CN111538065A - 一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，包括测量模块以及数字转换及发送模块，所述数字转换及发送模块用于将测量模块上截获的电流强度模拟信号转换为数字信号，所述数字转换及发送模块通过屏蔽线缆与PC机终端进行通信，所述测量模块包括能量测量模块和均匀度测量模块，且都处于射线束的运动轨迹上，在射线扫描检测区域，能量测量模块用于测量射线能量，均匀度测量模块用于测量均匀度；本发明提供的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，能够同时自动测量电子束流扫描范围下能量和均匀度参数。

Description

一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统

技术领域

本方案涉及一种电子束流的在线扫描参数检测装置，属于加速器设备检测技术领域，具体是一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统。

背景技术

电子加速器是一种使用强电场使电子在真空中加速而达到高能量的电磁装置，被加速粒子为电子，其广泛应用于社会生活中的各个领域。工业辐照加速器是指建于工业企业内主要用于辐照各种材料、参与化学反应和进行灭菌消毒等工业生产过程中的电子加速器。

电子加速器输出束流的强度、能谱分布情况与扫描均匀度直接影响着被辐照物的辐照效果，而加速器扫描输出窗外的电子束，其所包含的电子的射线除在钛窗轴线处是直线外，在不同的位置因扫描偏转的关系在平面上的入射角度不是一致的，电子加速器设备在运行过程中技术性能难免产生缓慢的漂移和变化，因此需要有一种在不停机情况下随时接入测量加速器输出束流参数的装置。目前用于工业辐照的电子直线加速器，对输出束流、束流能谱和扫描均匀度的测试是比较不方便的。其中测量束流能谱的现有技术主要是通过测量电子束在三维水箱、楔形或台阶形铝块或聚苯乙烯中电子的射程来推导的，不能直接获得辐照的电子束流的相关信息。

后有中国发明专利申请“监测电子束能量的方法和装置以及辐照系统和方法”(公开号101435875)公开了“一种用于监测电子束能量的装置，但一是该装置检测参数单一，二是该装置是安装在钛窗边缘的，不能在线反映电子加速器的辐照电子束流能量。另有中国发明专利授权公告号CN 102426382 B“电子加速器输出束流参数的测量装置”中是“电子加速器输出束流参数的测量装置，有电子吸收板外还有多根且每根绝缘于其他零部件的电子吸收棒，电子吸收棒有相同的矩形截面和电子吸收板平行、长度方向与加速器扫描输出窗的宽度方向平行，电子吸收棒各以同一宽度的侧面与所在位置的电子射线方向垂直；各电子吸收板、电子吸收棒分别经导线连接到电流计量装置”。但测量束流能量的电子吸收板与测量不均匀度的电子吸收棒会相互影响，且该测量装置在加速器工作时遮挡有用电子束，所以需移开，不能在线测量。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，是为了克服现有的测量方法中测量棒体积较大、模拟信号线缆较多、易受干扰且不能做到在同时测量能量和均匀度参数、且测量读数是人为记录存在太多的主观性、不利于测量正确性等诸多缺点。

本方案的电子束流的扫描参数检测装置，能够在几乎同一时刻自动测量电子束流扫宽下多个不同位置铜板上截获的电流强度，显示和记录这些测得数据，并传送给PC及终端，并且测量精度高，方便观察，具有良好的应用前景。

其中，具体技术方案为：

包括测量模块以及数字转换及发送模块，所述数字转换及发送模块用于将测量模块上截获的电流强度模拟信号转换为数字信号，所述数字转换及发送模块通过屏蔽线缆与PC机终端进行通信，所述测量模块包括能量测量模块和均匀度测量模块，且都处于射线束的运动轨迹上，在射线扫描检测区域，能量测量模块用于测量射线能量，均匀度测量模块用于测量均匀度。

上述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其中：所述能量测量模块和均匀度测量模块通过自动回收装置可以将其移动于射线照射范围外。

上述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其中：所述能量测量模块包括安装底板和若干根铜板，各铜板在射线扫描检测区域的射线束轴线上的等间隔分布，用于测量射线能量，各铜板分别通过细电线引出到数字转换及发送模块的接头上。

上述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其中：所述均匀度测量模块包含若干铜板，各铜板等间隔分布于参考面上，形成分布靶，用于测量电子加速器装置扫描窗扫描宽度内的束流分布，各铜板分别通过细电线引出到数字转换及发送模块的接头上。

上述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其中：所述数字转换及发送模块包括数控模拟开关、高速ADC模块以及与铜板数量一致的接线柱、A/AMP电流放大器、TIA电流电压转换器，各接线柱分别通过A/AMP电流放大器与对应的TIA电流电压转换器的输入端相连接，各TIA电流电压转换器的输出端与数控模拟开关相连接，所述数控模拟开关通过高速ADC模块发送数字信号至PC机终端。

上述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其中：所述能量测量模块的铜板数量位8块，每块0.5mm，宽度150mm。

上述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其中：所述均匀度测量模块的铜板的数量为9-16根，且宽度为15mm，厚度位4mm。

上述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其中：所述自动回收装置包括电机，以及电机带动的输送线，输送线托送设置在上面的测量模块。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：本方案的电子束流的扫描参数检测装置，能够同时自动测量电子束流扫描范围下能量和均匀度参数，并转换位数字信号传送给PC及终端，具有操作简便、测量时间短、测量误差低、可避免人为因素对测量结果不利影响、数据可存储显示、方便测试人员观察等优点，具有良好的应用前景。同时，测量模块具有自动收回装置，在测量完成后可移除射线扫描范围，避免了射线的不必要照射，延长使用寿命。

附图说明

图1为一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统的使用状态示意图。

图中：

1扫描窗 2能量测量模块 3均匀度测量模块 4自动收回装置 5数字转换及发送模块

具体实施方式

针对本申请方案所解决的技术问题，现有的测量方法，铝棒的体积较大，引出线缆较多，且远距离传输模拟信号，电缆容易脱落或受损，模拟信号也容易受到干扰。同时现有测量方法不能进行在线测量。本方案将铜板改为更易安装的铜板，安装尺寸更小，更为可靠。在测量铜板附近安装信号转换电路及电路屏蔽组件，将模拟电流信号转换位数字信号，避免模拟信号多线缆传输易受干扰和不易维护。通过数字信号通信及PC终端处理，能够在几乎同一时刻自动测量电子束流扫宽下多个不同位置铜板上截获的电流强度、显示和记录这些测得数据，测量精度高，方便观察，具有良好的应用前景。同时本方案因为扫描电子束扫描区域在测量长度1m左右，相对于参数测量用到的区域大很多，所以将测量区域分为对称的两部分，一部分测能量另一部分测不均匀度。由于测量装置采取了更紧凑的结构，并配有冷却装置，以排出测量装置上累积的热量。因此，本测量装置可安装于待照射物品下方，实现在线测量。

具体实施例为：

为了达到上述目的，本方案所采用的技术方案是：

一种电子束流的扫描参数检测装置，包括能量测量模块2、均匀度测量模块3、自动收回装置4与数字转换及发送模块5；所述能量测量模块2和均匀度测量模块3都处于射线束的运动轨迹上，并通过自动回收装置4可以将其移动于射线照射范围外；所述能量测量模块2包括安装底板和若干根铜板，各铜板在射线扫描检测区域的射线束轴线上的等间隔分布，用于测量射线能量，各铜板分别通过细电线引出到数字转换及发送模块的接头上。

所述均匀度测量模块3包含若干铜板，各铜板等间隔分布于参考面上的形成分布靶，用于测量电子加速器装置扫描窗扫描宽度内的束流分布，各铜板分别通过细电线引出到数字转换及发送模块的接头上。

所述数字转换及发送模块5用于将各铜板上截获的电流强度模拟信号转换为数字信号，所述数字转换及发送模块还通过屏蔽线缆与PC机终端进行通信。射线扫描检测区域在扫描路径上分为两部分，一部分用于测量射线能量，一部分用于测量均匀度。所述能量测量模块的铜板数量位8块，每块0.5mm左右，宽度150mm左右；所述均匀度测量模块的铜板的数量为9-16根，且宽度为15mm，厚度位4mm左右；所述能量测量模块与均匀度测量模块可通过自动收回装置移除射线照射范围；

所述数字转换及发送模块包括数控模拟开关、高速ADC模块以及与铜板数量一致的接线柱、A/AMP电流放大器、TIA电流电压转换器，各接线柱分别通过A/AMP电流放大器与对应的TIA电流电压转换器的输入端相连接，各TIA电流电压转换器的输出端与数控模拟开关相连接，所述数控模拟开关通过高速ADC模块发送数字信号至PC机终端。

所述自动回收装置包括电机，以及电机带动的输送线，输送线托送设置在上面的测量模块。动作原理：电机带动输送线托运物料。检测模块工作状态：射线从辐照盒射出，模组私服电机得到检测信号，运行并驱动丝杆带动模组滑块，检测模块安装在模组滑块上随滑块一起运动，到达辐照中心位置，开始检测。检测模块停止状态：模组私服电机得到停止检测信号，运行并驱动丝杆带动模组滑块，检测模块随滑块一起运动，避开射线辐照，到达指定非工作位置，停止检测。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其特征在于：包括测量模块以及数字转换及发送模块，所述数字转换及发送模块用于将测量模块上截获的电流强度模拟信号转换为数字信号，所述数字转换及发送模块通过屏蔽线缆与PC机终端进行通信，所述测量模块包括能量测量模块和均匀度测量模块，且都处于射线束的运动轨迹上，在射线扫描检测区域，能量测量模块用于测量射线能量，均匀度测量模块用于测量均匀度。

2.如权利要求1所述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其特征在于：所述能量测量模块和均匀度测量模块通过自动回收装置将其移动于射线照射范围外。

3.如权利要求2所述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其特征在于：所述能量测量模块包括安装底板和若干根铜板，各铜板在射线扫描检测区域的射线束轴线上的等间隔分布，用于测量射线能量，各铜板分别通过细电线引出到数字转换及发送模块的接头上。

4.如权利要求3所述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其特征在于：所述均匀度测量模块包含若干铜板，各铜板等间隔分布于参考面上，形成分布靶，用于测量电子加速器装置扫描窗扫描宽度内的束流分布，各铜板分别通过细电线引出到数字转换及发送模块的接头上。

5.如权利要求4所述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其特征在于：所述数字转换及发送模块包括数控模拟开关、高速ADC模块以及与铜板数量一致的接线柱、A/AMP电流放大器、TIA电流电压转换器，各接线柱分别通过A/AMP电流放大器与对应的TIA电流电压转换器的输入端相连接，各TIA电流电压转换器的输出端与数控模拟开关相连接，所述数控模拟开关通过高速ADC模块发送数字信号至PC机终端。

6.如权利要求5所述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其特征在于：所述能量测量模块的铜板数量位8块，每块0.5mm，宽度150mm。

7.如权利要求6所述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其特征在于：所述均匀度测量模块的铜板的数量为9-16根，且宽度为15mm，厚度位4mm。

8.如权利要求7所述的一种辐照加速器电子束流的在线扫描参数检测系统，其特征在于：所述自动回收装置包括电机，以及电机带动的输送线，输送线托送设置在上面的测量模块。

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