似，区别在于第三移动平台41上不设有滑轨。

转动滤波架5，如图1所示，包括连接部51和支撑杆52；连接部51设置在系统底板1上并位于第一导轨11和第三导轨13之间；连接部51的一端与系统底板1铰接；连接部51可根据需要在平行系统底板1所在平面转动；支撑杆52的一端与连接部51的另一端相接，并垂直于系统底板1设置，具体的，支撑杆52与连接部51通过转动伸缩部件连接，支撑杆52可以在连接部51上360°旋转，也可以在连接部51上竖直伸缩；支撑杆52的另一端具有过滤片固定器521，过滤片固定器521中夹设过滤片。当使用X光机平台2 和探测器平台4进行操作时，将连接部51旋转，从而带动支撑杆52旋转至第一位置，再将支撑杆52进行旋转伸缩调整，使X射线束中心、过滤片固定器521中心和探测器中心在同一直线上；当使用放射源平台3和探测器平台 4进行操作时，连接部51旋转带动支撑杆52旋转至第二位置，再将支撑杆 52进行旋转伸缩调整，使放射源射线的中心、过滤片固定器521中心和探测器中心在同一直线上。

为了实现能够精确的控制X光机22出射X射线束的方向以及放射源出射放射源射线的方向，在X光机平台2上还设有俯仰台217，设置在运动台 216上，所述俯仰台217包括第一台面、第二台面和俯仰调节螺栓；其中，第二台面与运动台相接，并固定在运动台216上；第一台面通过俯仰调节螺栓架设于第二台面的上方；具体的，第一台面设有多个第四通孔，第四通孔为螺纹结构；第二台面设有与第四通孔数量相同的螺栓插槽，且螺栓插槽的位置与第四通孔一一对应；在本例中，第一台面和第二台面均为长方形，第四通孔的数量为两个，分别设置在第一台面的两个对角处。当X射线束和放射源射线的出射方向需要调节时，可以旋转其中一个俯仰调节螺栓，第一台面根据俯仰调节螺栓转动产生相应倾斜，使第一台面和第二台面之间的角度发生相应变化，从而调节X射线束和放射源射线的出射方向。

由于X光机平台2、放射源平台3与探测器平台4之间的距离较远，因此在X光机平台2还设有激光校准器218，具体的，激光校准器218包括夹设部和激光发射器，激光校准器218安装在第一台面上，其中，激光发射器固定在夹设部的一端，夹设部的另一端具有夹爪，夹爪夹持第一台面的边缘，使激光发射器的激光出射方向平行第一台面所在平面，这样可以保证激光发射器的激光与X射线束和放射源射线的方向平行。在探测器平台4上设有激光接收器(图中未示出)，以X光机平台2为例，激光接收器的安装位置是根据X光机22、探测器和激光发射器的位置设置的，当激光接收器接收到激光发射器发射的激光时，说明X射线束中心、过滤片固定器521中心和探测器中心在同一直线上。

此外，为了更加灵活的调整X光机22出射X射线束的方向，X光机平台 2还包括旋转台219，设置在所述运动台216和俯仰台217之间，旋转台219 包括旋转驱动电机、固定部和旋转盘；旋转盘设置在固定部上，旋转驱动电机驱动旋转盘在固定部上旋转，带动俯仰台217上的X光机22旋转，从而调节X射线束的方向。

下面基于上述平台系统，介绍本发明实施例的平台系统的校准方法，图3 为本发明实施例提供的平台系统的校准方法的流程图。如图所示，本发明实施例的平台系统的校准方法包括如下步骤：

步骤110，X光机平台安装于平台系统的系统底板的第一导轨上。

其中，X光机平台上设有X光机，用于发射X射线束。

具体的，如图2所示，第一导轨包括固定平台、两条轨道、第一滑块和丝杠；两条轨道平行安装在固定平台的上；丝杠位于两条轨道中间，并平行于两条轨道，由第一电机驱动转动；第一滑块设置在丝杠上，随丝杠的转动沿丝杠运动，带动第一滑块上的第一底座产生相应的运动，从而实现X光机平台在第一导轨上的滑移。

步骤120，探测器平台安装于系统底板的第二导轨上。

其中，探测器平台上设有探测器，用于接收X射线束。

具体的，第二导轨的结构与第一导轨相同，第二导轨包括固定平台、两条轨道、第一滑块和丝杠；两条轨道平行安装在固定平台的上；丝杠位于两条轨道中间，并平行于两条轨道，由第二电机驱动转动；第一滑块设置在丝杠上，随丝杠的转动沿丝杠运动，带动第一滑块上的第一底座产生相应的运动，从而实现探测器平台在第二导轨上的滑移。

上述步骤110和步骤120可以以任意顺序执行。

步骤130，控制第一电机驱动X光机平台在第一导轨上运动至工作位置；并且，控制第二电机驱动探测器平台在第二导轨上运动至工作位置。

具体的，当操作人员需要调节X光机平台至工作位置时，可以操作计算机控制系统发出第一位移信号，此时，第一电机接收第一位移信号，驱动丝杠转动，带动丝杠上第一滑块沿丝杠运动至工作位置，从而带动X光机平台在第一导轨上运动至工作位置。

并且，当操作人员需要调节探测器平台至工作位置时，可以操作计算机控制系统发出第二位移信号，此时，第二电机接收第二位移信号，驱动丝杠转动，带动丝杠上第一滑块沿丝杠运动至工作位置，从而带动探测器平台在第二导轨上运动至工作位置。

步骤140，开启X光机平台上的激光校准器，发射激光。

其中，X光机发射的X射线束与激光校准器发射的激光出射方向平行。

步骤150，调节X光机平台的升降装置，使激光校准器发射的激光射向探测器平台的激光接收器。

其中，在探测器平台上设有激光接收器，激光接收器的位置是根据X 光机22、探测器和激光发射器的位置进行设定的。

X光机平台的升降装置可以对X光机平台进行升降调节，升降装置包括升降驱动电机、升降驱动杆和升降平台；升降平台具有第一螺纹孔；具体的，第一螺纹孔位于升降平台的中心，升降驱动杆通过第一螺纹孔穿设于升降平台，升降驱动电机驱动升降驱动杆转动，带动升降平台在垂直于第二底座所在平面的方向运动。当X光机平台需要沿垂直于系统底板所在平面方向运动时，可以通过升降驱动电机驱动升降驱动杆转动，带动升降平台运动，从而实现X光机平台在垂直于系统底板所在平面的方向运动。升降平台上还设置有多个第二固定柱，多个第二固定柱分别设置在升降平台的两侧，随升降平台同步运动。

在X光机平台、探测器平台均到达工作位置时，需要通过调节升降装置，使激光校准器发射的激光射向探测器平台的激光接收器，具体的，操作人员可以操作计算机控制系统发出上升或下降信号，此时升降驱动电机接收上升或下降信号，驱动升降驱动杆产生相应的上升或下降，从而带动升降平台相应上升或下降，使激光校准器发射的激光射向探测器平台的激光接收器。

步骤160，调节X光机平台的俯仰台和旋转台，使激光校准器发射的激光与激光接收器的中心对准。

其中，俯仰台可以调节X光机与系统底板所在平面的夹角，所述俯仰台包括第一台面、第二台面和俯仰调节螺栓；其中，第二台面与运动台相接，并固定在运动台上；第一台面通过俯仰调节螺栓架设于第二台面的上方；具体的，第一台面设有多个第四通孔，第四通孔为螺纹结构；第二台面设有与第四通孔数量相同的螺栓插槽，且螺栓插槽的位置与第四通孔一一对应；在本例中，第一台面和第二台面均为长方形，第四通孔的数量为两个，分别设置在第一台面的两个对角处。当X射线束和放射源射线的出射方向需要调节时，可以旋转其中一个俯仰调节螺栓，第一台面根据俯仰调节螺栓转动产生相应倾斜，使第一台面和第二台面之间的角度发生相应变化，从而调节X射线束和放射源射线的出射方向。旋转台可以对X光机进行旋转，旋转台包括旋转驱动电机、固定部和旋转盘；旋转盘设置在固定部上，旋转驱动电机驱动旋转盘在固定部上旋转，带动俯仰台上的X光机旋转，从而调节X射线束的方向。

为了使激光校准器发射的激光与激光接收器的中心对准，需要通过俯仰台和旋转台对X光机的位置进行进一步调节，具体的，操作人员首先旋转俯仰调节螺栓，调整第一台面与第二台面之间的倾角，其次操作计算机控制系统发出旋转驱动信号，旋转驱动电机接收旋转驱动信号，驱动旋转盘在固定部上旋转至一定位置，使激光校准器发射的激光与激光接收器的中心对准。

步骤170，旋转转动滤波架，使激光校准器发射的激光射向转动滤波架5。

其中，包括连接部和支撑杆；连接部设置在系统底板上并位于第一导轨和第三导轨之间；连接部的一端与系统底板铰接；连接部可根据需要在平行系统底板所在平面转动；支撑杆的一端与连接部的另一端相接，并垂直于系统底板设置，具体的，支撑杆与连接部通过转动伸缩部件连接，支撑杆可以在连接部上360°旋转，也可以在连接部上竖直伸缩；支撑杆的另一端具有过滤片固定器，过滤片固定器中夹设过滤片。

具体的，转动连接部，使激光校准器发射的激光射向转动滤波架，此时转动滤波架与X光机、探测器在同一直线上。

步骤180，调节支撑杆的高度，并旋转支撑杆的角度，使X射线束中心射在转动滤波架的预定位置，从而使X射线束中心、过滤片中心和探测器中心在同一直线上。

当X射线束中心、过滤片中心和探测器中心在同一直线时，则完成了平台系统的校准，在平台系统的工作中，可以保证测量结果的准确度，从而达到平台系统的精度要求。

上述平台的校准方法也可以应用于放射源平台中，此处就不再赘述了。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器 (RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种平台系统的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括：

控制第一电机驱动所述X光机平台在所述第一导轨上运动至工作位置；并且，控制第二电机驱动所述探测器平台在所述第二导轨上运动至工作位置；其中，所述第一导轨包括固定平台、两条轨道、第一滑块和丝杠；所述两条轨道平行设置于所述固定平台上；所述丝杠设置于所述两条轨道中间，并平行于所述两条轨道；所述第一滑块设置于所述丝杠上并与所述X光机平台的底部相连；所述控制第一电机驱动X光机平台在第一导轨上运动至工作位置具体为：所述第一电机接收第一位移信号，驱动所述丝杠转动，带动所述第一滑块沿所述丝杠运动至工作位置；

调节所述支撑杆的高度，并旋转所述支撑杆的角度，使所述X射线束中心射在所述转动滤波架的预定位置，从而使所述X射线束中心、过滤片中心和探测器中心在同一直线上；所述俯仰台包括第一台面、第二台面和俯仰调节螺栓；所述第一台面通过所述俯仰调节螺栓架设于所述第二台面的上方；第一台面设有多个第四通孔，第四通孔为螺纹结构；第二台面设有与第四通孔数量相同的螺栓插槽，且螺栓插槽的位置与第四通孔一一对应；第四通孔的数量为两个，分别设置在第一台面的两个对角处；

所述调节X光机平台的俯仰台具体为：旋转一个所述俯仰调节螺栓，使所述第一台面根据所述俯仰调节螺栓转动产生相应倾斜，从而使第一台面和第二台面之间的角度发生相应变化。

2.根据权利要求1所述的平台系统的校准方法，其特征在于，所述旋转台包括旋转驱动电机、固定部和旋转盘；所述旋转盘设置于所述固定部上；

所述调节X光机平台的旋转台具体为：所述旋转驱动电机接收旋转信号，驱动所述旋转盘在所述固定部上旋转。