CN1892204A - 测量电离辐射的水模型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水模型(1)，具有用于测量电离辐射的、可定位在注满水(2)的容器(3)中的不同测量位置上的检测器(5)，其中该水模型(1)具有至少一个传感器(24－26，42，43，72，73)，用于确定为了定位该检测器(5)而设置的定位装置(4)相对于水平面(23)的取向，从而以很少的时间开销避免了测量过程中可能由于检测器(5)相对于水平面(23)的定位不准确性而产生的测量误差；该取向可以直接基于用至少两个距离传感器(24－26，72，73)测量的相对于水平面(23)的距离(a－c)而确定，或者也可以间接基于分别用至少一个倾斜传感器(42)测量的相对于重力的倾斜而确定。

Description

测量电离辐射的水模型

技术领域

本发明涉及一种用于测量入射到水中的电离辐射的水模型(Wasser-phantom)。

背景技术

在医疗技术中采用模型(Phantom)来测量电离的并因此可能损害细胞的辐射的辐射参数及其对人体的影响，如用于辐射治疗的X射线或伽马射线辐射，以及高能量的电子、质子和离子辐射。

由于人体主要是由水构成的，采用水模型来测量入射到注满水的容器中的辐射，该水模型适用于确定该辐射对人体的作用。为了测量该辐射可以借助定位装置而在水中的不同测量位置处设置一个检测器或由多个单检测器形成的装置。下面描述一种只具有一个检测器的水模型，但该概念也应包括由多个单检测器形成的装置。

利用检测器例如可以测量被辐射引起的水的局部电离，通过该电离也可以推导出辐射在水上的局部能量输出。一方面可以通过将检测器定位在沿着辐射方向的不同测量位置上来确定入射深度这个辐射特性，另一方面可以通过将检测器定位在垂直于辐射方向的直线的不同测量位置上来确定幅度这个辐射特性。下面用概念辐射参数来概括辐射特性以及其它表征该辐射的参数。

以规则的时间间隔、典型的为一天一次来确定辐射参数，并与该辐射参数的额定值比较，以保证辐射保持相同的质量，并在必要时重新校准辐射源。通常法律上规定对辐射参数进行范围特别宽的、规则的检查；这样的检查可以持续半天到几天。

根据不同的辐射源，辐射以水平向下或垂直向下的辐射方向到达水模型。水模型大都具有向上开口的水容器，从而辐射在具有垂直向下的辐射方向时直接从上面入射到水中。在这种情况下，辐射在水中的入射深度通过检测器到水平面的距离来确定；该距离因此必须尽可能准确的已知，以避免辐射参数发生错误，尤其是入射深度这个辐射特性发生错误，并因此给用该辐射源检查或治疗的患者带来危险。在辐射方向为水平时，在辐射入射到容器的水中之前，首先穿透容器的外壁，其中在确定辐射参数时考虑外壁对辐射的影响。在这种情况下在水位高度很低的情况下存在当辐射在水平面附近时该辐射会在水平面散射的危险，从而错误地确定了辐射参数。此外，必须参考辐射方向来对准定位装置，以便能将辐射参数尽可能准确地与辐射进行空间对应。

在测量辐射之前相对于水平面来对定位装置取向，以便能在确定辐射参数时考虑检测器与水平面之间的距离。典型地，水模型的容器是直角平行六面形，借助定位装置，检测器既可以沿着容器的下边缘在两个相互垂直的运动方向上基本水平地、又可以沿着容器的侧边缘在另一个运动方向上基本垂直地运动到不同的测量位置上。如果对位置装置取向，使得一方面两个基本上水平的运动方向精确水平并由此平行于水平面，另一方面垂直的运动方向精确垂直，并因此垂直于水平面，则通过在任意测量位置确定检测器与水平面之间的距离也能获得在任意另一个测量位置检测器与水平面的距离。在辐射方向水平时，辐射平行于水平面，在辐射方向垂直时，辐射垂直于水平面，从而通过定位装置相对于水平面的方向也分别相对于辐射方向来对定位装置取向。

通常，将定位装置固定地与容器连接，其中三个运动方向准确地沿着容器的边缘分布。容器与定位装置一起可翻转地围绕两个水平轴设置，从而在注意至少两个垂直设置在侧壁上的、用于确定水位高度的测量刻度的情况下相对于水平面来对定位装置取向。在借助其中一个测量刻度读取相应的水位时，例如由于取决于视线角度的视差或由于水在容器的侧壁上形成的半月形，而容易导致测量误差。为了翻转容器将该容器例如支撑在可以分别借助螺纹螺线调整高度的支架上。还已知这样的水模型，其取向通过用户用外力驱动(例如通过电机)来调整。

通过Scanditronix Wellerhoefer GmbH公司的水模型“Blue Phantom”，公开了借助在水平面之上、设置在容器一角上的距离传感器来测量水位高度，该距离传感器根据回波脉冲原理工作。对于水模型“Blue Phantom”，已知具有水泵的、与该水模型的容器可通过输入管道连接的水存储器，该输入管道根据通过距离传感器确定的水位高度来调节，使得尽管水可能有蒸发但该输入管道保持先前的水平。此外，通过水模型“Blue Phantom”还公开了用于手动地相对于容器来对定位装置取向的调整螺钉。

利用现有技术公开的装置可以用开销大的方式相对于水平面来对定位装置取向。存在该取向不精确的危险，从而会使辐射参数的确定产生错误；由此可能危及用分别被测量的辐射源检查或治疗的患者。此外，定位装置的取向的确定和调整通过使用者费时地进行；为此所需的时间减小了剩下来辐射源用于诊断或治疗的时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种水模型，其以较少的时间开销避免测量辐射时的测量误差，该测量误差可能由于检测器相对于水平面的定位不准确性而引起。

通过分别以预确定方式相对于定位装置空间设置的传感器，根据本发明是至少两个用于确定分别到水平面的另一个位置的距离的距离传感器，以及至少一个用于确定相对于重力方向的倾斜的倾斜传感器，可以简单方式准确地确定定位装置相对于水平面的方向；由于水平面向着重力方向倾斜，本发明的这两个传感器都基于相同的发明思想。

基于分别由水模型的至少两个距离传感器确定的到水平面的距离，可以直接相对于水平面来确定针对检测器的定位装置的取向；例如可以采用恰好两个分别测量其与水平面之间垂直距离的距离传感器，来以围绕垂直于两个距离传感器之间连接线的水平倾斜轴的倾斜形式用基本的三角法确定该取向。

基于分别用至少一个倾斜传感器确定的、相对于重力方向的倾斜，可以间接确定定位装置相对于水平面的取向，该水平面的位置取决于重力方向；通过至少一个倾斜传感器可以确定围绕水平倾斜轴的倾斜。

取向、尤其是倾斜形式的取向的确定例如用作为电气测量装置部件的传感器来自动进行，并因此准许特别快速地调节该取向。两个距离传感器以及一个倾斜传感器都分别作为用于确定倾斜的测量装置。

借助共同构成一个三角形的恰好三个距离传感器，可以按照围绕两个不同倾斜轴的倾斜的形式确定定位装置的取向，并因此完全表征定位装置相对于水平面的倾斜。合适的是这样设置这三个距离传感器，使得它们形成直角三角形；在这种情况下可以利用在该三角形的一条直角边的末端的两个距离传感器确定围绕垂直于该直角边的水平倾斜轴的倾斜，利用在该三角形的另一条直角边的末端的两个距离传感器确定围绕垂直于该另一条直角边的水平倾斜轴的倾斜。

根据本发明的实施方式，所述至少两个距离传感器用于机械地确定相应的距离；由此可以分别特别简单地确定距离。该距离传感器例如可以分别包括可漂浮在水平面上的具有一杆的空心体，该杆几乎垂直地被牵引在设置于定位装置高度的光学传感器上，该传感器借助杆上的刻度确定空心体的相应漂浮高度。

根据本发明的另一实施方式，该至少两个距离传感器用于基于被水平面反射的超声波的相应传播时间来确定距离；由此可以无接触和特别准确地确定相应的距离。该距离传感器例如可以分别具有垂直对准水平面的超声波发射器和分别接收被垂直反射的超声波的超声波接收器；通过已知的声音速度可以基于超声波的发射和接收之间的传播时间来确定相应的距离。

根据本发明的另一实施方式，该至少两个距离传感器用于基于被水平面反射的光、尤其是激光来确定相应的距离；由此同样可以无接触和特别准确地确定相应的距离。根据基于激光的干涉测量法或基于激光的三角测量的原理的合适距离传感器是普遍公知的。

借助恰好两个、相互之间成一个角度设置的倾斜传感器，可以确定按照围绕两个不同水平倾斜轴的倾斜的形式的定位装置的取向，并因此完全表征定位装置相对于水平面的倾斜。合适的是这样设置这两个倾斜传感器，使得两个倾斜轴相互垂直；在这种情况下可以利用其中一个倾斜传感器确定围绕第一水平倾斜轴的倾斜，利用剩下的一个倾斜传感器确定围绕垂直于第一倾斜轴的第二水平倾斜轴的倾斜。取代两个分别具有一个倾斜轴的倾斜传感器，等价的还可以采用具有两个倾斜轴的一个倾斜传感器。

通过至少一个具有至少部分浸入电导溶液的电极的倾斜传感器来基于该电极之间取决于该溶液的倾斜位置的电阻确定相应的倾斜，以及通过至少一个具有至少部分注入电导溶液或绝缘溶液的电容器的倾斜传感器来基于该电容器的取决于该溶液的倾斜位置的电容确定相应的倾斜，可以开销少和可靠地确定倾斜。多个这样的倾斜传感器是可以廉价地获得的，并且通过简单方式可以集成到水模型中，而不会妨碍其测量辐射的功能。电容式倾斜传感器本身例如由DE 4141324A1公开。

通过微观结构的倾斜传感器来基于尤其是电容式确定的地震壳(seismischeMasse)的倾斜位置确定相应的倾斜，可以特别准确地确定倾斜；这种具有地震壳的倾斜传感器以转子的形式由DE4106932A1公开，其中转子的位置是可以电容式确定的。

适用于确定水模型的倾斜的倾斜传感器例如由用于防止盗窃车辆的系统公开。除了所述的倾斜传感器之外，还可以采用热动力的倾斜传感器，如Hahn-Schickard-Gesellschaft e.V.(HSG-IMIT)和Vogt electronic AG的微信息技术研究所开发的来确定倾斜的倾斜传感器。

附图说明

下面借助在附图中示意显示的实施例详细解释本发明及本发明的其它优选实施方式，但不因此将本发明限制于这些实施例；图中：

图1以透视图示出水模型，在其注满水的容器上固定了一个用于检测器的定位装置，该定位装置相对于水平面的取向可借助3个设置在容器底的声学距离传感器确定；

图2以侧视图示出图1的水模型，其中定位装置的取向可借助倾斜传感器确定，并借助可调节高度的支架调节；

图3以侧视图示出图2的水模型，其中定位装置的取向可借助设置在定位装置上的距离传感器确定，并借助高度可调的紧固件来调节定位装置相对于容器的取向；

图4以侧视图示出图3的水模型，其中定位装置的取向可借助设置在容器上的机械式距离传感器来确定。

具体实施方式

图1以透视图示出水模型1，用水模型上的注满水2的、向上开口的直角平行六面形容器3固定一个定位装置4，利用该定位装置可以在水2中的不同测量位置处三维地定位用于测量入射到水2中的辐射的检测器5。为了给出相应的测量位置采用3个坐标x，y和z，其坐标轴6-8平行于容器3的边缘9-11。用四个紧固件12-15将定位装置4固定在容器3的上角中。每两个紧固件12、13或14、15在容器3的对面分别保持第一导轨16和第二导轨17，在这些导轨上可以相互平行地在x轴6方向上移动第一保持元件18和第二保持元件19。两个保持元件18、19由水平越过水面的第三导轨20连接，在该第三导轨上可以在y轴7方向上移动第三保持元件21。第三保持元件21垂直地保持可在z轴方向上移动的杆22。在杆22的浸入水中的末端上固定了检测器5，利用该检测器可以测量局部的辐射剂量。为了测量垂直从上入射到水2中的辐射，合适的是例如借助连接凸肩(Verbindungsfortsatz)将检测器5大致从侧面远离杆22地设置，由此在辐射到达检测器5之前，杆22和第三保持元件21不会吸收辐射。

定位装置4相对于水平面23的取向可以借助3个构成直角三角形的距离传感器24-26测量。通过距离传感器24-26在容器3上的结构特别简单的设置(在该实施例中用四个紧固件12-15将定位装置4设置在该容器的预定相对位置)，可以确定定位装置4相对于水平面23的取向，而不会通过定位装置4上的附加部件影响检测器5的运动自由度。在该实施例中将三个距离传感器24-26设置在容器3的水平面23下方的四个角中的三个。同样也可以将距离传感器24-26设置在水平面23上方例如靠近紧固件12-15的地方。

距离传感器24、25和26基于被水平面23反射的超声波的传播时间确定它们到水平面23的相应距离a，b和c。该超声波分别由距离传感器24、25、26的超声波发射器27、28、29垂直地向上对准水平面23例如脉冲式地发射，在水平面上分别到达另一个位置30、31、32，并至少部分地被水平面23垂直向下地反射。被水平面23反射的超声波分别被距离传感器24、25、26的超声波接收器33、34和35接收，从而在考虑已知的超声波在水2中传播速度的情况下借助超声波的发射和接收之间的传播时间确定到水平面23的相应距离a，b和c。

基于由平行于z轴7地设置在容器3侧壁上的距离传感器24和26测量的两个距离a和c，可以确定定位装置4围绕垂直于两个距离传感器24和26之间的连接线37的水平倾斜轴36的倾斜；该倾斜轴36平行于x轴6。相应的，基于由平行于x轴6地设置在容器3侧壁上的距离传感器24和25测量的两个距离a和b，可以确定定位装置4围绕垂直于两个距离传感器24和25之间的连接线39的水平倾斜轴38的倾斜；该倾斜轴38平行于y轴7。作为例子，基于由平行于x轴6地设置在容器3侧壁上的距离传感器24和25测量的两个距离a和b确定围绕上面提到的倾斜轴38的倾斜；如果在后方沿着x轴6设置的距离传感器25测量距离b，而在前方沿着x轴6设置的距离传感器24测量距离a，则对于定位装置4围绕平行于y轴7的倾斜轴38的倾斜角α来说tanα＝(b-a)/d成立，其中d是两个距离传感器24和25之间的距离。

取代基于超声波的距离传感器24-26，可以采用基于光、尤其是激光的距离传感器，通过它们可以基于被水平面23反射的光(例如以激光的形式)确定相应的距离a-c；确定距离a-c在此例如根据干涉测量法的原理进行。在大多数实际应用中，在测量辐射之前一次性确定定位装置4的倾斜就足够。

特别有利的是，不仅以围绕一个或两个倾斜轴36和38的倾斜的形式确定取向，还确定定位装置4相对于水平面23的垂直位置；由此在考虑能轻易确定的杆22的移动长度的情况下简单地确定传感器5相对于水平面23的侵入深度e。移动长度例如可以借助集成在第三保持元件21中的电位计或借助集成在第三保持元件21中的用于采集标记的光学传感器来确定，该标记在杆22上标示出不同的移动长度。垂直位置可以基于三个距离a、b、c之一或基于三个距离a-c的平均值m＝(a+b+c)/3来确定。与围绕两个倾斜轴36、38的倾斜一起，可以用任意的x、y坐标确定检测器5在测量位置的浸入深度。通过也在测量辐射期间确定垂直位置，可以确定当前的水位高度h，该水位高度可能在测量过程中由于蒸发而降低，或由于热膨胀而升高。

对检测器5到水平面23之间的浸入深度e的准确了解在辐射方向垂直向下对准时特别重要。在错误假定到水平面23的浸入深度e时，可能导致浸入深度这个辐射特性发生不期望的偏移；这可能在辐射测量之后用相应的辐射源对患者进行治疗时导致对辐射源的错误调节，并因此可能对患者产生损害。

借助定位装置4，检测器5可以在相应的测量位置上电动地移动。在测量辐射的过程中，检测器5先后设置在不同的测量位置上，从而在各测量位置上用检测器5进行局部剂量的测量。开销小的是：通过未示出的用于根据检测器5的定位装置4相对于水平面23的取向来自动定位检测器5的控制单元，避免由于检测器5相对于水平面23的定位不准确性而产生的测量误差。

作为示例，定位装置4的取向是用在所示出的倾斜方向40围绕平行于y轴7的倾斜轴38具有倾斜角α的倾斜的形式表示。假定坐标系统的原点在容器3的底部位于两个倾斜轴36和38的交点上，则通过与相应的倾斜匹配地定位在坐标为x’＝cos(α)x-sin(α)z，y’＝y以及z’＝cos(α)z+sin(α)x的测量位置上，可以考虑前面提到的、在刚开始将该坐标系统的原点位置上的发射位置定位到坐标为x，y，z的测量位置上时的取向。以类似方式考虑在所示出的倾斜方向41围绕平行于x轴6的倾斜轴36具有倾斜角β的倾斜。

除了只考虑倾斜形式的取向之外，优选还形成控制单元，用于在自动定位时另外考虑定位装置4相对于水平面23的垂直位置。

开销特别小的是，通过未示出的用于根据定位装置4的方向对所测量的辐射进行分析的分析单元，避免由于检测器5相对于水平面23的定位不精确性而产生的测量误差；由此可以按照不变的方式测量辐射。例如，在分析时对所设置的测量位置进行3D光栅化的过程中，考虑实际测量位置相对于所设置的测量位置的通过相应取向改变的位置。

除了只考虑倾斜形式的取向之外，还优选地形成所述分析单元，用于在分析时另外考虑定位装置4相对于水平面23的垂直位置。

图2以侧视图示出图1的水模型1，其中容器3以及因此与容器3固定连接的定位装置4相对于水平面23的取向可通过两个设置在容器3下部的倾斜传感器确定。在该侧视图中只示出了这两个倾斜传感器中可用于测量定位装置4围绕平行于x轴6的倾斜轴36的倾斜的倾斜传感器42。此外在容器3上还设置了在该图中未示出的第二倾斜传感器，其确定定位装置4围绕另一个倾斜轴38的倾斜。基于该侧视图，两个保持元件18和19被另外设置在前面的紧固件12和14遮蔽。

除了两个倾斜传感器42之外，按照预定的相对于定位置装置4的空间设置为水模型1配置一个距离传感器43，用于基于通过距离传感器43确定的到水平面23的一个位置44之间的距离f，确定定位装置4相对于水平面23的垂直位置形式的取向。在该实施例中将距离传感器43设置在靠近检测器5的定位装置的杆22上。距离传感器43和水平面23之间的距离f借助从距离传感器43沿着到水平面23的一个位置44的方向发射、并在该位置处又向距离传感器43反射的激光束来确定。基于该距离f，一方面可以在考虑光学距离传感器43和检测器5之间距离的情况下确定按照相应浸入深度e形式的垂直位置，另一方面可以在考虑杆22相对于第三保持装置21的位置的情况下确定按照第三保持装置21到水平面23之间距离g形式的垂直位置。如上所述，垂直位置的认识、尤其是在来自上方的辐射方向是垂直的情况下，对分析测量辐射过程中获得的测量结果是很重要的；通过距离传感器43直接设置在定位装置4上，可以特别准确地确定距离传感器相对于水平面23的垂直位置，尤其是按照相应浸入深度e的形式。此外，对距离传感器43到水平面23之间的相应距离f的认识还可以控制水平面h。

根据本发明的实施方式，水模型1具有用于显示所分别确定的取向的显示装置45；由此，水模型1的用户可以简单方式识别相应的取向，从而用户可以校正该取向或在考虑该取向的情况下对测量结果进行分析。在该实施例中，按照倾斜传感器42的倾斜形式的取向通过数据连接电缆46传送到显示装置45，并在那里在LC显示器47上显示。此外，显示装置45还可以用于显示定位装置4相对于水平面23的垂直位置；在尽可能概略性图示的意义下取消了到距离传感器43的相应另一个数据连接电缆的图示。

通过至少一个用于根据所确定的方向将定位装置4相对于水平面23对准到已安排好的取向上的取向装置48和49，可以在测量辐射之前就开销少地将该取向调节到已安排好的取向上。根据本发明的另一个实施方式，该至少一个取向装置用于通过设置容器3的取向来设置定位装置4的取向，定位装置4以预定的相对位置(在该实施例中通过紧固件12-15)设置在该容器上；由此与定位装置20一起也可以设置容器3的侧壁的取向。例如，在使得第三导轨20平行于水平面23的取向时同时还使得容器3的外壁垂直取向，从而水平到达一个侧壁的辐射通过在测量时考虑的开销少的方式垂直地落在各侧壁上。

在该实施例中，所述至少一个取向装置构造成四个在容器3下方、靠近角上设置的高度可调的支架，在该图中只示出了前面两个支架48和49。特别简单的是，将该取向装置48、49构造为用于根据在该实施例中借助显示装置45显示的方向来手动设置定位装置4的取向。为此支架48、49分别包括一个固定在容器3上的框架50、51，该框架在其下侧分别具有一个包括螺纹的圆形开口。在该螺纹中向内旋进螺钉52、53，在螺钉的下端分别设置一个固定减压器(Standuntersetzer)54、55，该减压器将水模型1的重量分别分配到固定平面(Standflaeche)56上。通过向内旋进和向外旋出螺钉52、53，可以调节螺钉52、53的从框架48、49中移出的移动长度57、58，并因此可以根据显示的各方向调节容器3和定位装置4的取向。此外，优选地通过一起旋进和旋出所有螺钉52、53，也可以调节定位装置4相对于水平面23的垂直位置。

图3以侧视图示出图1的水模型1，其中按照本发明的一个实施方式声学距离传感器26和24设置在定位装置4上；由此可以直接并因此特别准确地确定定位装置4的取向。在该实施例中两个距离传感器26和24设置在第三导轨20的末端附近，从而可以基于分别通过距离传感器26和24测量的到水平面23的相应位置32、30的距离c和a来确定例如按照围绕平行于x轴6的倾斜轴36的倾斜形式的取向。此外，还可以按照类似方式在定位装置4上例如将其它距离传感器设置在第二导轨17上，从而还确定了围绕平行于y轴7的倾斜轴38的倾斜。

与图2中所示的实施例相反，容器2在其取向上不可改变地只与设置在容器3的角下方的固定减压器54、55一起静止在固定平面56上。根据本发明的实施方式，至少一个取向装置构造为用于通过定位装置相对于容器3的取向而设置定位装置的取向；与图2所示的实施例相反，由此避免了该至少一个取向装置也必须对注满水2的容器3的整个重量设置方向并在必要时承担该整个重量，从而可以在结构上简单的实施该至少一个取向装置。

在该实施例中以四个升降元件(Hubelement)的形式来实施取向装置，该升降元件代替紧固件12-14设置在容器3的上角。在该侧视图中，只分别以横截面示出了这4个升降元件中前面的两个升降元件59和60。升降元件59和60分别包括一个下部件61、62，该部件分别固定在容器3的一个角上，升降元件还分别包括一个上部件63、64，在该上部件上固定着定位装置4的第一导轨16或第二导轨17。每个升降元件59、60的下部件61、62分别用两个垂直向上对准的引导螺栓65、66啮合到上部件61、62的对应转孔67、68中；通过该形状决定的相互啮合，垂直地引导两个部件61、63或62、64，并且可以分别只设置在其升降高度上。通过分别以用于自动设置定位装置4的方向的驱动装置的形式来构造取向装置59、60，可以按照简单方式特别快速地调节定位装置4的取向；在该实施方式中，通过可电动地在从各上部件61、62到各下部件63、64的方向上移动的升降螺栓69、70来调节升降元件59和60的各自的升降高度。各驱动装置例如可以用电动机、液压传动装置或气压传动装置构成。

根据所确定的定位装置4的各方向，可以借助升降元件59、60自动地在测量辐射之前将定位装置4调节到所设置的取向上；为此，在定位装置4上设置一个控制单元71，其通过数据连接电缆46从距离传感器24、26接收所确定的各距离，并通过另一条数据连接电缆46向升降元件59、60发送相应的控制信号。

图4以侧视图示出按照图3的水模型1，具有设置在容器3的底部的机械式距离传感器72、73来代替设置在定位装置4上的声学距离传感器26、24。机械式距离传感器72和73分别包括一个牵引索电位计74、75，它们的牵引索76、77可以分别通过以末端固定在相应牵引索76、77上的浮标78、79一直牵引到水平面23。所确定的各距离c、a通过数据连接电缆46传送到设置在容器3外部的分析单元80，通过该分析单元在考虑分别基于距离而确定的定位装置4的取向的情况下，可以对分别由检测器5测量并通过数据连接电缆46传送到分析单元80的测量值进行分析。分析后的测量数据可以通过接口81传送到计算机、数据存储器或数据输出设备。为了避免浮标78的侧向漂移，可以另外通过垂直取向的一个管来牵引该浮标，该管对任意距离c来说都以其内壁设置在浮标上，而不会阻碍浮标的垂直运动。

本发明基本上可以总结如下：本发明涉及一种水模型，具有用于测量电离辐射的、可定位在注满水的容器中的不同测量位置上的检测器，其中该水模型具有至少一个传感器，用于确定为了定位该检测器而设置的定位装置相对于水平面的取向，从而以很少的时间开销避免了测量过程中可能由于检测器相对于水平面的定位不准确性而产生的测量误差；该取向可以直接基于用至少两个距离传感器测量的相对于水平面的距离而确定，或者也可以间接基于分别用至少一个倾斜传感器测量的相对于重力的倾斜而确定。

Claims (27)

1.一种用于测量电离辐射的水模型(1)，具有

-可以注满水(2)的容器(3)，

-用于测量入射到水(2)中的辐射的检测器(5)，

-用于将检测器(5)定位在水(2)中的不同测量位置上的定位装置(4)，

-至少两个以预先确定方式相对于定位装置(4)空间设置的距离传感器(24-26，72，73)，用于基于通过距离传感器(24-26，72，73)确定的分别到水平面(23)的另一个位置(30-32)的距离(a-c)来确定定位装置(4)相对于水平面(23)的取向。

2.根据权利要求1所述的水模型(1)，包括共同构成一个三角形、尤其是直角三角形的三个距离传感器(24-26)，用于确定所述取向。

3.根据权利要求1或2所述的水模型(1)，其中，所述至少两个距离传感器(72，73)构造为用于机械地确定所述距离(c，a)。

4.根据权利要求1或2所述的水模型(1)，其中，所述至少两个距离传感器(24-26)构造为基于被水平面(23)反射的超声波的相应传播时间来确定所述距离(c，a)。

5.根据权利要求1或2所述的水模型(1)，其中，所述至少两个距离传感器构造为基于被水平面(23)反射的光、尤其是激光来确定所述距离。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的水模型(1)，其中，所述至少两个距离传感器(24-26，72，73)设置在所述容器(3)上，所述定位装置(4)以预定的相对位置设置在该容器上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的水模型(1)，其中，所述至少两个距离传感器(24，26)设置在所述定位装置上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的水模型(1)，其中，从所确定的距离(a-c)中可以确定所述定位装置(4)相对于水平面(23)的垂直位置。

9.一种用于测量电离辐射的水模型(1)，具有

-可以注满水(2)的容器(3)，

-用于测量入射到水(2)中的辐射的检测器(5)，

-用于将检测器(5)定位在水(2)中的不同测量位置上的定位装置(4)，

-至少一个以预先确定方式相对于定位装置(4)空间设置的倾斜传感器(42)，用于基于通过该至少一个倾斜传感器(42)分别测量的相对于重力方向的倾斜来确定定位装置(4)相对于水平面(23)的取向。

10.根据权利要求9所述的水模型(1)，具有两个相互之间成一个角度设置的倾斜传感器(42)，用于确定分别围绕一个倾斜轴(36，38)的倾斜。

11.根据权利要求10所述的水模型(1)，其中，所述两个倾斜轴这样设置，使得两个倾斜轴相互垂直。

12.根据权利要求10或11所述的水模型(1)，其中，所述至少一个倾斜传感器(42)具有至少部分浸入电导溶液的电极，用于基于该电极之间取决于该溶液的倾斜位置的电阻确定相应的倾斜。

13.根据权利要求10或11所述的水模型(1)，其中，所述至少一个倾斜传感器(42)具有至少部分被注入电导溶液或绝缘溶液的电容器，用于基于该电容器的取决于该溶液的倾斜位置的电容确定相应的倾斜。

14.根据权利要求10或11所述的水模型(1)，其中，所述至少一个倾斜传感器构造为微观结构的倾斜传感器形式，用于基于尤其是电容式确定的地震壳的倾斜位置确定相应的倾斜。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的水模型(1)，具有按照预先确定的相对于定位装置(4)空间设置的距离传感器(43)，用于基于通过该距离传感器(43)确定的到水平面(23)的一个位置(44)的距离(f)来确定定位装置(4)相对于水平面(23)的垂直位置。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的水模型(1)，具有用于显示所分别确定的取向的显示装置(45)。

17.根据权利要求1-8、15和16中任一项所述的水模型(1)，其中，至少一个显示装置(45)构造为显示所述定位装置(4)相对于水平面(23)的垂直位置。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的水模型(1)，具有至少一个取向装置(48，49，59，60)，用于根据所确定的取向将定位装置(4)相对于所述水平面(23)的取向对准已安排好的取向。

19.根据权利要求18所述的水模型(1)，其中，所述至少一个取向装置(48，49)构造为根据所确定的取向手动设置定位装置(4)的取向。

20.根据权利要求18所述的水模型(1)，其中，所述至少一个取向装置(59，60)分别构造为驱动装置的形式，用于自动设置定位装置(4)的取向。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的水模型(1)，其中，所述至少一个取向装置(59，60)构造为通过其相对于容器(3)的取向设置定位装置(4)的取向。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的水模型(1)，其中，所述至少一个取向装置(48，49)构造为通过所述容器(3)的取向设置定位装置(4)的取向，所述定位装置(4)以预定的相对位置设置在该容器上。

23.根据权利要求1-8、15和18-22中任一项所述的水模型(1)，其中，所述至少一个取向装置(48，49，59，60)构造为根据定位装置相对于水平面(23)的垂直位置设置定位装置(4)的取向。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的水模型(1)，具有控制单元，用于根据所述定位装置(4)的取向自动定位所述检测器(5)。

25.根据权利要求1-8、15和24中任一项所述的水模型(1)，其中，所述控制单元(71)构造为在自动定位时考虑所述定位装置(4)相对于水平面(23)的垂直位置。

26.根据权利要求1至25中任一项所述的水模型(1)，具有分析单元(80)，用于根据所述定位装置(4)的取向对测量后的辐射进行分析。

27.根据权利要求1-8、15和26中任一项所述的水模型(1)，其中，所述分析单元(80)构造为在分析时考虑所述定位装置(4)相对于水平面(23)的垂直位置。

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