CN107093249A - 一种辐射门禁连锁的人员流向控制装置 - Google Patents

一种辐射门禁连锁的人员流向控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其包括：至少两个闪烁体探测器，闪烁体探测器分别相对的安装于门的两侧；红外线感应器；微型控制器，微型控制器与闪烁体探测器和红外线感应器通信连接，微型控制器接收来自于闪烁体探测器的辐射探测信号以及来自于红外线感应器的红外信号，微型控制器根据辐射探测信号和红外信号生成门禁控制信号；以及门禁锁，门禁锁与微型控制器连接并接收来自于微型控制器的门禁控制信号。本发明无需病人佩戴额外的辐射探测设备即可实现吸收剂量率的监测和门禁连锁，方便实用；无需工作人员现场或远程控制门禁的开关，实现全自动病人流向控制，降低了成本。

Description

一种辐射门禁连锁的人员流向控制装置
技术领域
本发明涉及核医学领域的一种门禁控制装置，更具体地涉及一种辐射门禁连锁的人员流向控制装置。
背景技术
随着核医学诊断和治疗技术的不断发展以及国家政策的带动，越来越多的医院开设了核医学科，核医学科需要使用放射性核素作为显像剂或治疗药物，如Tc-99m，I-131，F-18等。根据《GBZ120-2006临床核医学放射卫生防护标准》，注射或服用了放射性核素药物的病人的辐射剂量或者规定距离的吸收剂量率必须达到安全水平才可解控并按照规定线路离开控制区或监督区，以避免或减少对周围群众或环境造成的辐射损害。因此，通常在核医学科采用门禁系统来控制和规划病人的行动区域或者路线。
目前，核医学科的门禁系统有两种形式：普通门禁和辐射探测门禁。
对于普通门禁而言，需要专门有医护人员采用远距离线控或刷卡方式解控门禁，人为引导陪护人员和使用放射性药物前后的患者的不同流向，该种形式的门禁系统需要较高的人员成本和管理成本。
对于辐射探测门禁，需要在病人身上佩戴辐射探测器，病人需要出行时向值班人员申请，在病人经过门禁时，辐射探测器将数据上传至服务器，医护人员在服务器上查看病人的辐射情况，若降低到安全水平则远程开启门禁。比如，CN201410139797公开的一种用于辐射剂量控制的门禁系统，包括：电磁锁、后台监控中心和至少一个辐射剂量检测器，各辐射剂量检测器均与后台监控中心进行无线通讯，后台监控中心与电磁锁电连接；门禁系统还包括与辐射剂量检测器一一对应电连接的无线发射器，后台监控中心包括主机和与主机电连接的无线接收器，各无线发射器均与无线接收器进行无线通讯，主机通过导线与电磁锁电连接。电磁锁安装在辐射控制室的门体上，在控制室中的每个病人身上均佩戴一个辐射剂量检测器，每个辐射剂量检测器均实时检测其对应病人身上的辐射剂量，并将检测到的数据上传给后台监控中心，当病人身上的辐射剂量减少至安全标准值之下时，工作人员通过后台监控中心控制电磁锁断电，控制室门体打开，病人可离开控制室；当病人身上的辐射剂量处于安全标准值之上时，电磁锁一直通电，控制室门体关闭，病人不可离开控制室。但是，该种门禁系统依然需要人工操控门禁，控制病人的流向，因此未能节省人工成本，在诊疗病人较多的核医学科会投入很大的设备成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种辐射门禁连锁的人员流向控制装置，从而解决现有技术中辐射门禁需要人工操控且成本较高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种辐射门禁连锁的人员流向控制装置，该人员流向控制装置包括：至少两个闪烁体探测器，闪烁体探测器分别相对的安装于门的两侧；红外线感应器；微型控制器，微型控制器与闪烁体探测器和红外线感应器通信连接，微型控制器接收来自于闪烁体探测器的辐射探测信号以及来自于红外线感应器的红外信号，微型控制器根据辐射探测信号和红外信号生成门禁控制信号；以及门禁锁，门禁锁与微型控制器连接并接收来自于微型控制器的门禁控制信号。
根据本发明的一个实施例，该人员流向控制装置还包括控制台，控制台与微型控制器通信连接，控制台接收微型控制器产生的门禁控制信号以及辐射探测信号，控制台向微型控制器发送人工干预指令。
根据本发明的一个实施例，微型控制器可通过Zigbee、wifi、RS-485/RS232、以太网中的一种将门禁控制信号和辐射探测信号发送至控制台的服务器以进行显示。
根据本发明的另一个实施例，该人员流向控制装置还包括门禁控制器，门禁控制器与微型控制器和门禁锁通信连接，门禁控制器接收门禁控制信号并向门禁锁发送工作信号。
闪烁体探测器安装在距离地面1.5m高的位置。
闪烁体探测器采用闪烁晶体制作，闪烁晶体包括NaI，BGO、CsI等。
闪烁体探测器的灵敏度是同体积的盖革计数管的20倍以上。
闪烁晶体的灵敏度为对于Cs-137不低于40CPS/μGy/h。
微型控制器的传输支持串行接口RS-485、RS-232、通用异步收发传输器、以太网以及CMOS/TTL逻辑控制电平数据。
门禁锁包括电磁锁和机械锁。
本发明提供的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，病人无需佩戴额外的辐射探测设备即可实现吸收剂量率的监测和门禁连锁，方便实用；通过微型控制器进行控制，无需工作人员现场或远程控制门禁的开关，实现全自动病人流向控制；采用双闪烁体探测器提高了门禁的可靠性，降低了误触发率；使用红外线感应器监测病人通过，免除工作人员主动监控控制门禁的启动，降低了成本。
附图说明
图1是根据本发明的一个优选实施例的辐射门禁连锁的人员流向控制装置的连接示意图；
图2是根据本发明的一个优选实施例的辐射门禁连锁的人员流向控制装置的闪烁体探测器的安置示意图；
图3是根据本发明的一个优选实施例的辐射门禁连锁的人员流向控制装置的单侧触发的工作示意图；
图4是根据本发明的一个优选实施例的辐射门禁连锁的人员流向控制装置的双侧触发的工作示意图；
图5是根据本发明的一个优选实施例的辐射门禁连锁的人员流向控制装置的正常状态的工作示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
图1为根据本发明的一个优选实施例的辐射门禁连锁的人员流向控制装置的连接示意图，由图1可知，本发明提供的辐射门禁连锁的人员流向控制装置包括：至少两个闪烁体探测器10、红外线感应器20、微型控制器30、控制台40、门禁控制器50和门禁锁60，其中，至少两个闪烁体探测器10分别相对的安装于门的两侧，闪烁体探测器10和红外线感应器20分别与微型控制器30通信连接，闪烁体探测器10向微型控制器30传递辐射探测信号，红外线感应器20向微型控制器30传递红外信号；微型控制器30还分别与控制台40和门禁控制器50通信连接，微型控制器30接收来自于闪烁体探测器10的辐射探测信号和来自红外线感应器20的红外信号并生成门禁控制信号，微型控制器30向控制台40和门禁控制器50传递该门禁控制信号；控制台40接收该门禁控制信号以及辐射探测信号并在控制台的服务器上统一显示，控制台40还可以根据需要向微型控制器30发送人工干预指令；门禁控制器50接收该门禁控制信号并向门禁锁60发送工作信号以控制门禁锁60的工作；门禁锁60根据接收到的工作信号打开或关闭门。
图2为根据本发明的一个优选实施例的辐射门禁连锁的人员流向控制装置的闪烁体探测器10的安置示意图，由图2可知，闪烁体探测器10包括第一闪烁体探测器11和第二闪烁体探测器12，第一闪烁体探测器11和第二闪烁体探测器12分别相对的安装在门的两侧。优选的，闪烁体探测器10安装在距离地面1.5m高的位置，该位置对应大部分人的躯干位置，从而能够更方便的探测到辐射源。闪烁体探测器10采用闪烁晶体制作，包括常用的闪烁晶体，如NaI，BGO、CsI等。闪烁体探测器10的灵敏度是同体积的盖革计数管的20倍以上，例如本发明采用的闪烁晶体的灵敏度为对于Cs-137不低于40CPS/μGy/h，从而保证闪烁体探测器10对于医疗使用活度的F-18、I-131、Tc-99m等核素有快速的响应。
两个闪烁体探测器10的测量值和距离放射源的距离成反比，该放射源为已使用过放射性药物的病人或者任何携带放射性的其他人员。常见情况是放射源从门中央经过时，如图2中的箭头方向，两个闪烁体探测器10同时测量到放射源通过，以放射源刚好处于门中央的状态作为门禁是否解控的吸收剂量率阈值的合理评估。该吸收剂量率以下面的公式表示：
K＝(A/r2)*Γ
其中，K是吸收剂量率，A是放射源活度，r是放射源和闪烁体探测器之间的距离，Γ是比释动能常数。
闪烁体探测器10连续不断的向微型控制器30传递辐射探测信号，第一闪烁体探测器11和第二闪烁体探测器12同时进行辐射测量且同时向微型控制器30传递辐射探测信号，该辐射探测信号为吸收剂量率。微型控制器30接收该辐射探测器信号后，根据自身预设的吸收剂量率阈值进行比较，其中，当任意一个闪烁体探测器10发送的吸收剂量率的测量值超过吸收剂量率阈值时，微型控制器30产生第一禁用信号，其他情况下产生第一使能信号。
图3-图5分别是根据本发明的一个优选实施例的辐射门禁连锁的人员流向控制装置的单侧触发、双侧触发和正常状态的工作示意图。结合图2可知，当带有射源的病人经过门禁时，例如图3中所示，带有射源的病人靠近第二闪烁体探测器12经过门禁时，第二闪烁体探测器12探测到吸收剂量率超过设定的阈值，此时，微型控制器30产生第一禁用信号，此时为单侧触发情况。结合图2和图4所示，当带有射源的病人从门正中央通过时，第一闪烁体探测器11和第二闪烁体探测器12同时探测到吸收剂量率超过设定的阈值，此时，微型控制器30产生第一禁用信号，此时为双侧触发情况。结合图2和图5所示，当无人通过门禁或者不带射源的病人通过门禁时，第一闪烁体探测器11和第二闪烁体探测器12均探测不到超过设定阈值的辐射探测信号，微型控制器30产生第一使能信号，此时为正常情况。两个闪烁体探测器10同时进行辐射探测，有效的避免了带有放射源的病人靠近门的一侧通过时，闪烁体探测器距离放射源过远而无法准确探测的问题。
红外线感应器20安装在门框的上方从而探测并控制双向的人流。红外线感应器20向微型控制器30发送红外信号。微型控制器30接收到该红外信号后进行判断，其中，当有人经过门时触发红外线感应器20，红外线感应器20向微型控制器30发送的为第二使能信号，其他情况下红外线感应器20向微型控制器30发送的为第二禁用信号。红外线感应器20安装在门框的内外两侧，可以扫描到门内外双向是否有人经过。
本发明中，闪烁体探测器10和红外线感应器20分别实现辐射的剂量当量率测量和人是否通过的测量。微型控制器30一方面实现辐射探测信号和红外信号的处理，即微型控制器30根据获取到的闪烁体探测器10发来的吸收剂量率数据，和预设的吸收剂量率阈值进行比较，同时获取红外线感应器20的红外信号，分析是否有人处于门禁区域内；微型控制器30另一方面协调闪烁体探测器10与控制台40的服务器的数据通讯，即微型控制器30向控制台40发送闪烁体探测器10测量到的吸收剂量率数据，从而在控制台40的服务器上进行数据显示。
微型控制器30根据产生的第一禁用信号、第一使能信号以及第二禁用信号和第二使能信号进行综合判断，当且仅当微型控制器30产生第二使能信号和第一使能信号的时候，微型控制器30向门禁控制器50发送门禁控制信号以开启门禁锁60，病人可以通过；其他情况下关闭门禁锁，禁止通过。为了更清楚的进行说明，下面一一列举遇到的四种情况：
第一种情况：当有人经过时，红外线感应器20探测到红外信号并发送至微型控制器30，微型控制器30产生第二使能信号；闪烁体探测器10将探测到的辐射探测信号发送至微型控制器30，当该人的吸收剂量率超过阈值时，微型控制器产生第一禁用信号，此时，由于微型控制器30同时产生了第二使能信号和第一禁用信号，微型控制器30不向门禁控制器50发送门禁控制信号，门禁锁60不能打开，门禁处于关闭状态；
第二种情况：当无人经过时，红外线感应器20探测到红外信号并发送至微型控制器30，微型控制器30产生第二禁用信号；由于无放射源经过，微型控制器30产生第一使能信号，此时，由于微型控制器30同时产生了第二禁用信号和第一使能信号，微型控制器30不向门禁控制器50发送门禁控制信号，门禁锁60不能打开，门禁处于关闭状态；
第三种情况：当有人经过时，红外线感应器20探测到红外信号并发送至微型控制器30，微型控制器30产生第二使能信号；闪烁体探测器10将探测到的辐射探测信号发送至微型控制器30，当该人的吸收剂量率低于阈值时，微型控制器产生第一使能信号，此时，由于微型控制器30同时产生了第一使能信号和第二使能信号，微型控制器30向门禁控制器50发送门禁控制信号，门禁锁60打开，门禁处于开启状态，辐射安全的人员可以通过；
第四种情况；当无人经过时，红外线感应器20探测到红外信号并发送至微型控制器30，微型控制器30产生第二禁用信号；此时，若闪烁体探测器探测到的吸收剂量率仍超过阈值，比如核垃圾污染等，微型控制器30产生第一禁用信号，此时，由于微型控制器30同时产生了第一禁用信号和第二禁用信号，微型控制器30不向门禁控制器50发送门禁控制信号，门禁锁60不能打开，门禁处于关闭状态。
本发明中的微型控制器30的传输支持串行接口RS-485、RS-232、通用异步收发传输器(UART)、以太网等通讯信号，也支持CMOS/TTL逻辑控制电平数据，可适用于各类门禁系统。微型控制器30还可以通过Zigbee、wifi等无线通讯或RS-485/RS232、以太网将闪烁体探测器和门禁控制信号等发送至控制台的服务器，在服务器上统一进行显示，工作人员可以通过服务器方便观察管理整个区域的病人流向。
本发明中的门禁锁包括电磁锁、机械锁等所有控制门禁的机械装置。
本发明提供的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，具有以下优点：
第一，病人无需佩戴额外的辐射探测设备即可实现吸收剂量率的监测和门禁连锁，方便实用；
第二，通过微型控制器进行控制，无需工作人员现场或远程控制门禁的开关，实现全自动病人流向控制；
第三，采用双闪烁体探测器提高了门禁的可靠性，降低了误触发率；采用高灵敏固定式的闪烁体探测器，响应速度要较同尺寸盖格计数管等探测器快90％以上；
第四，使用红外线感应器监测病人通过，免除工作人员主动监控控制门禁的启动；
第五，微型控制器可同时输出RS-232/RS-485、UART、以太网、CMOM/TTL等逻辑控制信号，作为门禁控制器的输入，可兼容多种门禁和门锁，适应性强。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述人员流向控制装置包括：
至少两个闪烁体探测器，所述闪烁体探测器分别相对的安装于门的两侧；
红外线感应器；
微型控制器，所述微型控制器与所述闪烁体探测器和所述红外线感应器通信连接，所述微型控制器接收来自于所述闪烁体探测器的辐射探测信号以及来自于所述红外线感应器的红外信号，所述微型控制器根据所述辐射探测信号和所述红外信号生成门禁控制信号；以及
门禁锁，所述门禁锁与所述微型控制器连接并接收来自于所述微型控制器的门禁控制信号。
2.根据权利要求1所述的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述人员流向控制装置还包括控制台，所述控制台与所述微型控制器通信连接，所述控制台接收所述微型控制器产生的门禁控制信号以及辐射探测信号，所述控制台向所述微型控制器发送人工干预指令。
3.根据权利要求2所述的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述微型控制器通过Zigbee、wifi、RS-485/RS232、以太网中的一种将所述门禁控制信号和所述辐射探测信号发送至所述控制台的服务器。
4.根据权利要求1所述的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述人员流向控制装置还包括门禁控制器，所述门禁控制器与所述微型控制器和所述门禁锁通信连接，所述门禁控制器接收所述门禁控制信号并向所述门禁锁发送工作信号。
5.根据权利要求1所述的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述闪烁体探测器安装在距离地面1.5m高的位置。
6.根据权利要求1所述的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述闪烁体探测器采用闪烁晶体制作，所述闪烁晶体包括NaI，BGO、CsI。
7.根据权利要求6所述的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述闪烁体探测器的灵敏度是同体积的盖革计数管的20倍以上。
8.根据权利要求7所述的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述闪烁晶体的灵敏度为对于Cs-137不低于40CPS/μGy/h。
9.根据权利要求1所述的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述微型控制器的传输支持串行接口RS-485、RS-232、通用异步收发传输器、以太网以及CMOS/TTL逻辑控制电平数据。
10.根据权利要求1所述的辐射门禁连锁的人员流向控制装置，其特征在于，所述门禁锁包括电磁锁和机械锁。
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