CN110824527A - 一种剂量率测量装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种剂量率测量装置及其控制方法，该装置包括：探测单元，用于捕捉电离辐射光子，并将所述电离辐射光子转换成电信号；信号分析单元，用于对所述电信号分析，获取剂量率。本申请提供的技术方案，不需要手动更换探测器就可自动获取剂量率，达到宽量程剂量率测量的目标；同时，体积小重量轻，方便携带。

Description

一种剂量率测量装置及其控制方法

技术领域

本申请属于核与辐射环境监测技术领域，具体涉及一种剂量率测量装置及其控制方法。

背景技术

随着国家经济的发展，核电项目的建成，民众对辐射环境的关注越来越高。因为电离辐射的危害在于：在人体组织内释放能量，导致细胞死亡或损伤。在少量剂量下，它并不能造成伤害。在某些情况下，细胞并不死亡而是变成非正常细胞。这些非正常细胞有些为暂时，有些为永久的，有些甚至发展为癌变细胞。大剂量的照射将引起大范围的细胞死亡。受低等或中等的照射的伤害并不能在几个月甚至是一年中显示出来。

而国内核辐射监测仪器市场上已有的辐射监测仪器，大都以独立探测器组合应用以满足不同需求的测量。这种独立探测器组合应用在仪器的使用过程中非常不方便，需要人员手动更换探测器以满足不同量程的测量，便携性较差，无法很好地满足实际应用。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在需要手动更换探测器不方便，便携性较差的问题，本申请提供一种剂量率测量装置及其控制方法。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

提供一种剂量率测量装置，所述装置包括：

探测单元，用于捕捉电离辐射光子，并将所述电离辐射光子转换成电信号；

信号分析单元，用于对所述电信号分析，获取剂量率。

优选的，所述探测单元包括：第一探测器、第二探测器、第三探测器、第一高压电源模块和第二高压电源模块；

所述第一高压电源模块通过线缆与所述第一探测器连接；所述第二高压电源模块通过线缆分别与所述第二探测器和第三探测器连接；

所述第一探测器，用于将满足第一量程的电离辐射光子转换成第一电信号；

所述第二探测器，用于将满足第二量程的电离辐射光子转换成第二电信号；

所述第三探测器，用于将满足第三量程的电离辐射光子转换成第三电信号；

所述第一高压电源模块，用于为所述第一探测器供电；

所述第二高压电源模块，用于为第二探测器和第三探测器供电。

进一步的，所述第二探测器和所述第三探测器所在的水平面为第一水平面；

所述第一探测器所在的水平面为第二水平面；

所述第一水平面与所述第二水平面不同。

进一步的，所述第一量程小于第二量程，所述第二量程小于第三量程。

优选的，所述信号分析单元，包括：第一放大器、第二放大器、第三放大器、脉冲幅度分析器、微控制器、显示器和存储器；

所述第一放大器通过线缆分别与所述第一探测器和所述脉冲幅度分析器连接；所述第二放大器通过线缆分别与所述第二探测器和所述脉冲幅度分析器连接；所述第三放大器通过线缆分别与所述第三探测器和所述脉冲幅度分析器连接；所述微控制器通过线缆分别与所述脉冲幅度分析器、显示器和存储器连接；

所述第一放大器，用于对所述第一电信号进行放大；

所述第二放大器，用于对所述第二电信号进行放大；

所述第三放大器，用于对所述第三电信号进行放大；

所述脉冲幅度分析器，用于对放大后的第一电信号、第二电信号或第三电信号分析，获取脉冲个数和幅度；

所述微控制器，用于根据脉冲幅度分析器获取的脉冲个数和幅度获取剂量率，并将所述剂量率传送至显示器和存储器；

所述显示器，用于显示所述微控制器获取的剂量率；

所述存储器，用于存储所述微控制器获取的剂量率。

优选的，所述信号分析单元，还包括：低压电源模块，用于分别为所述第一放大器、第二放大器、第三放大器、脉冲幅度分析器、微控制器、显示器和存储器供电。

第二方面，

提供一种剂量率测量装置的控制方法，所述方法，包括：

步骤1：启动第三探测器，获取剂量率；判断所述剂量率是否满足第三量程，若所述剂量率满足第三量程，则执行步骤4；若所述剂量率不满足第三量程，则执行步骤2；

步骤2：启动第二探测器，获取剂量率；判断所述剂量率是否满足第二量程，若所述剂量率满足第二量程，则执行步骤4；若所述剂量率不满足第二量程，则执行步骤3；

步骤3：启动第一探测器，获取剂量率；判断所述剂量率是否满足第一量程，若所述剂量率满足第一量程，则执行步骤4；若所述剂量率不满足第一量程，则执行步骤5；

步骤4：初始化时间t＝0，所述微控制器将当前剂量率发送至显示器，所述显示器实时显示当前剂量率，直至t大于时间阈值，执行步骤6；

步骤5：所述微控制器控制显示器发出故障警报，并执行步骤6；

步骤6：判断是否需要结束测量，若需要结束测量，则停止测量；若不需要结束测量，则返回步骤1。

优选的，所述步骤1中启动第三探测器，获取剂量率为：所述第三探测器将电离辐射光子转换成第三电信号，并将所述第三电信号传送至第三放大器；

所述第三放大器对所述第三电信号进行放大，并将所述放大后的第三电信号传送至脉冲幅度分析器；

所述脉冲幅度分析器对放大后第三电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将所述脉冲个数和幅度传送至微控制器；

所述微控制器根据所述脉冲个数和幅度获取剂量率。

优选的，所述步骤2中启动第二探测器，获取剂量率为：所述第二探测器将电离辐射光子转换成第二电信号，并将所述第二电信号传送至第二放大器；

所述第二放大器对所述第二电信号进行放大，并将所述放大后的第二电信号传送至脉冲幅度分析器；

所述脉冲幅度分析器对放大后第二电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将所述脉冲个数和幅度传送至微控制器；

所述微控制器根据所述脉冲个数和幅度获取剂量率。

优选的，所述步骤3中启动第一探测器，获取剂量率为：所述第一探测器将电离辐射光子转换成第一电信号，并将所述第一电信号传送至第一放大器；

所述第一放大器对所述第一电信号进行放大，并将所述放大后的第一电信号传送至脉冲幅度分析器；

所述脉冲幅度分析器对放大后第一电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将所述脉冲个数和幅度传送至微控制器；

所述微控制器根据所述脉冲个数和幅度获取剂量率。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过探测单元捕捉电离辐射光子并将电离辐射光子转换成电信号，通过信号分析单元对电信号分析，获取剂量率，不需要手动更换探测器就可自动获取剂量率，达到宽量程剂量率测量的目标；同时，体积小重量轻，方便携带。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据本申请一个实施例提供的一种剂量率测量装置的结构示意图；

图2是根据本申请一个实施例提供的一种剂量率测量装置的具体的结构示意图；

图3是根据本申请一个实施例提供的一种剂量率测量装置的控制方法的流程示意图；

图4是根据本申请另一个实施例提供的一种剂量率测量装置的结构示意图；

图5是根据本申请另一个实施例提供的一种剂量率测量装置的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1为本申请一个实施例提供的一种剂量率测量装置的结构示意图；如图1所示，该装置包括：

探测单元，用于捕捉电离辐射光子，并将电离辐射光子转换成电信号；

信号分析单元，用于对电信号分析，获取剂量率。

可以理解的是，本实施例提供的一种剂量率测量装置，通过探测单元捕捉电离辐射光子并将电离辐射光子转换成电信号，通过信号分析单元对电信号分析，获取剂量率，不需要手动更换探测器就可获取剂量率，达到宽量程剂量率测量的目标；同时，体积小重量轻，方便携带。

进一步可选的，如图2所示，探测单元包括：第一探测器、第二探测器、第三探测器、第一高压电源模块和第二高压电源模块；

第一高压电源模块通过线缆与第一探测器连接；第二高压电源模块通过线缆分别与第二探测器和第三探测器连接；

第一探测器，用于将满足第一量程的电离辐射光子转换成第一电信号；

第二探测器，用于将满足第二量程的电离辐射光子转换成第二电信号；

第三探测器，用于将满足第三量程的电离辐射光子转换成第三电信号；

第一高压电源模块，用于为第一探测器供电；

第二高压电源模块，用于为第二探测器和第三探测器供电。

一些实施例中，第一探测器可以但不限于为NaI(碘化钠)探测器；第二探测器和第三探测器可以但不限于为盖革计数管；第一高压电源模块和第二高压电源模块的型号可以但不限于为CC255系列高压模块中的CC255-01Y。

进一步可选的，第二探测器和第三探测器所在的水平面为第一水平面；

第一探测器所在的水平面为第二水平面；

第一水平面与第二水平面不同。

需要说明的是，将第一探测器所在的水平面与第二探测器和第三探测器所在的水平面错开，减少了探测器之间产生的干扰。

进一步可选的，第一量程小于第二量程，第二量程小于第三量程。

需要说明的是，本领域技术人员可根据工程需要、根据历史经验值或实验数据对“第一量程”、“第二量程”和“第三量程”进行设置。

例如，第一量程为10nSv/h～0.5mSv/h，第二量程为0.5mSv/h～6mSv/h，第三量程为6mSv/h～12Sv/h。

进一步可选的，如图2所示，信号分析单元，包括：第一放大器、第二放大器、第三放大器、脉冲幅度分析器、微控制器、显示器和存储器；

第一放大器通过线缆分别与第一探测器和脉冲幅度分析器连接；第二放大器通过线缆分别与第二探测器和脉冲幅度分析器连接；第三放大器通过线缆分别与第三探测器和脉冲幅度分析器连接；微控制器通过线缆分别与脉冲幅度分析器、显示器和存储器连接；

第一放大器，用于对第一电信号进行放大；

第二放大器，用于对第二电信号进行放大；

第三放大器，用于对第三电信号进行放大；

需要说明的是，“利用放大器对信号进行放大”是本领域技术人员所熟知的，因此，其具体实现方式不做过多描述；

脉冲幅度分析器，用于对放大后的第一电信号、第二电信号或第三电信号分析，获取脉冲个数和幅度；

需要说明的是，“利用脉冲幅度分析器获取脉冲个数和幅度”的方式是本领域技术人员所熟知的，因此，其具体实现方式不做过多描述；

微控制器，用于根据脉冲幅度分析器获取的脉冲个数和幅度获取剂量率，并将剂量率传送至显示器和存储器；

需要说明的是，“MCU(单片机)根据脉冲个数和幅度获取剂量率”的方式是本领域技术人员所熟知的，因此，其具体实现方式不做过多描述。

例如，NaI闪烁探测器求剂量公式：1971年Moriuchi首次提出用G(E)能谱-剂量转换函数估算剂量，就是对不同能量道的计数加不同的剂量率权重值，该权重值即为该能量道的G(E)函数值。此方法能更精确计算剂量，G(E)函数确定后，直接野外测量即可获得对应剂量，但是不同探测器G(E)函数的系数不同，要分别进行刻度。G(E)的确定就对计算结果有直接的影响。其中，按下式确定空气吸收剂量D(E₀)：

上式中，n(E,E₀)为探测器记录到一个E的信号的概率，λ为常数。

实际运用中，应用优化算法来简化公式(1)，简化后的公式(1)为：

其中，D为剂量率；把脉冲最大的幅度分为E份，单位为道；脉冲分析器跟MCU统计脉冲的幅度(i道)和个数(n_i)；G(E)_i函数是剂量率权重值，对不同的脉冲幅度(i道)其值也有所不同。但是对一固定体积形状的探测器，G(E)_i函数是一组常数。

再例如，G-M计数器在剂量测量中的应用：作为一种灵敏的辐射探测器，G-M计数器已被广泛采用，但G-M计数器的响应与吸收剂量D、空气比释动能K_α或照射量X，一般没有直接联系。然而，若对计数器壁的材料进行适当选择或者计数器外附加某些屏蔽过滤，则在一定的能量范围内，能使G-M计数器的响应正比于空气的吸收剂量、空气的比释动能或照射量。

设一束光子能量为E的X或γ射线入射到G-M计数器上，光子注量率为

计数器对光子的探测效率为η，于是，计数器的计数率为：

假定计数器所在处的照射量率为X；X或γ射线在空气中的质量能量吸收系数为(μ_en/ρ)_α，在带粒子产生的韧致辐射可以忽略的条件下，则由空气中某点的照射量X与该点的能量注量

关系式和公式(3)可得：

用不同阴极材料(Al、Cu、Pb)做成的G-M计数器，在一定能量范围内，其探测效率几乎与光子能量成正比，即公式(4)中的η/E_γ近似一个常数。又空气中γ射线的质量能量吸收系数(μ_en/ρ)_α，在一定能量范围内变化不大。

因此公式(4)可写成：

在上述条件下k1、k2、k3分别近似为一个常数，即照射量率、空气比释动能率和空气的吸收剂量率，与计数器的计数率大致成正比。这样，就可以用测得的计数率来确定照射量率、空气比释动能率和空气的吸收剂量率；

在上式中，n相当于MCU统计的盖革计数管GM1或者GM2产生的电信号的脉冲个数，

为剂量率值。

显示器，用于显示微控制器获取的剂量率；

存储器，用于存储微控制器获取的剂量率。

一些实施例中，显示器的类型可以但不限于为可触摸的LCD显示器。

进一步可选的，信号分析单元，还包括：低压电源模块(图中未示出)，用于分别为第一放大器、第二放大器、第三放大器、脉冲幅度分析器、微控制器、显示器和存储器供电。

容易理解的是，低压电源模块分别与第一放大器、第二放大器、第三放大器、脉冲幅度分析器、微控制器、显示器和存储器连接。

一些实施例中，低压电源模块9可以为但不限于大容量的锂离子电池，续航时间长，避免本申请提供的剂量率测量装置因没电造成的影响。

进一步可选的，该剂量率测量装置还设有充电接口、USB接口和剂量率测量装置的启闭开关。

容易理解的是，可通过USB接口实现数据的传输及存储。

需要说明的是，本实施例提供的剂量率测量装置可放置于箱体内，该箱体的体积大小可以但不限定于为300mm*250mm*170mm(长*宽*高)，该剂量率测量装置和箱体的重量总和可以但不限定为2.9kg。体积小，重量轻，便于携带。

本实施例提供的剂量率测量装置，在结构设计上，采用复合多探头一体化设计(将不同类型不同量程的探测器集成一体)，避免了现有技术中手动更换探测器的弊端，量程范围大可以满足不同量程的测量；通过采用放大器、脉冲幅度分析器和微控制器获取剂量率，高度集成化，智能化，可自动切换量程且满足不同场合的需要；在人性化方面，采用显示器提供了更人性化的人机交互界面；在体积重量上，做到了体积小、重量轻，方便携带。

本发明还提供一种剂量率测量装置的控制方法，参照图3，该方法包括：

步骤1：启动第三探测器，获取剂量率；判断剂量率是否满足第三量程，若剂量率满足第三量程，则执行步骤4；若剂量率不满足第三量程，则执行步骤2；

步骤2：启动第二探测器，获取剂量率；判断剂量率是否满足第二量程，若剂量率满足第二量程，则执行步骤4；若剂量率不满足第二量程，则执行步骤3；

步骤3：启动第一探测器，获取剂量率；判断剂量率是否满足第一量程，若剂量率满足第一量程，则执行步骤4；若剂量率不满足第一量程，则执行步骤5；

步骤4：初始化时间t＝0，微控制器将当前剂量率发送至显示器，显示器实时显示当前剂量率，直至t大于时间阈值，执行步骤6；

步骤5：微控制器控制显示器发出故障警报，并执行步骤6；

步骤6：判断是否需要结束测量，若需要结束测量，则停止测量；若不需要结束测量，则返回步骤1。

一些实施例中，步骤4中，可通过计时器进行计时，并判断该计时器的当前时间是否大于时间阈值。

进一步可选的，步骤1中启动第三探测器，获取剂量率为：第三探测器将电离辐射光子转换成第三电信号，并将第三电信号传送至第三放大器；

第三放大器对第三电信号进行放大，并将放大后的第三电信号传送至脉冲幅度分析器；

脉冲幅度分析器对放大后第三电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将脉冲个数和幅度传送至微控制器；

微控制器根据脉冲个数和幅度获取剂量率。

进一步可选的，步骤2中启动第二探测器，获取剂量率为：第二探测器将电离辐射光子转换成第二电信号，并将第二电信号传送至第二放大器；

第二放大器对第二电信号进行放大，并将放大后的第二电信号传送至脉冲幅度分析器；

脉冲幅度分析器对放大后第二电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将脉冲个数和幅度传送至微控制器；

微控制器根据脉冲个数和幅度获取剂量率。

进一步可选的，步骤3中启动第一探测器，获取剂量率为：第一探测器将电离辐射光子转换成第一电信号，并将第一电信号传送至第一放大器；

第一放大器对第一电信号进行放大，并将放大后的第一电信号传送至脉冲幅度分析器；

脉冲幅度分析器对放大后第一电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将脉冲个数和幅度传送至微控制器；

微控制器根据脉冲个数和幅度获取剂量率。

本实施例提供的剂量率测量装置的控制方法，不需要手动更换探测器就可自动获取剂量率，达到宽量程剂量率测量的目标，在实际应用过程中很方便。

本实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有可执行程序，该可执行程序被处理器执行时实现上述剂量率测量装置的控制方法中的步骤。

为了便于读者对上述剂量率测量装置及其控制方法的进一步理解，本发明提供一具体实例，参照图4，该实施例中剂量率测量装置中的第一探测器为NaI(碘化钠)探测器，第二探测器为盖革计数管GM1，第三探测器为盖革计数管GM2，该剂量率测量装置包括：

探测单元，用于捕捉电离辐射光子，并将电离辐射光子转换成电信号；

信号分析单元，用于对电信号分析，获取剂量率。

进一步的，探测单元包括：NaI(碘化钠)探测器、盖革计数管GM1、盖革计数管GM2、第一高压电源模块和第二高压电源模块；

第一高压电源模块通过线缆与NaI(碘化钠)探测器连接；第二高压电源模块通过线缆分别与盖革计数管GM1和盖革计数管GM2连接；

NaI(碘化钠)探测器，用于将满足第一量程的电离辐射光子转换成第一电信号；

盖革计数管GM1，用于将满足第二量程的电离辐射光子转换成第二电信号；

盖革计数管GM2，用于将满足第三量程的电离辐射光子转换成第三电信号；

第一高压电源模块，用于为NaI(碘化钠)探测器供电；

第二高压电源模块，用于为盖革计数管GM1和盖革计数管GM2供电。

具体的，第一高压电源模块和第二高压电源模块的型号均为CC255系列高压模块中的CC255-01Y。

进一步的，盖革计数管GM1和盖革计数管GM2所在的水平面为第一水平面；

NaI(碘化钠)探测器所在的水平面为第二水平面；

第一水平面与第二水平面不同。

需要说明的是，将NaI(碘化钠)探测器所在的水平面与盖革计数管GM1和盖革计数管GM2所在的水平面错开，减少了探测器之间产生的干扰。本领域技术人员可根据工程需要、根据历史经验值或实验数据对第一水平面和第二水平面的高度进行设置。

具体的，经过多次试验测得NaI(碘化钠)探测器、盖革计数管GM1和盖革计数管GM2的实际测量量程和能量范围，如表1所示：

表1探测器的实际测量量程和能量范围

探测器种类	实际测量量程	能量范围
			NaI探测器	10nSv/h～1mSv/h	35～3000KeV
盖革计数管GM1	0.01mSv/h～6mSv/h	35～1300KeV
			盖革计数管GM2	5mSv/h～12Sv/h	35～1300KeV

为使设备测量的相对固有误差最小，对实验数据分析，获得量程范围的最优化选择，如表2所示：

表2探测器的最优选择量程和能量范围

探测器种类	最优选择量程	能量范围
			NaI探测器：	(10nSv/h,0.5mSv/h)	35～3000KeV
盖革计数管GM1	[0.5mSv/h～6mSv/h]	35～1300KeV
			盖革计数管GM2	(6mSv/h～12Sv/h)	35～1300KeV

进一步的，信号分析单元，包括：第一放大器、第二放大器、第三放大器、脉冲幅度分析器、微控制器、显示器和存储器；

第一放大器通过线缆分别与NaI探测器和脉冲幅度分析器连接；第二放大器通过线缆分别与盖革计数管GM1和脉冲幅度分析器连接；第三放大器通过线缆分别与盖革计数管GM2和脉冲幅度分析器连接；微控制器通过线缆分别与脉冲幅度分析器、可触摸的LCD显示器和存储器连接；

第一放大器，用于对第一电信号进行放大；

第二放大器，用于对第二电信号进行放大；

第三放大器，用于对第三电信号进行放大；

需要说明的是，“利用放大器对信号进行放大”是本领域技术人员所熟知的，因此，其具体实现方式不做过多描述。

脉冲幅度分析器，用于对放大后的第一电信号、第二电信号或第三电信号分析，获取脉冲个数和幅度；

需要说明的是，“利用脉冲幅度分析器获取脉冲个数和幅度”的方式是本领域技术人员所熟知的，因此，其具体实现方式不做过多描述；

微控制器，用于根据脉冲幅度分析器获取的脉冲个数和幅度获取剂量率，并将剂量率传送至显示器和存储器；

可触摸的LCD显示器，用于显示微控制器获取的剂量率；

存储器，用于存储微控制器获取的剂量率。

具体的，可以但不限于通过触摸的LCD显示器的显示屏查看存储器存储的剂量率数据；该剂量率数据可以但不限于包括：日期、时间、探测器类型和剂量率；例如，某条剂量率数据为：2018年6月6日，上午8点，NaI探测器，0.4mSv/h。

进一步的，信号分析单元，还包括：低压电源模块，用于分别为第一放大器、第二放大器、第三放大器、脉冲幅度分析器、微控制器、显示器和存储器供电。

具体的，低压电源模块为大容量的锂电子电池，

进一步的，信号分析单元，还包括：计时器，用于在测量剂量率时进行计时。

进一步的，该剂量率测量装置还设有充电接口、USB接口和剂量率测量装置的启闭开关。

容易理解的是，可通过USB接口实现数据的传输及存储。

进一步的，上述剂量率测量装置可放置于箱体内，该箱体的体积大小300mm*250mm*170mm(长*宽*高)，该剂量率测量装置和箱体的重量总和为2.9kg。体积小，重量轻，便于携带。

本实施例提供的第一探测器为NaI(碘化钠)探测器、第二探测器为盖革计数管GM1和第三探测器为盖革计数管GM2的剂量率测量装置采用了复合多探头结构，即采用了2种类型的探测器，总共3个组成复合探测器，来达到宽量程的测量目标。其中NaI探测器用于低剂量率测量，盖革计数管GM1用于中剂量率测量，盖革计数管GM2用于高剂量率测量，复合探测器的量程大大扩展，达到10nSv/h～12Sv/h；由于NaI对γ射线的吸收、反射能力较强，故两种探测器不在一个水平面上，做到了互不干扰；同时，探测器的中心在一个垂线上，保证了探测角度在此方向上的一致；

在人性化方面，采用带触摸屏的5英寸的LCD显示器，提供了更人性化的人机交互界面；同时，设置USB接口，可方便与计算机进行数据的传输及存储；

在体积重量上，做到了体积小(300mm*250mm*170mm)、重量轻(2.9kg)，方便携带。

本实施例还提供了上述第一探测器为NaI(碘化钠)探测器、第二探测器为盖革计数管GM1和第三探测器为盖革计数管GM2的剂量率测量装置的控制方法，如图5所示，包括：

步骤a：启动盖革计数管GM2，盖革计数管GM2将电离辐射光子转换成第三电信号，并将第三电信号传送至第三放大器；

第三放大器对第三电信号进行放大，并将放大后的第三电信号传送至脉冲幅度分析器；

脉冲幅度分析器对放大后第三电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将脉冲个数和幅度传送至微控制器；

微控制器根据脉冲个数和幅度获取剂量率，并判断剂量率是否满足第三量程，若剂量率满足第三量程，则执行步骤d；若剂量率不满足第三量程，则执行步骤b；

步骤b：启动盖革计数管GM1，盖革计数管GM1将电离辐射光子转换成第二电信号，并将第二电信号传送至第二放大器；

第二放大器对第二电信号进行放大，并将放大后的第二电信号传送至脉冲幅度分析器；

脉冲幅度分析器对放大后第二电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将脉冲个数和幅度传送至微控制器；

微控制器根据脉冲个数和幅度获取剂量率，并判断剂量率是否满足第二量程，若剂量率满足第二量程，则执行步骤d；若剂量率不满足第二量程，则执行步骤c；

步骤c：启动NaI(碘化钠)探测器，NaI(碘化钠)探测器将电离辐射光子转换成第一电信号，并将第一电信号传送至第一放大器；

第一放大器对第一电信号进行放大，并将放大后的第一电信号传送至脉冲幅度分析器；

脉冲幅度分析器对放大后第一电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将脉冲个数和幅度传送至微控制器；

微控制器根据脉冲个数和幅度获取剂量率，并判断剂量率是否满足第一量程，若剂量率满足第一量程，则执行步骤d；若剂量率不满足第一量程，则执行步骤e；

步骤d：启动计时器，初始化计时器时间t＝0，微控制器将当前剂量率发送至显示器，显示器实时显示当前剂量率，直至计时器时间t大于时间阈值N，执行步骤f；

步骤e：微控制器控制显示器发出故障警报，并执行步骤f；

步骤f：判断是否需要结束测量，若需要结束测量，则停止测量；若不需要结束测量，则返回步骤a。

容易理解的是，在上述剂量率测量装置工作时，微控制器会实时获取当前剂量率(例如，每秒获取一次剂量率)并将当前剂量率传送至显示器，显示器则显示在计时器时间t＝[0,N]间的实时剂量率。

本实施例提供的第一探测器为NaI(碘化钠)探测器、第二探测器为盖革计数管GM1和第三探测器为盖革计数管GM2的剂量率测量装置的控制方法，不需要手动更换探测器就可自动获取剂量率，达到宽量程剂量率测量的目标，在实际应用过程中很方便。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种剂量率测量装置，其特征在于，所述装置包括：

探测单元，用于捕捉电离辐射光子，并将所述电离辐射光子转换成电信号；

信号分析单元，用于对所述电信号分析，获取剂量率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测单元包括：第一探测器、第二探测器、第三探测器、第一高压电源模块和第二高压电源模块；

所述第一高压电源模块通过线缆与所述第一探测器连接；所述第二高压电源模块通过线缆分别与所述第二探测器和第三探测器连接；

所述第一探测器，用于将满足第一量程的电离辐射光子转换成第一电信号；

所述第二探测器，用于将满足第二量程的电离辐射光子转换成第二电信号；

所述第三探测器，用于将满足第三量程的电离辐射光子转换成第三电信号；

所述第一高压电源模块，用于为所述第一探测器供电；

所述第二高压电源模块，用于为第二探测器和第三探测器供电。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二探测器和所述第三探测器所在的水平面为第一水平面；

所述第一探测器所在的水平面为第二水平面；

所述第一水平面与所述第二水平面不同。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一量程小于第二量程，所述第二量程小于第三量程。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述信号分析单元，包括：第一放大器、第二放大器、第三放大器、脉冲幅度分析器、微控制器、显示器和存储器；

所述第一放大器通过线缆分别与所述第一探测器和所述脉冲幅度分析器连接；所述第二放大器通过线缆分别与所述第二探测器和所述脉冲幅度分析器连接；所述第三放大器通过线缆分别与所述第三探测器和所述脉冲幅度分析器连接；所述微控制器通过线缆分别与所述脉冲幅度分析器、显示器和存储器连接；

所述第一放大器，用于对所述第一电信号进行放大；

所述第二放大器，用于对所述第二电信号进行放大；

所述第三放大器，用于对所述第三电信号进行放大；

所述脉冲幅度分析器，用于对放大后的第一电信号、第二电信号或第三电信号分析，获取脉冲个数和幅度；

所述微控制器，用于根据脉冲幅度分析器获取的脉冲个数和幅度获取剂量率，并将所述剂量率传送至显示器和存储器；

所述显示器，用于显示所述微控制器获取的剂量率；

所述存储器，用于存储所述微控制器获取的剂量率。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述信号分析单元，还包括：低压电源模块，用于分别为所述第一放大器、第二放大器、第三放大器、脉冲幅度分析器、微控制器、显示器和存储器供电。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种剂量率测量装置的控制方法，其特征在于，所述方法，包括：

步骤1：启动第三探测器，获取剂量率；判断所述剂量率是否满足第三量程，若所述剂量率满足第三量程，则执行步骤4；若所述剂量率不满足第三量程，则执行步骤2；

步骤2：启动第二探测器，获取剂量率；判断所述剂量率是否满足第二量程，若所述剂量率满足第二量程，则执行步骤4；若所述剂量率不满足第二量程，则执行步骤3；

步骤3：启动第一探测器，获取剂量率；判断所述剂量率是否满足第一量程，若所述剂量率满足第一量程，则执行步骤4；若所述剂量率不满足第一量程，则执行步骤5；

步骤4：初始化时间t＝0，所述微控制器将当前剂量率发送至显示器，所述显示器实时显示当前剂量率，直至t大于时间阈值，执行步骤6；

步骤5：所述微控制器控制显示器发出故障警报，并执行步骤6；

步骤6：判断是否需要结束测量，若需要结束测量，则停止测量；若不需要结束测量，则返回步骤1。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤1中启动第三探测器，获取剂量率为：所述第三探测器将电离辐射光子转换成第三电信号，并将所述第三电信号传送至第三放大器；

所述第三放大器对所述第三电信号进行放大，并将所述放大后的第三电信号传送至脉冲幅度分析器；

所述脉冲幅度分析器对放大后第三电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将所述脉冲个数和幅度传送至微控制器；

所述微控制器根据所述脉冲个数和幅度获取剂量率。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤2中启动第二探测器，获取剂量率为：所述第二探测器将电离辐射光子转换成第二电信号，并将所述第二电信号传送至第二放大器；

所述第二放大器对所述第二电信号进行放大，并将所述放大后的第二电信号传送至脉冲幅度分析器；

所述脉冲幅度分析器对放大后第二电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将所述脉冲个数和幅度传送至微控制器；

所述微控制器根据所述脉冲个数和幅度获取剂量率。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤3中启动第一探测器，获取剂量率为：所述第一探测器将电离辐射光子转换成第一电信号，并将所述第一电信号传送至第一放大器；

所述第一放大器对所述第一电信号进行放大，并将所述放大后的第一电信号传送至脉冲幅度分析器；

所述脉冲幅度分析器对放大后第一电信号分析获取脉冲个数和幅度，并将所述脉冲个数和幅度传送至微控制器；

所述微控制器根据所述脉冲个数和幅度获取剂量率。

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