CN117191841A - 一种样品传输装置、样品检测系统以及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种样品传输装置，包括移动机构和托持机构，托持机构上设有用于放置样品测量池的放置位，测量位置处于屏蔽箱室和托持机构的行程终点之间，移动机构连接托持机构，驱动托持机构从屏蔽箱室正向移动至行程终点后，再反向移动至测量位置，以对样品测量池内的样品进行测量。本发明的样品传输装置传输效率高、可靠性良好且定位精度高，有效提高测量结果的准确性，本发明还提供一种样品检测系统以及检测方法。

Description

一种样品传输装置、样品检测系统以及检测方法

技术领域

本发明属于核工业技术领域，具体涉及一种样品传输装置、样品检测系统以及检测方法。

背景技术

在核工业领域中，混合K边密度计是将K边界吸收技术和X射线荧光技术结合起来，可以不经化学分离直接分析后处理厂首端溶解液中裂变产物(β、γ)含量高达10¹²～10¹³Bq/L时溶液中铀、钚的浓度。仪器通常与屏蔽箱室结合设计，仪器测量设备均位于屏蔽箱室外，在屏蔽箱室内完成放射性样品的取样，并将样品装入仪器专用样品测量池内，再将样品测量池转移至仪器测量设备的测量位置进行测量。

仪器的样品传输装置与屏蔽箱室连通，需确保密封，避免α气溶胶泄漏，同时需考虑强β、γ射线带来的影响；此外，为获得准确的测量结果，样品测量池在测量位置需具备较高的定位精度。

传统样品传输装置的实现方案是通过机械臂推动样品测量池至测量位，该方案的定位精度不高，可靠性较差，且每次测量完后需机械臂再将样品拉回，效率不高，难以控制样品测量池的移动速度，样品容易撒漏导致沾污。

目前还存在一种自动进样器，可以在屏蔽箱室和测量设备之间转移放射性样品，这种自动进样器虽然克服了传统设计中需要机械臂推动样品测量池、测量完样品后需要手动换样的缺点，但其样品定位是通过电机驱动的步长距离(即电机的线位移量)来确定，但在远距离输送、长期运行和快速响应的需求下，仍存在电机丢步、超步、堵转等问题，显然定位精度难以保证，很难满足混合K边密度计的测量需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种样品传输装置，该装置传输效率高、可靠性良好且定位精度高，有效提高测量结果的准确性，本发明还提供一种样品检测系统以及检测方法。

本发明提供一种样品传输装置，包括移动机构和托持机构，移动机构中连接测量设备的测量位置处于屏蔽箱室和托持机构靠近测量设备的行程终点之间，所述托持机构上设有用于放置样品测量池的放置位，所述移动机构连接托持机构，用于驱动托持机构从屏蔽箱室正向移动至所述行程终点后，再反向移动至测量位置，以对样品测量池内的样品进行测量。

优选的，样品传输装置还包括控制机构，所述控制机构包括第一感测件、第二感测件和控制器，控制器与第一感测件和第二感测件电气连接，所述第一感测件设置在移动机构中对应行程终点的端部处，用于在感测到托持机构到达行程终点时发送零点就位信号至控制器，控制器根据零点就位信号控制移动机构驱动托持机构停止后再向屏蔽箱室移动，托持机构上的放置位处设有感测结构，所述第二感测件设置在测量位置处，用于在感测到放置位处的感测结构时发送样品到位信号至控制器，控制器根据样品到位信号控制移动机构驱动托持机构停止，并控制测量设备对样品测量池执行检测。

优选的，所述放置位设有多个，各放置位沿托持机构的移动行程方向依次排布，托持机构上对应每个放置位处均设有感测结构，所述控制器与测量设备电气连接，在测量设备检测完成后控制移动机构驱动托持机构继续向屏蔽箱室移动，直至再次收到样品到位信号。

优选的，所述托持机构上对应每个放置位处还均设有识别码，用于标示对应放置位的位号，所述控制机构还包括扫码器，所述扫码器设置在测量位置处，与控制器电气连接，用于扫描识别码后发送识别码所标示的位号至控制器，所述控制器在接收到样品到位信号，且验证位号与检测次序一致时控制测量设备对样品测量池执行检测。

优选的，所述第二感测件为对射传感器，包括发射端和接收端，二者相对设置于测量位置的壁面上，所述感测结构为设置在托持机构上的通孔，当放置位处于测量位置时，所述通孔恰好与发射端和接收端的连线对准，以使发射端能够通过通孔向接收端发送信号。

优选的，所述发射端用于向接收端发送光束，所述通孔的直径小于发射端发射的光束直径，所述第二感测件在发射端通过通孔发送至接收端的信号强度达到预设光强值时发送样品到位信号至控制器。

优选的，所述移动机构包括壳体、驱动件和丝杠滑台，所述移动机构中连接测量设备的测量位置设置在壳体中部，所述丝杠滑台设置在壳体内，包括丝杠、滑台和固定座，所述滑台滑动设置在固定座中，丝杠的两端可回转连接固定座，丝杠的螺母连接滑台，托持机构安装在滑台上，所述驱动件的输出端连接丝杠，用于驱动丝杠回转以使滑台带动托持机构移动。

优选的，所述移动机构还包括端盖，所述壳体的一端密封连接屏蔽箱室，且设有可启闭的开口，所述端盖通过紧固件安装在壳体的开口处，从而能够在拆卸紧固件和后，使丝杠滑台从开口处脱出壳体。

优选的，所述壳体在连接屏蔽箱室的端部处还设有可开合的防尘罩，所述防尘罩采用透明材质制成。

优选的，所述驱动件包括电机和手柄，所述电机用于电动驱动输出端回转，所述手柄连接驱动件的输出端，用于手动驱动输出端回转。

本发明还提供一种样品检测系统，包括混合K边密度计、取样装置和屏蔽箱室，所述屏蔽箱室用于容置样品以及取样装置，所述取样装置用于将样品放置在样品测量池内，所述混合K边密度计包括测量设备和上述的样品传输装置，所述测量设备用于对样品测量池内的样品进行检测，所述样品传输装置的一端连通屏蔽箱室，另一端的测量位置处连接测量设备，用于将屏蔽箱室中盛放有样品的样品测量池输送至测量设备处检测，以及将检测完成的样品测量池输送回屏蔽箱室。

本发明还提供一种样品检测方法，采用上述的样品检测系统，所述方法包括以下步骤：

移动机构驱动托持机构将样品测量池从屏蔽箱室向测量设备进行正向移动，直至托持机构到达行程终点；

当托持机构到达行程终点时，移动机构停止动作并驱动托持机构反向移动，直至托持机构上的样品测量池到达测量位置；

在样品测量池到达测量位置后，测量设备对样品测量池进行检测；

在检测完成后，移动机构驱动托持机构继续反向移动以将样品测量池送回屏蔽箱室。

优选的，在所述移动机构驱动托持机构将样品测量池从屏蔽箱室向测量设备进行正向移动，直至托持机构到达行程终点(22)的过程中：移动机构驱动托持机构以第一设定速度移动，直至到达与行程终点的距离为设定距离，之后再以第二设定速度移动到达行程终点，所述第二设定速度小于第一设定速度；

当托持机构到达行程终点时，移动机构停止动作并驱动托持机构以第三设定速度反向移动，直至托持机构上的样品测量池到达测量位置，所述第三设定速度小于等于第二设定速度；

在检测完成后，移动机构驱动托持机构继续以第一设定速度反向移动以将样品测量池送回屏蔽箱室。

本发明提供的样品传输装置，其测量位置处于屏蔽箱室和托持机构靠近测量设备的行程终点之间，因此托持机构在托持样品测量池从屏蔽箱室向外移动至行程终点之后，还要再反向移动才能到达测量位置进行检测。

本发明的这种传输方式相比于全行程均为同一方向的输送方式来说，能够避免因减速失效等驱动问题导致样品测量池移动超出测量位置，进而导致无法获取样品测量池位置等情况。同时在存在多个样品测量池的情况下，采用本方式还能确保各个样品测量池能够按次序依次到达测量位置，避免超出既定行程导致首先到达测量位置的样品测量池并非排列中的首个样品测量池，即确保进行检测的次序与排列次序一致，保证检测结果与样品本身的对应性。

此外，本发明的样品传输方式将托持机构的行程分为两段，因此可以在到达行程终点前的一段采用高速输送，在到达测量位置前的一段采用低速输送，故既能提高输送效率，又能确保移动定位精度。

附图说明

图1是本发明实施例1中样品传输装置的结构示意图；

图2是本发明实施例1中样品传输装置的内部结构示意图；

图3是本发明实施例1中样品传输装置的另一内部结构示意图；

图4是本发明实施例1中样品传输装置的截面结构示意图；

图5是本发明实施例1中样品传输装置的托持机构的结构示意图。

图中：1、移动机构；11、测量位置；12、壳体；121、防尘罩；122、封盖；13、驱动件；131、联轴器；1311、内转子；1312、外转子；1313、密封件；1314、安装座；132、电机；133、手柄；134、输出端；14、丝杠滑台；141、丝杠；1411、螺母；142、滑台；1421、滑块；143、固定座；1431、导轨；144、轴承座；15、端盖；2、托持机构；21、放置位；22、行程终点；23、识别码；24、通孔；25、感应磁；3、控制机构；31、第一感测件；32、第二感测件；33、扫码器；4、样品测量池。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的样品传输装置，包括移动机构1和托持机构2，移动机构1中连接测量设备的测量位置11处于屏蔽箱室和托持机构2靠近测量设备的行程终点22之间(上下文中的行程终点均指该靠近测量设备的行程终点22)，托持机构2上设有用于放置样品测量池4的放置位21，移动机构1连接托持机构2，用于驱动托持机构2从屏蔽箱室正向移动至行程终点22后，再反向移动至测量位置11，以对样品测量池4内的样品进行测量。

本样品传输装置的测量位置11处于屏蔽箱室和托持机构2的行程终点22之间，因此托持机构2在托持样品测量池4从屏蔽箱室向外移动至行程终点22之后，以该行程终点22作为零位，还要再反向移动才能到达测量位置11进行检测。

本实施例这种传输方式相比于全行程均为同一方向的输送方式来说，能够避免因减速失效等驱动问题导致样品测量池4移动超出测量位置11，进而导致无法获取样品测量池4位置等情况。且由于测量位置11处于行程终点22反向，因此零位的移动定位精度不需要非常准确，降低了对于零位定位的精度要求。

此外，本实施例的传输方式将托持机构2的行程分为两段，因此可以在到达行程终点22前的一段采用高速输送，在到达测量位置11前的一段采用低速输送，故既能提高输送效率，满足快速响应要求，又能确保移动定位精度。

本实施例中，样品传输装置还包括控制机构3，控制机构3包括第一感测件31、第二感测件32和控制器，控制器与第一感测件31和第二感测件32电气连接，第一感测件31设置在移动机构1中对应行程终点22的端部处，用于在感测到托持机构2到达行程终点22时发送零点就位信号至控制器，控制器根据零点就位信号控制移动机构1驱动托持机构2停止再后向屏蔽箱室移动，托持机构2上的放置位21处设有感测结构，第二感测件32设置在测量位置11处，用于在感测到放置位21处的感测结构时发送样品到位信号至控制器，控制器根据样品到位信号控制移动机构1驱动托持机构2停止，并控制测量设备对样品测量池4执行检测。

本样品传输装置直接在放置位21处设置感测结构，第二感测件32通过感测结构来判断样品测量池4是否到位，相比于传统的通过电机驱动的步长距离来定位的方式来说，本装置的定位方式更加直接，因此不论驱动设备自身结构以及步长计数是否准确，只要样品测量池4达到测量位置11就能对应产生信号，故不受电机丢步、超步、堵转等问题所限制，显然定位精度始终一致，能够满足混合K边密度计的测量需求，同时还降低了对于驱动设备本身的要求，减少投入成本。本实施例中，控制器选用PLC(可编程逻辑控制器)，通过本装置可以使样品定位偏差≤0.02mm。

本实施例中，如图2和图5所示，放置位21设有六个，各放置位21沿托持机构2的移动行程方向依次排布，托持机构2上对应每个放置位21处均设有感测结构，控制器与测量设备电气连接，在测量设备检测完成后控制移动机构1驱动托持机构2继续向屏蔽箱室移动，直至再次收到样品到位信号。当再次收到样品到位信号后，表示下一个样品测量池4已到达测量位置11，控制器会重复前述“控制移动机构1驱动托持机构2停止，并控制测量设备对样品测量池4执行检测”的过程，全部样品均检测完成后，移动机构1驱动托持机构2继续向屏蔽箱室移动，直至将样品测量池4送回屏蔽箱室。

多个放置位21能够实现一个批次检测多个样品测量池4的样品，因此大大提高了检测过程的效率。同时，在存在多个样品测量池4的情况下，采用本样品传输装置还能确保各个样品测量池4能够按次序依次到达测量位置，避免超出既定行程导致首先到达测量位置11的样品测量池4并非排列中的首个样品测量池4，即确保进行检测的次序与排列次序一致，保证检测结果与样品本身的对应性，避免漏检、误检、结果不匹配等情况。本实施例中，对六个放置位21分别进行300次定位精度测试，偏差均＜0.02mm。

本实施例中，托持机构2上对应每个放置位21处还均设有激光刻蚀得到的识别码23，用于标示对应放置位21的位号，控制机构3还包括扫码器33，扫码器33设置在测量位置11处，与控制器电气连接，用于扫描识别码23后发送识别码23所标示的位号至控制器，通过位号的验证能够进一步确认检测次序与排列位置的一致性，保证检测结果与样品本身相对应，因此控制器在接收到样品到位信号，且验证位号与检测次序一致时，才控制测量设备对样品测量池4执行检测。扫码器33安装于测量位置11的顶壁或底壁，壁面上开设透光孔，透光孔上安装铅玻璃，通过石墨、紫铜密封垫密封。识别码23的背景为纯黑色等深色，避免反光影响识别的灵敏性。

本实施例中，第二感测件32为对射传感器，包括发射端和接收端，二者相对设置于测量位置11的壁面上，感测结构为设置在托持机构2上的通孔24，每个放置位21的旁侧均对应设有一个通孔24。当放置位21处于测量位置11时，通孔24恰好与发射端和接收端的连线对准，以使发射端能够通过通孔24向接收端发送信号，接收端在接收到对应信号后便可以确定放置位21处于测量位置11，便会发送样品到位信号至控制器。

具体地，测量位置11中，两个竖直的侧壁用于安装测量设备，为了避让测量设备的安装位置，本实施例的对射传感器安装在测量位置11的顶壁和底壁上，二者的连线竖直，故托持机构2上的通孔24也沿竖直方向开设。在其他实施方式中，也可以视测量设备安装位置以及安装空间大小等重新安排对射传感器的位置，在此不做具体赘述。

本实施例中，第二感测件32在传输过程中始终保持开启，而控制器在托持机构2从屏蔽箱室到行程终点22的移动过程中不对第二感测件32发送的信号进行响应，直至托持机构2触发第一感测件31后，控制器才会对之后再接收到的样品到位信号进行响应，避免托持机构2到达行程终点22前就被迫进入检测过程。这一响应方式可以在控制器中进行设置，且该设置方式为常规控制器能够实现的功能，在此不做具体赘述。

当第一感测件31能够感测到托持机构2时，托持机构2上的所有通孔24都已经经过第二感测件32的光束，只有反向移动后，这些通孔24才会再次经过第二感测件32的光束，故上述的“托持机构2触发第一感测件31”既可以是指托持机构2接近行程终点时触发第一感测件31，也可以是指托持机构2到达行程终点时触发第一感测件31。

本实施例中，第二感测件32为光纤对射传感器，发射端用于向接收端发送光束，测量位置11对应发射端和接收端的位置处开设透光孔，透光孔上安装铅玻璃，通过石墨、紫铜密封垫密封。铅玻璃可以屏蔽样品α、β、γ射线，降低对传感器的辐射影响。

通孔24的直径小于发射端发射的光束直径，第二感测件32在发射端通过通孔24发送至接收端的信号强度达到预设光强值时发送样品到位信号至控制器。通孔24直径相比于光束直径更小，能够避免过大孔径导致透光范围太大，从而使光强在不满足检测要求的位置也能达到较高值的情况，即通过限制孔径进一步精确了检测所需的定位范围。当托持机构2从零位开始向测量位置11移动时，第二感测件32发射的光首先被托持机构2完全阻挡，然后由托持机构2上的通孔24重新透至接收端，直至接收端接收到的光强达到预设光强值，以此确定托持机构2是否到达测量位。在本实施例中，光束为激光束，激光束入射至通孔24时的光束直径为3mm，通孔24孔径为2mm，激光束通过铅玻璃后仍能保持直线方向传播。

本实施例中，预设光强值为预设于控制器中的值。以第二感测件32接收端通过通孔24接收到的最大光强作为每个样品测量池4对应的初始预设值，该初始预设值取决于每个定位通孔24的位置和孔径，因此每个初始预设值都可以不一样。在装置首次安装和调试阶段，在每个放置位21的样品测量池4中放上标准样品(已知浓度)，将样品测量池4移动到初始测量位置(按初始预设值设定的位置)，然后对标准样品进行测量，获得一个初始的标准测量值，确定初始测量值与已知浓度之间的差异，再调整“预设光强值”，使其在初始预设值的上下有所波动，然后考察每一次预设光强值改变后，初始标准测量值的变化及其与已知浓度的差异，差异最小的位置，可以确定为“预设光强值”的最佳范围或者最佳值。这种采用标准样品去校准的方法，只需要在装置首次安装调试时进行，不需要每次测量样品时均这样操作，一旦每个放置位21的最佳“预设光强值”确定后，就可以一直使用这个“预设光强值”来定位，除非出现大的震动或更换了托持机构2才需要再次校准。

每个放置位21精确定位的预设光强值均不同，具体根据通孔24的位置、孔径、传感器发射的光束直径和强度来确定，即使通孔24在加工阶段出现偏差，或者传感器更换后光束直径和强度发生变化，也可通过调整预设光强值来校正。

本实施例中，控制器在托持机构2从屏蔽箱室出发时控制移动机构1驱动托持机构2以第一设定速度移动，第一感测件31还用于在感测到托持机构2即将到达行程终点22时，或者说托持机构2到达行程终点22设定距离时发送接近信号至控制器，控制器根据接近信号控制移动机构1驱动托持机构2以第二设定速度移动至行程终点22，第二设定速度小于第一设定速度。

即本实施例将托持机构2从屏蔽箱室至行程终点22的行程再分为两段，刚开始高速移动，到达行程终点22附近时再降低速度低速移动，这种移动方式能够使托持机构2慢速且准确地到达零位，同时还不会降低传输效率，并且能够避免托持机构2停止不及时导致发生碰撞，进而导致样品洒落等风险。

当托持机构2到达行程终点22时，移动机构1停止动作并驱动托持机构2以第三设定速度反向移动，直至托持机构2上的样品测量池4到达测量位置11，该第三设定速度小于等于第二设定速度；在检测完成后，移动机构1驱动托持机构2继续以第一设定速度反向移动以将样品测量池4送回屏蔽箱室。

本实施例中，第一感测件31选用非接触式磁力感应器，托持机构2靠近行程终点22的端部上设有感应磁25，非接触式磁力感应器具有一定的感应范围。当托持机构2逐渐靠近行程终点22进入到感应范围的瞬时，第一感测件31被感应磁25施加磁场，内部的电位差发生变化，便会发送接近信号至控制器；托持机构2继续移动到达行程终点22时，第一感测件31内部的电位差发生变化到达指定阈值，便会发送零点就位信号至控制器。

本实施例中，如图2至图4所示，移动机构1包括壳体12、驱动件13和丝杠滑台14，移动机构1中连接测量设备的测量位置11设置在壳体12中部，丝杠滑台14设置在壳体12内，包括丝杠141、滑台142和固定座143，滑台142滑动设置在固定座143中，丝杠141的两端可回转连接固定座143，丝杠141的螺母1411(也称螺母座)连接滑台142，托持机构2安装在滑台142上，驱动件13的输出端134连接丝杠141，用于驱动丝杠141回转以使滑台142带动托持机构2移动。

具体地，丝杠141采用滚珠丝杠，丝杠141作为传动轴实现力矩传输带动托持机构2移动。丝杠141的两端通过轴承可回转连接在固定座143的轴承座144上。固定座143上设有导轨1431，滑台142的两侧各设有两个滑块1421，通过滑块1421与导轨1431的配合实现滑动连接。此结构使滑台142、托持机构2的重力由滑块1421、导轨1431和固定座143来承担，不会施加力至丝杠141上，避免了丝杠141长期受力后发生形变等问题。

进一步地，驱动件13可以设置在壳体12的外部，丝杠141连接驱动件13的端部穿出壳体12，并与驱动件13的输出端134相连。

壳体12的外壁包括圆柱型管柱和异型管柱，材质为不锈钢，圆柱型管柱与屏蔽箱室连接，通过焊接与屏蔽箱室密封，当屏蔽箱室内的放射性不高时，也可采用法兰连接。圆柱型管柱与异型管柱焊接连接，尽可能少的使用密封垫，避免辐射老化问题。圆柱型管柱的长度根据屏蔽箱室的屏蔽厚度来确定。异型管柱用于与仪器测量设备结合，测量位置11就设置在异型管柱上，其结构视测量设备的摆放位置选定，异型管柱端部通过一封盖122包裹封堵，本实施例中，如图1所示，异型管柱的测量位置11中a、b、c三个面用于安装测量设备，测量设备包括X光管、探测器及相关组件等，异型管柱末端安装驱动件13。在本实施例中，壳体12总长度为1540mm，该长度取决于屏蔽箱室的屏蔽厚度，当样品放射性增强、屏蔽箱室屏蔽厚度增加时，则需加长圆柱型管柱的长度，进一步增加样品传输、移动的距离。

本实施例中，移动机构1还包括端盖15，壳体12的一端密封连接屏蔽箱室，且设有可启闭的开口，端盖15通过紧固件安装在壳体12的开口处，从而能够在拆卸紧固件后，使丝杠滑台14从开口处脱出壳体12，这种连接方式既方便进行检修，又不会破坏壳体的密封性，且操作简单。

其中，驱动件13包括联轴器131，其输出端134通过联轴器131可拆卸连接丝杠141，联轴器131选用磁力联轴器，磁力联轴器包括内转子1311、外转子1312和密封件1313，内转子1311安装在丝杠141中位于壳体12外部的端部处，通过销钉固定，避免震动导致连接松动，内转子1311外侧设有密封件1313，通过石墨密封垫与壳体12密封固定，外转子1312与内转子1311之间设密封层，将整个通道密封起来，外转子1312与驱动件13的电机132之间的输出端134为阶梯连接轴。电机132带动外转子1312转动，通过磁力传给内转子1311进而使内转子1311转动，进而带动丝杠141运动.

阶梯连接轴一方面能够阻挡样品的部分γ、β射线，另一方面，阶梯连接轴处可用于安装屏蔽体，屏蔽体与壳体12通过紧固件连接，本实施例中，屏蔽体设置于外转子1312的外部，在其他实施方式中，屏蔽体内也可包覆更多部件，但电机132需设置在其外，将电机132设置在屏蔽体外，人员可在屏蔽体外实现手动撤源和电机132的检维修。屏蔽体主要用于屏蔽样品的放射性，还可以保护内外转子，阶梯连接轴的长度根据屏蔽体的厚度调整，外转子1312外侧设有安装座1314(也是电机动力输出轴的轴承座)，通过螺钉固定在屏蔽体处，磁力联轴器的材质为SmCo，内外转子的间隙≥1.5mm，可有效避免转子转动过程中震动造成的磨损和干涉。

本实施例中，壳体12在连接屏蔽箱室的端部处还设有可开合的防尘罩121，避免设备安装、调试阶段环境引入粉尘对丝杠141造成影响。防尘罩121采用透明材质制成，如聚碳酸酯或玻璃等透明材料，可以透过防尘罩观察到样品托盘。

本实施例中，驱动件13包括电机132和手柄133，电机132用于电动驱动输出端134回转。由于当运行过程中电机132出现故障时，具有强放射性的样品无法自动返回屏蔽箱室内，会对检修人员存在辐射影响，故还设置了手柄133，手柄133连接驱动件13的输出端134，用于手动驱动输出端134回转，本实施例中，电机132的驱动轴连接输出端134，电机132还设有与驱动轴机械连接的输入轴，手柄133通过连接电机132的输入轴，实现手动带动输出端134回转。当电机132故障无法驱动时，可手动旋转手柄133驱动丝杠141转动，将放射性待测样品从测量位置返回屏蔽室内，实现手动撤源，撤源后，可对各个问题部件进行检修，安全性显著提高。

总体来说，本样品传输装置的定位采用零点定位和样品到位检测的双重定位方式，将第一感测件31和第二感测件32的信号输入给PLC(可编程逻辑控制器)，用于控制托持机构2的运动方向、启停和速度，同时基于扫码识别技术确定样品位号，并具备手动撤源的功能。

具体地：(1)本实施例的样品定位精度相比现有技术进一步提高，不以电机132驱动的步长或托持机构2移动的距离作为定位的依据，避免了因移动距离长导致的丝杠141线性精度误差大、电机132丢步等系统问题造成的影响。

(2)密封性更加可靠，非检修部件通过焊接的密封方式连接，尽量减少使用密封垫，减轻了因辐射老化导致密封失效的问题。

(3)核心部件检维修便捷，传感器等均可在密封边界外进行更换，丝杠滑台14整体可快速抽出进行替换，且不破坏密封性。相比现有技术，具备手动撤源的功能，减少人员对设备检修时受到的辐射。

(4)装置采用模块化设计，结构简单，无需复杂的操作过程，只需屏蔽箱室内机械臂辅助将样品测量池4放入托持机构2或取下，其它过程由PLC控制自动运行，减轻人员操作的负担，提高分析效率。

实施例2

本实施例的样品检测系统，可用于实现实施例3中的检测方法，系统包括混合K边密度计、取样装置和屏蔽箱室，屏蔽箱室用于容置样品以及取样装置，取样装置用于将样品放置在样品测量池4内。混合K边密度计包括测量设备和实施例1中的样品传输装置，其中测量设备用于对样品测量池4内的样品进行检测，样品传输装置的一端连通屏蔽箱室，另一端的测量位置11处连接测量设备，用于将屏蔽箱室中盛放有样品的样品测量池4输送至测量设备处检测，以及将检测完成的样品测量池4输送回屏蔽箱室。

本实施例中，屏蔽箱室内的取样装置为目前检测系统常用装置，可以采用机械臂等，也可以采用人工等方式取样，在此不作赘述。屏蔽箱室内还设有机械臂作为转移装置，用于将样品测量池4放入托持机构2或从托持机构2中取出。样品传输装置与屏蔽箱室结合，整体为密封结构，待测样品装载完成后，自动将样品从屏蔽箱室内转移至测量位置11并精确定位，检测完成后，再将样品返回至屏蔽箱室内，具有定位精度高、运行稳定、操作简单、检维修便捷等特点。

实施例3

本实施例的样品检测方法，采用实施例2中的样品检测系统，方法包括以下步骤：

首先安装样品传输装置和测量设备，装置安装好后，在屏蔽箱室内完成待测样品的取样、装样工作，通过机械臂或其它辅助部件，将待测样品装入专用样品测量池4中并盖上样品测量池4盖，再将样品测量池4放入托持机构2的对应放置位21上；

在控制器控制下，移动机构1驱动托持机构2将样品测量池4从屏蔽箱室向测量设备进行正向移动，直至托持机构2到达行程终点22。在此过程中：

在控制器的控制下，移动机构1驱动托持机构2以第一设定速度移动，直至到达与行程终点22的距离为设定距离，之后再以第二设定速度移动到达行程终点22，第二设定速度小于第一设定速度，即第一感测件31感测到托持机构2到达行程终点22设定距离时发送接近信号至控制器，控制器控制移动机构1减速，直至托持机构2慢速移动到达行程终点22；在该阶段的移动过程中，第二感测件32保持开启状态，但该过程中控制器不对第二感测件32反馈的信号进行响应，直至托持机构2到达行程终点22后，控制器才会对之后再接收到的第二感测件32的信号进行响应；

当托持机构2到达行程终点22时，移动机构1停止动作并驱动托持机构2以第三设定速度反向移动，直至托持机构2上的样品测量池4到达测量位置11，并触发第二感测件32，第二感测件32以预设光强值作为判断标准；第三设定速度小于等于第二设定速度；

在样品测量池4到达测量位置11后，测量设备对样品测量池4进行检测；在检测完成后，移动机构1驱动托持机构2继续以第三设定速度反向移动，直至下一样品测量池到达测量位置11，当全部样品测量池4均完成检测后，将样品测量池4以第一设定速度送回屏蔽箱室。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种样品传输装置，其特征在于：包括移动机构(1)和托持机构(2)，

移动机构(1)中连接测量设备的测量位置(11)处于屏蔽箱室和托持机构(2)靠近测量设备的行程终点(22)之间，

所述托持机构(2)上设有用于放置样品测量池(4)的放置位(21)，

所述移动机构(1)连接托持机构(2)，用于驱动托持机构(2)从屏蔽箱室正向移动至所述行程终点(22)后，再反向移动至测量位置(11)，以对样品测量池(4)内的样品进行测量。

2.根据权利要求1所述的样品传输装置，其特征在于：还包括控制机构(3)，

所述控制机构(3)包括第一感测件(31)、第二感测件(32)和控制器，控制器与第一感测件(31)和第二感测件(32)电气连接，

所述第一感测件(31)设置在移动机构(1)中对应行程终点(22)的端部处，用于在感测到托持机构(2)到达行程终点(22)时发送零点就位信号至控制器，控制器根据零点就位信号控制移动机构(1)驱动托持机构(2)停止后再向屏蔽箱室移动，

托持机构(2)上的放置位(21)处设有感测结构，所述第二感测件(32)设置在测量位置(11)处，用于在感测到放置位(21)处的感测结构时发送样品到位信号至控制器，控制器根据样品到位信号控制移动机构(1)驱动托持机构(2)停止，并控制测量设备对样品测量池(4)执行检测。

3.根据权利要求2所述的样品传输装置，其特征在于：所述放置位(21)设有多个，各放置位(21)沿托持机构(2)的移动行程方向依次排布，托持机构(2)上对应每个放置位(21)处均设有感测结构，

所述控制器与测量设备电气连接，在测量设备检测完成后控制移动机构(1)驱动托持机构(2)继续向屏蔽箱室移动，直至再次收到样品到位信号。

4.根据权利要求3所述的样品传输装置，其特征在于：所述托持机构(2)上对应每个放置位(21)处还均设有识别码(23)，用于标示对应放置位(21)的位号，

所述控制机构(3)还包括扫码器(33)，所述扫码器(33)设置在测量位置(11)处，与控制器电气连接，用于扫描识别码(23)后发送识别码(23)所标示的位号至控制器，

所述控制器在接收到样品到位信号，且验证位号与检测次序一致时控制测量设备对样品测量池(4)执行检测。

5.根据权利要求2所述的样品传输装置，其特征在于：所述第二感测件(32)为对射传感器，包括发射端和接收端，二者相对设置于测量位置(11)的壁面上，

所述感测结构为设置在托持机构(2)上的通孔(24)，当放置位(21)处于测量位置(11)时，所述通孔(24)恰好与发射端和接收端的连线对准，以使发射端能够通过通孔(24)向接收端发送信号。

6.根据权利要求5所述的样品传输装置，其特征在于：所述发射端用于向接收端发送光束，

所述通孔(24)的直径小于发射端发射的光束直径，所述第二感测件(32)在发射端通过通孔(24)发送至接收端的信号强度达到预设光强值时发送样品到位信号至控制器。

7.根据权利要求1所述的样品传输装置，其特征在于：所述移动机构(1)包括壳体(12)、驱动件(13)和丝杠滑台(14)，所述移动机构(1)中连接测量设备的测量位置(11)设置在壳体(12)中部，

所述丝杠滑台(14)设置在壳体(12)内，包括丝杠(141)、滑台(142)和固定座(143)，

所述滑台(142)滑动设置在固定座(143)中，丝杠(141)的两端可回转连接固定座(143)，

丝杠(141)的螺母连接滑台(142)，托持机构(2)安装在滑台(142)上，

所述驱动件(13)的输出端(134)连接丝杠(141)，用于驱动丝杠(141)回转以使滑台(142)带动托持机构(2)移动。

8.根据权利要求7所述的样品传输装置，其特征在于：所述移动机构(1)还包括端盖(15)，

所述壳体(12)的一端密封连接屏蔽箱室，且设有可启闭的开口，所述端盖(15)通过紧固件安装在壳体(12)的开口处，

从而能够在拆卸紧固件后，使丝杠滑台(14)从开口处脱出壳体(12)。

9.根据权利要求8所述的样品传输装置，其特征在于：所述壳体(12)在连接屏蔽箱室的端部处还设有可开合的防尘罩(121)，

所述防尘罩(121)采用透明材质制成。

10.根据权利要求7所述的样品传输装置，其特征在于：所述驱动件(13)包括电机(132)和手柄(133)，所述电机(132)用于电动驱动所述输出端(134)回转，

所述手柄(133)连接驱动件(13)的输出端(134)，用于手动驱动所述输出端(134)回转。

11.一种样品检测系统，其特征在于：包括混合K边密度计、取样装置和屏蔽箱室，

所述屏蔽箱室用于容置样品以及取样装置，所述取样装置用于将样品放置在样品测量池(4)内，

所述混合K边密度计包括测量设备和权利要求1至10中任一项所述的样品传输装置，

所述测量设备用于对样品测量池(4)内的样品进行检测，

所述样品传输装置的一端连通屏蔽箱室，另一端的测量位置(11)处连接测量设备，用于将屏蔽箱室中盛放有样品的样品测量池(4)输送至测量设备处检测，以及将检测完成的样品测量池(4)输送回屏蔽箱室。

12.一种样品检测方法，其特征在于，采用权利要求11所述的样品检测系统，所述方法包括以下步骤：

移动机构(1)驱动托持机构(2)将样品测量池(4)从屏蔽箱室向测量设备进行正向移动，直至托持机构(2)到达行程终点(22)；

当托持机构(2)到达行程终点(22)时，移动机构(1)停止动作并驱动托持机构(2)反向移动，直至托持机构(2)上的样品测量池(4)到达测量位置(11)；

在样品测量池(4)到达测量位置(11)后，测量设备对样品测量池(4)进行检测；

在检测完成后，移动机构(1)驱动托持机构(2)继续反向移动以将样品测量池(4)送回屏蔽箱室。

13.根据权利要求12所述的样品检测方法，其特征在于，

在所述移动机构(1)驱动托持机构(2)将样品测量池(4)从屏蔽箱室向测量设备进行正向移动，直至托持机构(2)到达行程终点(22)的过程中：

移动机构(1)驱动托持机构(2)以第一设定速度移动，直至到达与行程终点(22)的距离为设定距离，之后再以第二设定速度移动到达行程终点(22)，所述第二设定速度小于第一设定速度；

当托持机构(2)到达行程终点(22)时，移动机构(1)停止动作并驱动托持机构(2)以第三设定速度反向移动，直至托持机构(2)上的样品测量池(4)到达测量位置(11)，所述第三设定速度小于等于第二设定速度；

在检测完成后，移动机构(1)驱动托持机构(2)继续以第一设定速度反向移动以将样品测量池(4)送回屏蔽箱室。