CN111025378A - 一种表面污染仪全自动检定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表面污染仪全自动检定装置，包括上转盘，可转动地连接于台面板，用于放置多个待测表；下转盘，设于上转盘正下方，可相对上转盘独立转动，设有多个可用于放置辐射源的辐射源座；测距传感器，设于台面板，用于检测其与上转盘下表面的距离，和其与辐射源座的距离，以获取辐射源和待测表下表面的距离；图像获取装置，设于上转盘上方，用于获取待测表的数值信息；终端机，用于接收图像获取装置传输的数值信息并计算得出结果。本发明还公开了一种表面污染仪全自动检定方法。本发明实现多表不同强度辐射源的自动在线检定，提高了污染仪的检定效率，减少人力成本，降低了人工检定的不稳定性，减小误差，检定过程流程化、标准化、信息化。

Description

一种表面污染仪全自动检定装置及方法

技术领域

本发明属于核监测仪器技术领域，尤其是涉及一种表面污染仪全自动检定装置及方法。

背景技术

表面污染仪是使用最广泛的核辐射监测仪器，检定是其使用的必要条件。表面污染仪的检定依据检定规程或相关标准执行，国内主要为JJG 2041-89《测量α、β表面污染的计量器具检定系统》和JJG 478-2016《α、β表面污染仪检定规程》，这些规程仅给出了校准/检定的方法以及一些必要标准源，并没有给出具体的检定装置。目前，市场上仍没有成熟的表面污染仪检定装置，通常仍采用临时的、简易的支架来开展检定工作，效率较低。面对日益增长的表面污染仪数量，需要自动化程度高、效率高的表面污染仪自动检定装置，进行高效的检定工作。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种自动化程度高、可靠性好、准确率高、效率高的表面污染仪自动检定装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种表面污染仪全自动检定装置，包括：

上转盘，可转动地连接于台面板，设有多个用于放置待测表的工装槽；

下转盘，设于上转盘正下方，可相对上转盘独立转动，设有多个可用于放置辐射源的辐射源座；

测距传感器，设于台面板，用于检测其与上转盘下表面的距离，和其与辐射源座的距离，以获取辐射源和待测表下表面的距离；

图像获取装置，设于上转盘上方，用于获取待测表的数值信息；

终端机，用于接收图像获取装置传输的数值信息并计算得出结果。

作为优选，所述测距传感器包括设于台面板上的轨道，可于轨道上往复平移的支架，与支架相连的激光测距传感器，及驱动电机，所述轨道沿径向布设。

作为优选，所述下转盘上开设有可与待测表正对的第一开槽，和与辐射源座正对的第二开槽，第一开槽和第二开槽间隔布设。

作为优选，所述辐射源座包括可沿径向滑入下转盘的导轨，连接板，及位于连接板上方的搁板，所述连接板上开设有与第二开槽正对的槽体，连接板和搁板之间设有至少一弹性件，紧固件可穿过连接板和弹性件后与搁板相连。

作为优选，所述下转盘边缘沿周向布设有多个与台面板相连的支撑柱。

作为优选，所述上转盘和台面板之间设有多个支撑座，其包括与台面板固定连接的底座，沿上转盘边缘间隔布设的连接块，设于连接块顶部的随动轮，开设于连接块的滑槽，及连接于底座的连接件，连接件穿过滑槽可与锁件相连，所述底座上形成供连接块上下平移的导向包边。

作为优选，所述下转盘与台面板上的第二旋转平台相连，第二旋转平台于第二电机驱动下可周向旋转；所述上转盘与转轴相连，转轴一端穿过第二旋转平台与第一旋转平台相连，第一旋转平台于第一电机驱动下可周向旋转。

作为优选，所述第一旋转平台上设有光栅盘，光栅盘周向均匀间隔布设有多个齿部，于齿部经过上盘传感器时，终端机上的控制单元控制上转盘停止转动。

作为优选，所述台面板上设有下盘传感器，所述下转盘下表面边缘均匀间隔布设有多个挡块，于挡块经过下盘传感器时，终端机上的控制单元控制下转盘停止转动。

本发明还公开了一种表面污染仪全自动检定方法，包括以下步骤：

1)将多个待测表分别置于上转盘的多个工装槽内，将多个辐射源座分别置于下转盘；

2)利用测距传感器多次检测辐射源和待测表下表面的距离，保证α辐射源与待测表下表面距离为5±0.5mm，β辐射源与待测表下表面距离为10±0.5mm，同时保证上转盘和下转盘处于水平状态；

3)将第一个待测表正对图像获取装置，转动下转盘，使得第一个待测表与一个空白源正对，位于上转盘的其它待测表和位于下转盘的辐射源一一对应，停留稳定一段时间；

4)同时转动上转盘和下转盘，图像获取装置依次获取待测表数值信息，并传输至终端机；

5)待转动一周后，转动下转盘或转动上转盘一个角度，使得第二待测表与空白源上下对应，停留稳定一段时间；

6)重复步骤3-5)中动作，直至获取所有待测表分别对应所有辐射源的多次检测的数值信息；

7)完成检测，利用终端机计算检测结果并自动生成检定报告。

本发明的有益效果是：1)上转盘和下转盘可独立转动，实现多表不同强度辐射源的自动在线检定；2)通过测距传感器的两次测量信息，可以自动监测出该距离是否能满足辐射源和被检表之间的距离为5±0.5mm或10±0.5mm的检定条件，若超过标准值，则会报警；同时，通过测距传感器也能判断上转盘、下转盘和辐射源是否处于水平位置，若未水平，可以通过紧固件来做微小的调整；3)在相同的工装槽内装不同大小的工装，这些工装适配于市面上不同大小的表面污染仪测量仪；4)图像识别功能，自动识别数据信息，并出具检定报告；5)上转盘、下转盘同时转动检定，有效缩短待测表稳定时间，大大提高了污染仪的检定效率，减少人力成本；6)可检定市面上不同规格的表面污染仪，适应性更广；7)降低了人工检定的不稳定性，减小误差；8)检定过程流程化、标准化、信息化。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为图1中的A处结构放大图。

图3为本发明的侧视结构示意图。

图4为本发明辐射源座的结构示意图。

图5为本发明的部分结构示意图。

图6为本发明测距传感器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，一种表面污染仪全自动检定装置，包括圆形的上转盘1，平行、正对设置在上转盘1下方的下转盘2，位于上转盘1上方、用于获取待测表4数值信息的图像获取装置7，测距传感器6，及用于接收图像获取装置7传输的数值信息并计算得出结果的终端机。上述结构都封装在一个相对密闭的外壳(图中未示出)内。

上转盘1上沿周向均匀布设有多个工装槽11，于本实施例中，工装槽11的数量为九个，相应的待测表4的数量也可以是九个，待测表4一一对应放置在工装槽11内；下转盘2上沿周向均匀布设有多个用于放置辐射源的辐射源座5，当上转盘1和下转盘2相对旋转时，位于上方的待测表4和位于下方的辐射源座5可以一一上下正对。

上转盘1可转动地连接在台面板3上，具体的，台面板3中心安装有第二旋转平台31，第二旋转平台31由旋转法兰和减速机组成，下转盘2转动连接在第二旋转平台31上，与第二旋转平台31相连的第二电机32驱动第二旋转平台31周向旋转带动下转盘2同步转动；与上转盘1相连的转轴33下端穿过第二旋转平台31后与第一旋转平台34相连，与第一旋转平台34相连的第一电机35驱动第一旋转平台34周向旋转带动转轴33旋转，上转盘1同步转动。

为了提高整体结构的稳定性，在台面板3的下方设置有安装板38，安装板38的四周和台面板3之间固定连接有四个连柱381，第一旋转平台34设置在安装板38上。为了实现上转盘1的转动一个角度后停止转动，保证图像获取装置7能清晰、准确地获取待测表4的数值信息，在第一旋转平台34上连接有光栅盘341，光栅盘341的边缘沿周向均匀间隔布设有多个齿部342，于本实施例中，齿部342的数量与待测表4的数量相同为九个，在安装板38上固定安装有上盘传感器36，当齿部342旋转至上盘传感器36所在位置时，上盘传感器36向终端机发送信号，终端机控制单元指控上转盘1暂停转动。

为了实现下转盘2的转动一个角度后停止转动，保证下转盘2上的辐射源座5与上转盘1上的待测表4上下正对，在台面板3上设置有下盘传感器37，下盘传感器37为光电开关，下转盘2的下表面边缘均匀间隔布设有多个挡块24，于本实施例中，挡块24的数量与待测表4的数量相同为九个，当挡块24旋转至下盘传感器37所在位置时，下盘传感器37向终端机发送信号，终端机控制单元指控下转盘2暂停转动。

由于待测表4和α辐射源之间的距离要保证在5±0.5mm范围内，待测表4和β辐射源之间的距离要保证在10±0.5mm范围内，台面板3上安装有测距传感器6，其用来检测测距传感器6与上转盘1下表面之间的距离，和测距传感器6与辐射源座5之间的距离，从而两者相减，再减去搁板53的厚度就能得到辐射源和待测表4下表面之间的距离。如图6所示，测距传感器6包括固定连接在台面板3上的轨道61，可以沿着轨道61平移往复运动的支架62，固定连接在支架62上的激光测距传感器63，及驱动电机64，本实施例中，驱动电机64包括步进电机和与其相连的丝杆，支架62与丝杆配合实现往复运动，轨道61沿着径向布设，也就是说轨道61所在直线与下转盘2的径向上下平行。

为了保证激光测距传感器63能检测到距离上转盘1下表面的距离，在下转盘2上开设有可以与待测表4上下正对的第一开槽21，第一开槽21呈跑道形，沿径向设置；为了保证激光测距传感器63能检测到距离辐射源座5的距离，在下转盘2上还开设有第二开槽22，第二开槽22也呈跑道形，沿径向设置，与第一开槽21间隔布设，辐射源座5就安装在第二开槽22正上方。

辐射源座5包括可沿着径向滑入下转盘2的导轨51，几字形抬升架56，固定连接在抬升架56顶面的连接板52，及平行设于连接板52正上方的搁板53，导轨51便于放置和取出辐射源座5，连接板52和抬升架56上均开设有与第二开槽22上下正对的槽体521，呈方形的连接板52的四个角和搁板53下表面之间均设有弹性件54，紧固件55自下而上穿过连接板52和弹性件54后与搁板53连接，本实施例中，紧固件55为手拧螺丝，当需要调节辐射源座5的整体高度时，可以通过紧固件55调节弹性件54的压缩量以达到微调搁板53和连接板52之间间距的目的。

为了保证上转盘1和下转盘2处于完全水平的状态，支架62至少沿着轨道61平移三次，分别测三个位置的测距传感器6与上转盘1下表面之间的距离、测距传感器6与辐射源座5之间的距离，当三个位置的两个距离都相等或者接近，才能说明上转盘1和下转盘2处于水平。如果差距较大则进行相应的调整。

为了避免下转盘2发生偏移，在台面板3与下转盘2边缘对应的位置沿周向均匀布设有多个支撑柱23，支撑柱23的下端与台面板3固定连接，其上端连接有牛眼轮，对下转盘2起到支撑作用。

为了避免上转盘1发生偏移，在上转盘1和台面板3之间安装有多个支撑座8，支撑座8沿着上转盘1的边缘周向均匀布设，其包括呈L字形、下表面与台面板3固定连接的底座81，可沿底座81两侧的导向包边811上下移动的连接块82，安装在连接块82顶部的随动轮83，沿着连接块82高度方向开设的滑槽821，及固定连接在底座81外侧面的连接件，连接件穿过滑槽821后与锁件84相连，从而通过连接块82的垂直上下移动可以调整连接块82和底座81连接后的整体高度，进而调整上转盘1的高度。

图像获取装置7包括垂直连接在台面板3上的竖直导轨71，通过支架体一75连接在竖直导轨71顶端的光源72，及通过支架体二74连接在光源72顶部的摄像头73，支架体一75和竖直导轨71的相对高度可调，以适应不同型号的待测表4，光源可根据情况进行补光，便于摄像头能拍清数据。

一种表面污染仪全自动检定方法，包括以下步骤；

1)将九个待测表分别放置在上转盘的九个工装槽内，将九个辐射源座分别放置在下转盘上，九个辐射源座中一个为未放置任何辐射源的空白座，四个放置了不同程度的α辐射源，四个放置了不同程度的β辐射源；

2)利用测距传感器穿过第一开槽检测其与待测表下表面(或上转盘)的距离，然后穿过第二开槽检测其与辐射源座的搁板之间的距离，通过两个距离的相减得到辐射源和待测表下表面的距离，通过辐射源座上紧固件的调整，保证放置α辐射源的辐射源座顶部与待测下表面距离为5±0.5mm，保证放置β辐射源的辐射源座顶部与待测下表面距离为10±0.5mm；

为了保证上转盘和下转盘处于水平状态，激光测距传感器沿着轨道移动一个距离检测一次，再次移动一个距离检测一次，至少检测三次得到的距离都相同或者非常接近，则说明上转盘和下转盘处于水平状态，如检测结果差异较大，则对上转盘和下转盘进行调整；

3)将第一个待测表正对图像获取装置后，转动下转盘使得空白源正对第一个待测表，位于上转盘的其它待测表和位于下转盘的辐射源一一对应，停留稳定一段时间，图像获取装置获取该次检测的数值信息；

4)同时转动上转盘和下转盘一个角度，同向转动或反向转动均可，于本实施例中转动40°，使得图像获取装置分别正对下一个待测表，进行检测，直至转动一周，图像获取装置分别正对九个待测表获取数值信息，将每一次检测结果的数值信息都上传至终端机；

5)完成九个待测表分别正对辐射源的检测后，转动下转盘或转动上转盘40°，使得空白源正对第二个待测表，此时第一待测表与跟空白源相邻的辐射源座上下对应进行检测，停留稳定一段时间，继续重复上述步骤4)的动作，完成各个待测表对应另一辐射源的检测；

6)重复步骤4-5)中动作，直至获取九个待测表分别对应九个辐射源的多次检测的数值信息；

7)完成检测后，利用终端机计算检测结果(上述计算为现有技术，不再赘述)，自动出具检定报告。

当然上述步骤也可以转换为上转盘不动，先针对一个待测表检测空白源、所有α辐射源和β辐射源的数值，再转动上转盘，直至完成九个待测表分别一一对应九个辐射源的检测。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种表面污染仪全自动检定装置，其特征在于包括：

上转盘(1)，可转动地连接于台面板(3)，设有多个用于放置待测表(4)的工装槽(11)；

下转盘(2)，设于上转盘(1)正下方，可相对上转盘(1)独立转动，设有多个可用于放置辐射源的辐射源座(5)；

测距传感器(6)，设于台面板(3)，用于检测其与上转盘(1)下表面的距离，和其与辐射源座(5)的距离，以获取辐射源和待测表(4)下表面的距离；

图像获取装置(7)，设于上转盘(1)上方，用于获取待测表(4)的数值信息；

终端机，用于接收图像获取装置(7)传输的数值信息并计算得出结果。

2.根据权利要求1所述的表面污染仪全自动检定装置，其特征在于：所述测距传感器(6)包括设于台面板(3)上的轨道(61)，可于轨道(61)上往复平移的支架(62)，与支架(62)相连的激光测距传感器(63)，及驱动电机(64)，所述轨道(61)沿径向布设。

3.根据权利要求1或2所述的表面污染仪全自动检定装置，其特征在于：所述下转盘(2)上开设有可与待测表(4)正对的第一开槽(21)，和与辐射源座(5)正对的第二开槽(22)，第一开槽(21)和第二开槽(22)间隔布设。

4.根据权利要求1所述的表面污染仪全自动检定装置，其特征在于：所述辐射源座(5)包括可沿径向滑入下转盘(2)的导轨(51)，连接板(52)，及位于连接板(52)上方的搁板(53)，所述连接板(52)上开设有与第二开槽(22)正对的槽体(521)，连接板(52)和搁板(53)之间设有至少一弹性件(54)，紧固件(55)可穿过连接板(52)和弹性件(54)后与搁板(53)相连。

5.根据权利要求1所述的表面污染仪全自动检定装置，其特征在于：所述下转盘(2)边缘沿周向布设有多个与台面板(3)相连的支撑柱(23)。

6.根据权利要求1所述的表面污染仪全自动检定装置，其特征在于：所述上转盘(1)和台面板(3)之间设有多个支撑座(8)，其包括与台面板(3)固定连接的底座(81)，沿上转盘(1)边缘间隔布设的连接块(82)，设于连接块(82)顶部的随动轮(83)，开设于连接块(82)的滑槽(821)，及连接于底座(81)的连接件，连接件穿过滑槽(821)可与锁件(84)相连，所述底座(81)上形成供连接块(82)上下平移的导向包边(811)。

7.根据权利要求1所述的表面污染仪全自动检定装置，其特征在于：所述下转盘(2)与台面板(3)上的第二旋转平台(31)相连，第二旋转平台(31)于第二电机(32)驱动下可周向旋转；所述上转盘(1)与转轴(33)相连，转轴(33)一端穿过第二旋转平台(31)与第一旋转平台(34)相连，第一旋转平台(34)于第一电机(35)驱动下可周向旋转。

8.根据权利要求7所述的表面污染仪全自动检定装置，其特征在于：所述第一旋转平台(34)上设有光栅盘(341)，光栅盘(341)周向均匀间隔布设有多个齿部(342)，于齿部(342)经过上盘传感器(36)时，终端机上的控制单元控制上转盘(1)停止转动。

9.根据权利要求1所述的表面污染仪全自动检定装置，其特征在于：所述台面板(3)上设有下盘传感器(37)，所述下转盘(2)下表面边缘均匀间隔布设有挡块(24)，于挡块(24)经过下盘传感器(37)时，终端机上的控制单元控制下转盘(2)停止转动。

10.一种表面污染仪全自动检定方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将多个待测表分别置于上转盘的多个工装槽内，将多个辐射源座分别置于下转盘；

2)利用测距传感器多次检测辐射源和待测表下表面的距离，保证α辐射源与待测表下表面距离为5±0.5mm，β辐射源与待测表下表面距离为10±0.5mm，同时保证上转盘和下转盘处于水平状态；

3)将第一个待测表正对图像获取装置，转动下转盘，使得第一个待测表与一个空白源正对，位于上转盘的其它待测表和位于下转盘的辐射源一一对应，停留稳定一段时间；

4)同时转动上转盘和下转盘，图像获取装置依次获取待测表数值信息，并传输至终端机；

5)待转动一周后，转动下转盘或转动上转盘一个角度，使得第二待测表与空白源上下对应，停留稳定一段时间；

6)重复步骤3-5)中动作，直至获取所有待测表分别对应所有辐射源的多次检测的数值信息；

7)完成检测，利用终端机计算检测结果并自动生成检定报告。

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