CN201757787U - 基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可以用于稀土产品放射性监测的仪器，该仪器包括复合探测器、信号调理整形模块、铅室、多道数据采集分析模块、计算机数据分析管理模块和低功耗电源管理等模块，其中复合探测器部分是由测α、β总量探测器和测γ能谱探测器组合成为一体。所述的复合探测器与信号调理整形模块和多道分析模块相连接；所述的微处理器分别与多道数据采集分析模块和人机接口模块相连接；所述的数据采集和处理单元通过USB接口与计算机相连。该仪器在稀土行业的放射性检测方面有着广阔的应用前景，具有结构简单合理、性价比高、功耗低、功能强大、使用方便等优点。

Description

基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪 

技术领域

本实用新型涉及一种基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，该仪器涉及一种可实现稀土产品中α、β总量和镭、铀、钍、钾、稀土本身放射性含量检测及其活度分析的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪。 

背景技术

稀土是宝贵的战略资源，有“工业味精”、“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。经过近60年的科技攻关和发展建设，我国的稀土产业发展成就显著，已成为全球最大的稀土资源、生产、应用和出口国。 

由于稀土原料产地的不同，样品纯度的高低，稀土深加工工艺上的差别，使稀土产品中混入的放射性核素种类也各不相同，因此，稀土产品的放射性检测显得尤为重要。当前稀土产品的放射性检测一般都需要经过几个不同的仪器进行测量，才能确定该产品是否合格。这样不便于现场操作，从某种程度上讲，也不便于提高工作效率。另外，目前的γ能谱仪也难以给出稀土本身放射性元素的放射性。这也不便为不合格产品后续加工的工艺设计提供依据。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足的要求，提供一种基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，该仪器通过一次测量得出的谱线具有如下信息：总α、总β、镭、铀、钍、钾以及稀土本身元素的放射性含量。通过仪器给出的信息，首先可以根据总α+总β是否小于1Bq/g，判断所测样品是否符合要求；其次是通过不合格样品的谱线，以确定所测样品中的放射性核素种类和含量；另外测量谱线，还可以给出稀土本身放射性元素的放射性含量及核素种类。 

基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪针对目前稀土产品出口市场的要求：α总+总β＜1Bq/g。将测量总α+总β、γ能谱及稀土元素本身放射性的功能复合到一体，构成一个既可甄别稀土产品的放射性是否符合要求，又 可为不符合要求的稀土产品提供其中的放射性核素的种类和含量，为不合格产品后续加工的工艺设计提供依据。并且该仪器还具有结构合理、功耗低、使用方便等的优点。 

为了达到上述发明目的，采用的技术方案是一种基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：包括复合探测器、信号调理整形模块、铅室、多道数据采集分析模块、低功耗电源管理模块和人机接口模块；所述复合探测器由NaI晶体、塑料闪烁体和光电倍增管相连组成；所述的复合探测器与信号调理整形模块相连；所述的复合探测器与信号调理整形模块放在铅室里；所述的复合探测器经信号调理整形模块与多道数据采集分析模块相连接；所述的微处理器分别与多道数据采集分析模块和人机接口模块相连接；微处理器通过USB接口与计算机进行相连。 

按照本实用新型提供的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述的复合探测器是将NaI晶体、塑料闪烁体、光电倍增管和样品盒这几个部分用根中心轴相连。 

按照本实用新型提供的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述的复合探测器结构分为上下两部分，其中上半部分由NaI探测器与信号调理整形模块组成，而且信号调理整形模块位于探测器最上方；下半部分是样品盒与探测α、β射线的闪烁探测器，并且样品盒在上方。 

按照本实用新型提供的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述的结构中，复合探测器上半部分的NaI探测器、信号调理整形模块和中心轴是固定在一起的，不能活动；复合探测器下半部分的样品盒与探测α、β射线的闪烁探测器固定在一起；复合探测器的整个下半部分是活动的，可以自由拆卸。 

按照本实用新型提供的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述的仪器有两个探头组合成一个复合探头，多道数据采集分析模块只有一个。 

按照本实用新型提供的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述仪器的多道数据采集分析模块、低功耗电源管理模块及人机接口模块构成的机身在铅室外，通过通讯电缆线与复合探测器相连。 

通过上面的叙述可以看出，本实用新型具有以下优点：在结构设计上，采用复合探头，方便现场操作和维护；在系统设计上，采用高灵敏度的NaI晶体和塑料闪烁体；在系统功能上，该仪器通过一次测量，就可以给出α、β的总量、镭、铀、钍、钾以及稀土本身放射性元素的含量；在系统性能上，采用低功耗电源设计方案，并使用最新的OLED显示技术；该仪器留有USB接口，方便与计算机的后台数据库相连接，以便数据的二次分析。 

附图说明

图1为本实用新型提供的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪的模块连接原理图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述： 

图1为本实用新型提供的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪的模块连接原理图。如图中所示，基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：包括复合探测器、信号调理整形模块、铅室、多道脉冲幅度分析器、多道数据采集分析模块、低功耗电源管理模块和人机接口模块；所述复合探测器由高灵敏度的NaI晶体、塑料闪烁体、光电倍增管和样品盒相连组成；所述的复合探测器与信号调理整形模块相连，并且放在铅室内；所述的多道数据采集分析模块通过通讯电缆与信号调理整形模块和复合探测器相连；所述微处理器分别与多道数据采集分析模块、人机接口和USB接口模块相连；所述复合探测器，外面包裹有磁屏蔽材料。所述基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪采用金金属外壳。 

使用时，通过复合探测器探测α、β、γ与物质作用发生的电磁辐射而产生电信号的强度，通过多道数据采集分析模块确定α、β、γ放射性有无异常；并且给出α、β的总量值、镭、铀、钍、钾以及稀土本身放射性元素的含量， 达到对稀土出口产品是否符合要求的筛检。同时该仪器通过一次测量也可以给出不合格稀土产品中放射性元素的含量，为不合格稀土产品返工设计工艺流程提供方便和依据。 

在电路功能上主要完成放射性测量和谱数据分析。在放射性测量方面，由于各种射线与物质发生作用时会发生电磁辐射，通过复合探测器把这个电磁辐射转换成微弱的电讯号。然后通过后续电路，对这个微弱的电讯号进行整形放大，使之成为一个电脉冲信号后进入多道数据采集分析模块。通过控制电路控制多道脉冲幅度分析模块进行工作，把不同幅度的模拟信号转换成对应的数字信号，这个数字代表一个道地址，以道地址作为存储器的地址码记录脉冲数，各道地址的记数就可以把脉冲幅度的分布情况表现出来。而幅度信号大小为各元素辐射能量不同的表现，相应道址的计数代表相应能量的辐射强度。多道数据进入微处理器后，可以通过软件调用，对数据进行分析处理，数据保存及输出等。在谱数据分析方面，镭、铀、钍、钾按照常规的方法进行处理，需要特殊处理的是总α、总β和稀土本身放射性元素的谱线处理。这里的总α、总β数据没有按照其幅度的大小来确定道址，而是事先给定了道址，该道址是γ谱中没有使用的道址。另外，与γ谱道址有冲突的稀土本身放射性元素，也作了相同的处理。 

在物理结构上，采用复合探头，将原本需要2到3次的测量，变成一次测量就可以完成；为了避免环境因素的影响，采用在铅室中测量的方式，可以提高测量数据的真实性和准确性；为了避光、避磁、避电场等的要求，探头结构采用金属外壳；同时，为了满足现场长时间连续性工作的需求，在系统设计上采用低功耗电源管理方案。 

对复合探测器的灵敏度主要取决与核辐射探测器，为了满足现场工作灵敏的要求，通常选用尺寸比较大的NaI晶体和塑料闪烁体；同时，该探测器受环境因素影响比较大，在结构设计上，采用在铅室内测量，同时结构上还考虑到避光、避磁的设计；考虑到复合探测器在工作时样品更换的方便，结构设计中将样品盒与闪烁体探测器组合成暗盒，更换样品时，只要更换暗盒即可；并且 暗盒是可以密封的，因此可以直接用暗盒进行封样；考虑温度影响时，在采取隔温设计的同时，在电路上采用了温度补偿设计，同时采用硬件和软件相结合的稳谱技术，消除温度以及其它因素对复合探测器的影响。该基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪既可在现场进行数据的初步分析处理，还可通过USB接口把测量数据信息传递给计算机，由计算机对数据进一步进行分析处理。 

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域普通技术人员在所附权利要求的范围内不需要创作性劳动就能作出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。 

Claims (6)

1.基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪的特征在于：包括复合探测器、信号调理整形模块、铅室、多道数据采集分析模块、低功耗电源管理模块和人机接口模块；所述复合探测器由NaI晶体、塑料闪烁体和光电倍增管相连组成；所述的复合探测器与信号调理整形模块相连；所述的复合探测器与信号调理整形模块放在铅室里；所述的复合探测器经信号调理整形模块与多道数据采集分析模块相连接；所述的微处理器分别与多道数据采集分析模块和人机接口模块相连接；微处理器通过USB接口与计算机进行相连。

2.根据权利要求1所述的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述的复合探测器是将NaI晶体、塑料闪烁体、光电倍增管和样品盒这几个部分用一根中心轴相连。

3.根据权利要求1所述的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述的复合探测器结构分为上下两部分，其中上半部分由NaI探测器与信号调理整形模块组成，而且信号调理整形模块位于探测器最上方；下半部分是样品盒与探测α、β射线的闪烁探测器，并且样品盒在上方。

4.根据权利要求1所述的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述的结构中，复合探测器上半部分的NaI探测器、信号调理整形模块和中心轴是固定在一起的，不能活动；复合探测器下半部分的样品盒与探测α、β射线的闪烁探测器固定在一起；复合探测器的整个下半部分是活动的，可以自由拆卸。

5.根据权利要求1所述的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述的仪器有两个探头组合成一个复合探头，多道数据采集分析模块只有一个。

6.根据权利要求1所述的基于复合探测器多功能的稀土产品放射性检测仪，其特征在于：所述仪器的多道数据采集分析模块、低功耗电源管理模块及人机接口模块构成的机身在铅室外，通过通讯电缆线与复合探测器相连。