CN109884093A - 一种高精度中子无损检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度中子无损检测装置，包括中子发射源、底座、屏蔽盖、中子成像探测器，底座上侧面为样品放置区，底座中间设有安装中子发射源的腔体，所述的腔体贯穿底座的上侧设置，所述的屏蔽盖设在底座上侧，屏蔽盖可在上下方向进行位置的调节，所述的中子成像探测器设置在屏蔽盖的上侧；所述的屏蔽盖为上小下大的锥形管体结构，还包括屏蔽管，所述的屏蔽管竖直设置在屏蔽盖内，屏蔽管的上端与屏蔽盖的上端开口处连接，屏蔽管为可上下伸缩设置，所述的屏蔽盖的内侧壁上设有反射调节板，反射调节板的下端与屏蔽盖铰接连接，屏蔽盖上设有螺纹孔，所述的螺纹孔上连接有调节螺杆，所述的调节螺杆与反射调节板的上端连接。
Description
技术领域
本发明涉及中子检测设备技术领域，具体涉及一种高精度中子无损检测装置。
背景技术
中子检测是利用中子的透射来进行非破坏性检测，该种检测方式的应用，为人眼无法观测、且无法接触的物体内部区域的检测带来了巨大的方便。特别是在航空领域，对零部件的内部进行检测是非常有必要的，若零部件内部存在空腔或裂痕，很容易引发意外事故，威胁人们的人身安全。一般在检测时，中子从待检测样品中透射出来，再射向成像系统，但是中子的透射方向不仅仅是射向成像系统，还会向周围透射，而向周围透射的中子碰到物体后又会产生反射，该发射作用到成像系统会影响到检测的精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测精度高的高精度中子无损检测装置。
一种高精度中子无损检测装置，包括中子发射源、底座、屏蔽盖、中子成像探测器，底座上侧面为样品放置区，底座中间设有安装中子发射源的腔体，所述的腔体贯穿底座的上侧设置，所述的屏蔽盖设在底座上侧，屏蔽盖可在上下方向进行位置的调节，所述的中子成像探测器设置在屏蔽盖的上侧；
所述的屏蔽盖为上小下大的锥形管体结构，还包括屏蔽管，所述的屏蔽管竖直设置在屏蔽盖内，屏蔽管的上端与屏蔽盖的上端开口处连接，屏蔽管为可上下伸缩设置，所述的屏蔽盖的内侧壁上设有反射调节板，反射调节板的下端与屏蔽盖铰接连接，屏蔽盖上设有螺纹孔，所述的螺纹孔上连接有调节螺杆，所述的调节螺杆与反射调节板的上端连接；
所述的中子成像探测器包括包括中子检测用闪烁体、和检测从该中子检测用闪烁体发出的光并将其转换为电信号的光检测器，光检测器具有多个光纤和多个光检测元件，多个光纤对应闪烁体的入射表面的多个位置设置，多个光检测元件对应于多个光纤设置，中子测量装置与光检测元件连接，中子测量装置用于记录光检测元件的发光次数，中子检测用闪烁体设置在屏蔽盖的上端开口处。
本发明还进一步设置为，所述的底座上设有导向杆，所述的屏蔽盖上设有与导向杆配合的导向孔，所述的底座上设有驱动屏蔽盖在导向杆上移动的驱动装置一。
本发明还进一步设置为，所述的屏蔽管包括同轴设置的固定管和活动管，所述的固定管与屏蔽盖固定连接，所述的活动管与固定管螺纹连接。
本发明还进一步设置为，所述的光检测元件为光电倍增管。
本发明还进一步设置为，所述的中子发射源包括依次连接设置的带电粒子源、加速器、光束调节器、靶，还包括容器和管状屏蔽构件，靶设置在容器内部，管状屏蔽构件设置在容器的中子发射端。
本发明还进一步设置为，所述的中子测量装置为计数器。
本发明还进一步设置为，所述的屏蔽盖为的横截面为方形，其四个内侧壁上分别设有反射调节板。
本发明还进一步设置为，所述的反射调节板的下端高于屏蔽盖的底部设置，反射调节板的上端低于固定管的下端设置。
本发明还进一步设置为，所述的底座的上侧面上设有样品放置架。
本发明还进一步设置为，还包括计算装置、数据处理设备、存储设备。
本发明的有益效果：
本申请所提供的高精度中子无损检测装置，其可把外物发射的中子进行屏蔽隔绝掉，避免反射的中子射向中子检测用闪烁体，造成检测误差，使中子检测用闪烁体只能接收到从样品中透射出的中子，从而提高了检测的精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明屏蔽盖的结构示意图；
图3为本发明中子发射源的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下参考图1至图3对本发明进行说明。
一种高精度中子无损检测装置，包括中子发射源1、底座2、屏蔽盖3、中子成像探测器，底座2上侧面为样品放置区，底座2中间设有安装中子发射源1的腔体4，所述的腔体4贯穿底座2的上侧设置，使发射源1能向上发射中子束，所述的屏蔽盖3设在底座2上侧，屏蔽盖3可在上下方向进行位置的调节，屏蔽盖3可向上移动打开和向下移动关闭，屏蔽盖3由能吸收屏蔽中子的材料制成，所述的中子成像探测器设置在屏蔽盖3的上侧。
所述的屏蔽盖3为上小下大的锥形管体结构，锥形结构设置，可使得射向屏蔽盖的中子的反射方向为斜向下，避免反射中子射向成像探测器。
还包括屏蔽管5，所述的屏蔽管5竖直设置在屏蔽盖3内，屏蔽管5的上端与屏蔽盖3的上端开口处连接，屏蔽管5为可上下伸缩设置，所述的屏蔽管5包括同轴设置的固定管51和活动管52，所述的固定管51与屏蔽盖3固定连接，所述的活动管52与固定管51螺纹连接。通过采用上述技术方案，屏蔽管5可进一步的阻挡射向成像探测器的中子，使用时，活动管52可向下调节至尽可能的接近待测样品的上侧面，这样能达到更好的阻挡效果。
所述的屏蔽盖3的内侧壁上设有反射调节板6，反射调节板6的下端与屏蔽盖3铰接连接，屏蔽盖3上设有螺纹孔，所述的螺纹孔上连接有调节螺杆7，所述的调节螺杆7与反射调节板6的上端连接。上述技术方案中，通过旋动调节螺杆7可调节反射调节板6的倾斜角度，从而调节射向反射调节板6的中子的反射角度，是反射的中子尽可能的向下反射，设置反射调节板6的目的，为避免在有些情况下射向屏蔽盖的中子因屏蔽盖的倾斜角度不够，而造成中子向上反射，射向成像探测器，所以设置反射调节板6来进一步的调节倾斜角度。
其中，所述的底座2上设有导向杆13，所述的屏蔽盖3上设有与导向杆13配合的导向孔14，所述的底座2上设有驱动屏蔽盖3在导向杆13上移动的驱动装置一15。
其中，所述的屏蔽盖3为的横截面为方形，其四个内侧壁上分别设有反射调节板6。
其中，所述的反射调节板6的下端高于屏蔽盖3的底部设置，反射调节板6的上端低于固定管51的下端设置。
其中，所述的底座2的上侧面上设有样品放置架21。
上述技术方案中，通过屏蔽掉向成像探测器反射的中子来达到提高检测精度的目的。
所述的中子成像探测器包括包括中子检测用闪烁体101、和检测从该中子检测用闪烁体101发出的光并将其转换为电信号的光检测器，光检测器具有多个光纤102和多个光检测元件103，多个光纤102对应闪烁体101的入射表面的多个位置设置，多个光检测元件103对应于多个光纤102设置，中子测量装置104与光检测元件103连接，中子测量装置104用于记录光检测元件103的发光次数，中子检测用闪烁体101设置在屏蔽盖3的上端开口处。
利用中子的透射来进行非破坏性检测，中子发射源1发出的中子束，射向待检测物发生透射，照射到闪烁体101，从而测得到达闪烁体101的中子数，由于待检测物会对中子产生衰减作用，特别是待检测物内部存在损伤时，则会对中子束产生不同衰减作用，所以通过对比待检测物对中子束的衰减情况与高质量待检测物对中子束的衰减情况，就可判断待检测物的质量。
我们可以预设一个中子数衰减区间值，来作为待检测物质量是否达标的参考值，因为存在损伤的待检测物，一般都会带来更严重的中子数衰减，所以只要测得的中子数不在该衰减区间值内，则可判断为检测待检测物损坏。
中子束穿过待检测物，照射到闪烁体101的入射表面上，闪烁体101受中子照射而发出荧光的位置，在光纤102的作用下，传导给光检测元件103，而达到检测计数的目的。
中子测量装置104测量每个光检测元件103的发光次数，作为检测反射中子的数量，并生成检测数据。
其中，所述的光检测元件103为光电倍增管。光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。常被应用在闪烁计数器上。
中子发射源1包括依次连接设置的带电粒子源105、加速器106、光束调节器107、靶108，还包括容器109和管状屏蔽构件110，靶108设置在容器109内部，管状屏蔽构件110设置在容器109的中子发射端。
带电粒子源105产生质子，加速器106具有多个加速器106，用于连续的加速由带电粒子源105产生的质子，在优先实施例中，由加速器106加速的质子具有1MeV或更高的能量，光束调节器107具有多个磁场线圈，用于根据靶108调节由光束调节器107加速的质子束的方向和扩展，穿过光束调节器107的质子束射在靶108上，通过质子和靶108之间的反应产生中子，靶108放置在几乎不能不透射中子的材料形成的容器109内，容器109的外表面形成穿透到内部的孔，管状屏蔽构件110连接在该孔处，管状屏蔽构件110由难以传输中子的材料形成，在靶108中产生的中子穿过管状屏蔽构件110，并成为入射到检查对象上的脉冲中子束。
其中，所述的中子测量装置104为计数器，还包括计算装置111、数据处理设备112、存储设备113。中子测量装置104测得的数据发送给计算装置111和数据处理设备112，对该数据进行处理，并得出检测结果，最后存储在存储设备113中。
本发明的有益效果：
本申请所提供的高精度中子无损检测装置，其可把外物发射的中子进行屏蔽隔绝掉，避免发射的中子射向中子检测用闪烁体，造成检测误差，使中子检测用闪烁体只能接收到从样品中透射出的中子，从而提高了检测的精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：包括中子发射源、底座、屏蔽盖、中子成像探测器，底座上侧面为样品放置区，底座中间设有安装中子发射源的腔体，所述的腔体贯穿底座的上侧设置，所述的屏蔽盖设在底座上侧，屏蔽盖可在上下方向进行位置的调节，所述的中子成像探测器设置在屏蔽盖的上侧；
所述的屏蔽盖为上小下大的锥形管体结构，还包括屏蔽管，所述的屏蔽管竖直设置在屏蔽盖内，屏蔽管的上端与屏蔽盖的上端开口处连接，屏蔽管为可上下伸缩设置，所述的屏蔽盖的内侧壁上设有反射调节板，反射调节板的下端与屏蔽盖铰接连接，屏蔽盖上设有螺纹孔，所述的螺纹孔上连接有调节螺杆，所述的调节螺杆与反射调节板的上端连接；
所述的中子成像探测器包括包括中子检测用闪烁体、和检测从该中子检测用闪烁体发出的光并将其转换为电信号的光检测器，光检测器具有多个光纤和多个光检测元件，多个光纤对应闪烁体的入射表面的多个位置设置，多个光检测元件对应于多个光纤设置，中子测量装置与光检测元件连接，中子测量装置用于记录光检测元件的发光次数，中子检测用闪烁体设置在屏蔽盖的上端开口处。
2.根据权利要求1所述的一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：所述的底座上设有导向杆，所述的屏蔽盖上设有与导向杆配合的导向孔，所述的底座上设有驱动屏蔽盖在导向杆上移动的驱动装置一。
3.根据权利要求1所述的一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：所述的屏蔽管包括同轴设置的固定管和活动管，所述的固定管与屏蔽盖固定连接，所述的活动管与固定管螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：所述的光检测元件为光电倍增管。
5.根据权利要求1所述的一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：所述的中子发射源包括依次连接设置的带电粒子源、加速器、光束调节器、靶，还包括容器和管状屏蔽构件，靶设置在容器内部，管状屏蔽构件设置在容器的中子发射端。
6.根据权利要求1所述的一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：所述的中子测量装置为计数器。
7.根据权利要求3所述的一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：所述的屏蔽盖为的横截面为方形，其四个内侧壁上分别设有反射调节板。
8.根据权利要求7所述的一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：所述的反射调节板的下端高于屏蔽盖的底部设置，反射调节板的上端低于固定管的下端设置。
9.根据权利要求1所述的一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：所述的底座的上侧面上设有样品放置架。
10.根据权利要求1所述的一种高精度中子无损检测装置，其特征在于：还包括计算装置、数据处理设备、存储设备。
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