CN111060982A - X光机前辐射探测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种X光机前辐射探测装置，包括三套塑料闪烁体探测器、模数转换单元、能谱测量单元、电源系统及上位机；三套塑料闪烁体探测器分别置于顶侧、左侧以及右侧；三套塑料闪烁体探测器用于探测由传送带运输的放射性核素物质所释放的γ射线；还包括电压反馈放大器，所述电压反馈放大器将信号放大并将放大后的模拟核脉冲信号分别送入各探测器的模数转换单元中；模数转换单元对放大后的模拟信号进行数字化处理，形成数字脉冲信号后进入单片机进行数字信号的处理；所述能谱测量单元对数字核脉冲信号进行脉冲成形，并进行脉冲幅度甄别，之后形成γ计数送入上位机中。

Description

X光机前辐射探测装置
技术领域
本发明具体涉及一种X光机前辐射探测装置。
背景技术
城市轨道交通具有相对封闭、人员密集、疏散困难等特点，其受到破坏后易导致及其严重的后果，城市轨道交通占近1/3。现阶段，我国部分城市已使用X光机、液态品检查仪、爆炸品检查仪、金属探测器等设备对城市轨道交通的出入口进行安全检查。
在我国，辐射探测器主要应用在军事、医疗、工业、农业、地质调查、科学研究等领域。用来对环境的辐射污染进行探测，通常需要根据探测场所和探测目的，多种类型的辐射探测器配合使用或是进行点多点探测才能完成对复杂区域的核与辐射污染监测。出入境的放射性物质检测仪的检测时间长，不适用在轨道交通中。因此，针对城市轨道交通的特点，本申请初步设计了一种X光机前辐射探测器，主要用于对γ射线的探测。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种X光机前辐射探测装置，该X光机前辐射探测装置可以很好地解决上述问题。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种X光机前辐射探测装置，该X光机前辐射探测装置包括三套塑料闪烁体探测器、模数转换单元、能谱测量单元、电源系统及上位机；三套塑料闪烁体探测器分别置于顶侧、左侧以及右侧；三套塑料闪烁体探测器用于探测由传送带运输的放射性核素物质所释放的γ射线；还包括电压反馈放大器，所述电压反馈放大器将信号放大并将放大后的模拟核脉冲信号分别送入各探测器的模数转换单元中；模数转换单元对放大后的模拟信号进行数字化处理，形成数字脉冲信号后进入单片机进行数字信号的处理；所述能谱测量单元对数字核脉冲信号进行脉冲成形，并进行脉冲幅度甄别，之后形成γ计数送入上位机中。
该X光机前辐射探测装置具有的优点如下：
该X光机前辐射探测装置能快速对行包的放射性进行响应，从而避免潜在的恐怖袭击，核污染等风险。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的X光机前辐射探测装置的系统框架示意图。
图2示意性地示出了根据本申请一个实施例的X光机前辐射探测装置的电路原理功能框图。
图3示意性地示出了根据本申请一个实施例的X光机前辐射探测装置的X光机前辐射探测器分析软件框图。
图4示意性地示出了根据本申请一个实施例的X光机前辐射探测装置的通信接口电路示意图。
图5示意性地示出了根据本申请一个实施例的X光机前辐射探测装置的电源模块示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。
为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
根据本申请的一个实施例，提供一种X光机前辐射探测装置，如图1-5所示，包括三套塑料闪烁体探测器、模数转换单元、能谱测量单元、电源系统及上位机；三套塑料闪烁体探测器分别置于顶侧、左侧以及右侧；三套塑料闪烁体探测器用于探测由传送带运输的放射性核素物质所释放的γ射线。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置还包括电压反馈放大器，所述电压反馈放大器将信号放大并将放大后的模拟核脉冲信号分别送入各探测器的模数转换单元中。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置的模数转换单元对放大后的模拟信号进行数字化处理，形成数字脉冲信号后进入单片机进行数字信号的处理。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置的能谱测量单元对数字核脉冲信号进行脉冲成形，并进行脉冲幅度甄别，之后形成γ计数送入上位机中。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置的上位机内置X光机前辐射探测分析软件模块，所述X光机前辐射探测分析软件模块用于实现活度计算，并对所探测物体所处位置进行分析。
在此，塑料闪烁体探测器主要是起到数据采集的作用，他分别分布在探测区域顶侧、左侧、右侧，当行包通过检测区域时，它可以很充分的采集γ射线，提高了探测装置的灵敏度。γ射线进入由塑料闪烁体组成的探测器后使闪烁体发出荧光，荧光进入光电倍增管进行光电转换，输出脉冲信号。输出的电荷信号中包括了γ光子的特征信息。然后电子学部分将输出的电荷信号进行放大、整形、滤波、数字化处理，最后通过单片机控制输出γ计数。
塑料闪烁体探测器宽宽40厘米到45厘米，长65厘米到70厘米，整套装置由三套闪烁体探测器构成。在这里，具有γ放射性的行包释放γ射线，进入塑料闪烁体探测器中，经过塑料闪烁体晶体的作用后，将光子送入到后方的光电倍增管中，最终产生模拟核脉冲信号。
模数转换单元包括三个探测器各自对应的ADC。ADC主要是对模拟核脉冲信号进行模数转换，ADC的作用的是将模拟核脉冲信号转换成数字核脉冲信号，目的是方便后面的单片机对数字信号进行处理。
能谱测量单元是由单片机构建，对数字信号进行控制处理与整合，将处理后的数据输出到上位机。单片机主要是对数据进行打包，并将数据进行编号，将数据传送到上位机后，便于上位机判断具有放射性物体的具体位置。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置的塑料闪烁体探测器为宽35厘米，长50厘米的长方体。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置的塑料闪烁体探测器由铅皮包裹住4个窄面和一个宽面，留出一个宽面作为探测面。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置的模数转换单元对放大后的模拟信号进行数字化处理，形成数字脉冲信号后进入单片机。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置的多通能谱测量单元为单片机，用于完成对高压的监控以及对测量的信号的计数和最后将数据打包后发送给上位机的操作。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置的上位机处理接收到的核脉冲计数，并通过软件分析得出所测物体的放射性活度以及物体所处空间的位置。
根据本申请的一个实施例，该X光机前辐射探测装置，参见图1到图5，一种X光机前辐射探测装置，包括三套塑料闪烁体探测器、模数转换单元、能谱测量单元、电源系统，以及上位机；所述X光机前辐射探测装置，探测由传送带运输通过的行包，监测其中是否有物质核辐射超标；所述模数转换单元对放大后的模拟信号进行数字化处理，形成数字脉冲信号后进入单片机进行数字信号的处理；所述能谱测量单元对数字核脉冲信号进行脉冲成形，脉冲幅度甄别，形成γ计数，并送入上位机中；所述上位机X光机前辐射探测分析软件，实现活度计算，并对所探测物体所处位置进行分析。
本实施例中，X光机前辐射探测器的塑料闪烁体晶体大小根据X光机的大小进行设计的，宽35厘米，长50厘米，本实施例中，采用三块同样大小的塑料闪烁体探测器分别置于顶侧、左侧、右侧，从而可以更好的吸收被测物体放出的γ射线；模数转换单元包括各个探测器对应工作的ADC；能谱测量单元由单片机stm32构成，对数字核脉冲信号进行控制与处理，输出数字核脉冲信号。
更具体的，在本实施例中，所述探测器为3个，按照顶侧、左侧、右侧安装，所述ADC也为3个，探测器和ADC一一对应，最后将获得3个核脉冲信号。
检测时，所述X光机前辐射探测器开启，测量通过行包的γ放射性，并将检测到的对应3个位置的模拟核脉冲信号送入模数转换单元中，通过3个探测器各自对应的模数转换单元将模拟核信号转换成数字核信号，并送入到单片机中；单片机受到数字核脉冲信号后，将其进行整理，然后发送到上位机；最终，通过上位机内置的X光机前辐射探测器分析软件，实现对行包放射性的检验。
参阅图1，X光机前辐射探测装置由3个塑料闪烁体探测器组成，分别放置在上侧、左侧、右侧。将探测器进行编号，其后连接模数转换单元、能谱测量单元，电源系统分别给各个部分供电。
参阅图2，本发明中有3个塑料闪烁体探测器，图3为其中一个。行包具有的γ射线进入该系统的塑料闪烁体探测器和光电倍增管后实现γ辐射信号到电脉冲的转换。电脉冲经前置放大和主放大后，交由模数转换单元、能谱测量单元进行后期处理。系统中有220V交流电转12V的适配器给整个系统供电，其中12V的低压电源模块给高压电源模块以及其他电源模块供电。
参阅图3，X光机前辐射探测器分析软件的参数设置可以进行通信接口、报警阈值、输出信息的设置。通信接口的设置即可以设置接口号，以及传输的速度，报警阈值的设置即可以设置报警时的限值。
以上所述实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以所述权利要求为准。

Claims (7)

1.一种X光机前辐射探测装置，其特征在于：包括三套塑料闪烁体探测器、模数转换单元、能谱测量单元、电源系统及上位机；
所述三套塑料闪烁体探测器分别置于顶侧、左侧以及右侧；
所述三套塑料闪烁体探测器用于探测由传送带运输的放射性核素物质所释放的γ射线；
还包括电压反馈放大器，所述电压反馈放大器将信号放大并将放大后的模拟核脉冲信号分别送入各探测器的模数转换单元中；
所述模数转换单元对放大后的模拟信号进行数字化处理，形成数字脉冲信号后进入单片机进行数字信号的处理；
所述所述能谱测量单元对数字核脉冲信号进行脉冲成形，并进行脉冲幅度甄别，之后形成γ计数送入上位机中。
2.根据权利要求1所述的X光机前辐射探测装置，其特征在于：所述上位机内置X光机前辐射探测分析软件模块，所述X光机前辐射探测分析软件模块用于实现活度计算，并对所探测物体所处位置进行分析。
3.根据权利要求1所述的X光机前辐射探测装置，其特征在于：所述塑料闪烁体探测器为宽35厘米，长50厘米的长方体。
4.根据权利要求3所述的X光机前辐射探测装置，其特征在于：所述塑料闪烁体探测器由铅皮包裹住4个窄面和一个宽面，留出一个宽面作为探测面。
5.根据权利要求1所述的X光机前辐射探测装置，其特征在于：所述模数转换单元对放大后的模拟信号进行数字化处理，形成数字脉冲信号后进入单片机。
6.根据权利要求1所述的X光机前辐射探测装置，其特征在于：所述多通能谱测量单元为单片机，用于完成对高压的监控以及对测量的信号的计数和最后将数据打包后发送给上位机的操作。
7.根据权利要求1所述的X光机前辐射探测装置，其特征在于：所述上位机处理接收到的核脉冲计数，并通过软件分析得出所测物体的放射性活度以及物体所处空间的位置。
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