CN207601323U - 一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置，所述扫描装置包括：三维运动导轨装置，设置于水箱的探测器置入面的上方，所述三维运动导轨装置包括第一导轨、第二导轨和第三导轨；夹紧模块，设置于所述三维运动导轨装置上，通过所述三维运动导轨装置的伺服电机驱动；探测器，被所述夹紧模块固定，并设置于水箱中，测定辐射剂量；磁栅尺，确保探测器精准到达预定工作位置；电磁限位开关限定夹紧模块在第一导轨、第二导轨和第三导轨上的最大位移。该扫描装置能够用于使探测器在多维度上的运动，从而在各个所需位置进行探测，得到所需测量数据，使得测试结果更加精准有效。

Description

一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置

技术领域

本实用新型涉及辐射探测设备领域，尤其涉及一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置。

背景技术

电离室是利用电离辐射的电离效应测量电离辐射的探测器，能够被用来探测在一个位置的辐射量。

在不同的应用场景下，电离室可以被设置或者被容纳在不同的装置中。

在针对放疗质控的高精度辐射场的测量方法中，将电离室置于水箱中，以前的仅凭借物理师用电离室剂量仪、胶片等普通设备通过复杂的操作来完成位置调整,将水箱或者电离室沿着射线束方向进行平移，也就是说只有单维的位置变化，无法获得准确的测试结果，测量位置有限，费时费力且准确性差。本实用新型的扫描装置在结构上可以实现三维方向精确的调节电离室与水箱的位置和方向。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置，结构上可以实现三维方向精确的调节电离室与水箱的位置和方向。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置，包括：三维运动导轨装置，夹紧模块，探测器，磁栅尺和电磁限位开关；

所述三维运动导轨装置设置于水箱的探测器置入面的上方，所述三维运动导轨装置包括第一导轨、第二导轨和第三导轨；所述第一导轨与所述第二导轨在平行所述探测器置入面的平面上垂直设置，所述第三导轨垂直所述探测器置入面设置；

所述夹紧模块设置于所述三维运动导轨装置上，通过所述三维运动导轨装置的伺服电机驱动，在所述第一导轨、第二导轨和第三导轨构成的立体空间内运动；所述夹紧模块在平行和垂直所述探测器置入面的平面上具有预设的可调整角度范围；

所述探测器被所述夹紧模块固定，并设置于水箱中，随所述夹紧模块的移动在所述水箱中相应移动，用于对通过水箱的射线入射面射入水箱中的射线进行检测，从而确定辐射剂量；其中，所述水箱的射线入射面垂直于所述探测器置入面；

所述磁栅尺与所述伺服电机相连接，通过所述伺服电机获得所述探测器的位移数据，并根据设定位移参数对所述伺服电机产生位移控制信号，用以控制所述伺服电机驱动所述夹紧模块带动所述探测器到达预定工作位置；

所述电磁限位开关分别设置于所述第一导轨、第二导轨和第三导轨上，用以限定所述夹紧模块在所述第一导轨、第二导轨和第三导轨上的最大位移。

优选的，所述扫描装置还包括推块；所述推块设置于与所述射线入射面相对的水箱侧壁的外表面，用于带动所述水箱在沿射线入射方向产生位移。

进一步优选的，所述扫描装置还包括定位档块；所述定位档块设置于沿射线入射方向的水箱两侧，用于限定所述水箱在沿射线入射方向的最大位移和最小位移。

优选的，所述高精度辐射场扫描装置与水箱配合的位置误差小于0.5mm。

优选的，所述可调整角度范围为±15°。

优选的，所述第一导轨、第二导轨和第三导轨之间的相互垂直度误差小于0.1°。

优选的，所述磁栅尺与外部的处理设备相接，将检测得到的所述探测器的位移数据发送给所述处理设备；

所述处理设备根据所述设定位移参数和所述位移数据确定修正位移数据，并转化为对所述伺服电机的位移控制信号，发送给所述伺服电机。

优选的，所述电磁限位开关在所述第一导轨、第二导轨和第三导轨上的设置位置可以调整，用以适配不同的水箱。

优选的，所述第二导轨为平行设置的两根子导轨，每个所述子导轨上具有一个第二滑动模块，两个所述第二滑动模块通过所述伺服电机驱动同步运动；所述第一导轨的两端分别架设在两个所述滑动模块上，所述第一导轨随所述第二滑动模块的运动相应移动；

所述第一导轨上具有一个由所述伺服电机驱动的第一滑动模块，所述第三导轨与所述第一导轨垂直相接于所述第一滑动模块；所述第三导轨随所述第一滑动模块的运动相应移动；

所述夹紧模块设置于所述第三导轨上，由所述伺服电机驱动，在所述第三导轨上运动。

本实用新型实施例提供的一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置，结构上实现三维运动装置与水箱的分离，能适配多种水箱，可调节限位开关根据实验要求确保水箱与探测器互不干扰，高效工作，磁栅尺实现全闭环控制，确保探测器精准到达指定位置。整个装置能够用于使探测器在多维度上的运动，从而在各个所需位置进行探测，得到所需测量数据，使得测试结果更加精准有效。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置的立体结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型实施例提供了一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置，图1为本实用新型实施例提供的一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置的立体结构示意图，结合图1所示，本实用新型实施例提供的一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置包括：三维运动导轨装置1、夹紧模块2、探测器3、磁栅尺4、电磁限位开关5、伺服电机6、推块7和挡块8。

三维运动导轨装置1，设置于水箱10的探测器置入面101的上方，包括第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13；第一导轨11与第二导轨12在平行探测器置入面101的平面上垂直设置，第三导轨13垂直探测器置入面101设置。

在本实用新型的具体实施例中，如图1所示，第二导轨12为平行设置的两根子导轨，每个子导轨上具有一个第二滑动模块(图中未示出)，两个第二滑动模块(图中未示出)通过伺服电机6驱动同步运动；

第一导轨11的两端分别架设在两个第二滑动模块(图中未示出)上，第一导轨11随第二滑动模块(图中未示出)的运动相应移动；

第一导轨11上具有一个由伺服电机6驱动的第一滑动模块(图中未示出)，第三导轨13与第一导轨垂直相接于第一滑动模块；第三导轨13随第一滑动模块的运动相应移动；

夹紧模块2设置于第三导轨13上，由伺服电机6驱动，在第三导轨13上运动。

第一导轨11，包括两个电磁限位开关51，限定第一滑动模块在第一导轨11上的最大位移。

第二导轨12，包括两个电磁限位开关52，限定第二滑动模块在第二导轨12上的最大位移。

第三导轨13，包括两个电磁限位开关53，限定夹紧模块2在第三导轨13上的最大位移。

通过电磁限位开关5，可以保证探测器3在三维方向正向或反向移动过程中不与水箱发生接触。

由此，夹紧模块2，通过连接在三维运动导轨装置1的伺服电机6驱动，在第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13构成的立体空间内运动。

为了保证位置移动的精度和准确性，第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13之间的相互垂直度误差小于0.1°。

此外，夹紧模块2在平行和垂直探测器置入面101的平面上具有适当的自由度，方便调节探测器3相对于第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13的位置角度。优选的，夹紧模块2与每个导轨间的可调整角度范围为±15°。探测器3，被夹紧模块2夹紧固定，并设置于水箱10中，夹紧模块2在伺服电机6驱动下带着探测器3在水箱10中移动，用于对通过水箱10的射线入射面102射入水箱10中的射线进行检测，从而确定辐射剂量；其中，水箱10的射线入射面102垂直于探测器置入面101。为保证测量精度，高精度辐射场扫描装置与水箱10配合的位置误差小于0.5mm。

制造上述适配多水箱10的高精度辐射场扫描装置的原材料，要轻便、防水、防腐蚀、并且可以在持久的射线照射下正常工作。

为了实现对位置调节的闭环控制，本实用新型的扫描装置还包括有磁栅尺4。磁栅尺4与伺服电机6通信连接，通过伺服电机6获得探测器3的位移数据，并根据设定的位移参数对伺服电机6产生位移控制信号，用以控制伺服电机6驱动第一滑动模块(图中未示出)、第二滑动模块(图中未示出)和夹紧模块2带动探测器3到达预定工作位置。

除了通过伺服电机6驱动带动探测器3在水箱中运动外，还可以直接改变水箱的位置获得变化的辐射场。

为此，本实用新型还提供了推块7和定位档块8。

推块7设置于与射线入射面102相对的水箱侧壁的外表面，通过推块7带动水箱10在沿射线入射方向产生位移。

定位档块8设置于沿射线入射方向的水箱两侧，用于限定水箱在沿射线入射方向的最大位移和最小位移。

通过推块7和定位档块8的设计，可以实现水箱在射线入射方向上的位移变化，从而改变探测器3所在的辐射场。

当利用高精度辐射场扫描装置测量过程如下。

第一，选择适当规格的水箱(小于等于450*450*450)，在推块7带动下将水箱沿着射线入射方向移动，当移动到所需要的位置的时候利用挡块8固定在某一个位置。

在具体的实验中，我们采用了300*300*300mm³、350*350*350mm³、450*450*450mm³三种规格的水箱，均可实现与本装置的良好适配。

第二，将探测器3移动至初始位置，初始位置可以根据需要进行设定。同时对磁栅尺4归零设置。

第三，计算机获取预定工作位置，根据预定工作位置生成相应的位移参数，并对伺服电机6产生第一位移控制信号，用以控制伺服电机6驱动第一滑动模块、第二滑动模块和夹紧模块2带动探测器3在第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13构成的立体空间内运动，到达第一位置；

第四，通过与计算机连接读取磁栅尺4的数值，根据预定工作位置，确定与预定工作位置之间的位移差，并产生第二位移控制信号，用以控制伺服电机6驱动第一滑动模块、第二滑动模块和夹紧模块2带动探测器3在第一导轨11、第二导轨12和第三导轨13构成的立体空间内进行位置微调，从而到达预定工作位置。本步骤可以循环执行多次，直到满足精确度要求为止。

本实用新型实施例提供的一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置，结构上实现三维运动装置与水箱的分离，能适配多种水箱，可调节限位开关根据实验要求确保水箱与探测器互不干扰，高效工作，磁栅尺实现全闭环控制，确保探测器精准到达指定位置。整个装置能够用于使探测器在多维度上的运动，从而在各个所需位置进行探测，得到所需测量数据，使得测试结果更加精准有效。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种与多水箱适配的高精度辐射场扫描装置，其特征在于，所述扫描装置包括：三维运动导轨装置，夹紧模块，探测器，磁栅尺和电磁限位开关；

所述三维运动导轨装置设置于水箱的探测器置入面的上方，所述三维运动导轨装置包括第一导轨、第二导轨和第三导轨；所述第一导轨与所述第二导轨在平行所述探测器置入面的平面上垂直设置，所述第三导轨垂直所述探测器置入面设置；

所述夹紧模块设置于所述三维运动导轨装置上，通过所述三维运动导轨装置的伺服电机驱动，在所述第一导轨、第二导轨和第三导轨构成的立体空间内运动；所述夹紧模块在平行和垂直所述探测器置入面的平面上具有预设的可调整角度范围；

所述探测器被所述夹紧模块固定，并设置于水箱中，随所述夹紧模块的移动在所述水箱中相应移动，用于对通过水箱的射线入射面射入水箱中的射线进行检测，从而确定辐射剂量；其中，所述水箱的射线入射面垂直于所述探测器置入面；

所述磁栅尺与所述伺服电机相连接，通过所述伺服电机获得所述探测器的位移数据，并根据设定位移参数对所述伺服电机产生位移控制信号，用以控制所述伺服电机驱动所述夹紧模块带动所述探测器到达预定工作位置；

所述电磁限位开关分别设置于所述第一导轨、第二导轨和第三导轨上，用以限定所述夹紧模块在所述第一导轨、第二导轨和第三导轨上的最大位移。

2.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述扫描装置还包括推块；

所述推块设置于与所述射线入射面相对的水箱侧壁的外表面，用于带动所述水箱在沿射线入射方向产生位移。

3.根据权利要求2所述的扫描装置，其特征在于，所述扫描装置还包括定位档块；

所述定位档块设置于沿射线入射方向的水箱两侧，用于限定所述水箱在沿射线入射方向的最大位移和最小位移。

4.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述高精度辐射场扫描装置与水箱配合的位置误差小于0.5mm。

5.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述可调整角度范围为±15°。

6.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述第一导轨、第二导轨和第三导轨之间的相互垂直度误差小于0.1°。

7.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述磁栅尺与外部的处理设备相接，将检测得到的所述探测器的位移数据发送给所述处理设备；

所述处理设备根据所述设定位移参数和所述位移数据确定修正位移数据，并转化为对所述伺服电机的位移控制信号，发送给所述伺服电机。

8.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述电磁限位开关在所述第一导轨、第二导轨和第三导轨上的设置位置可以调整，用以适配不同的水箱。

9.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述第二导轨为平行设置的两根子导轨，每个所述子导轨上具有一个第二滑动模块，两个所述第二滑动模块通过所述伺服电机驱动同步运动；所述第一导轨的两端分别架设在两个所述滑动模块上，所述第一导轨随所述第二滑动模块的运动相应移动；

所述第一导轨上具有一个由所述伺服电机驱动的第一滑动模块，所述第三导轨与所述第一导轨垂直相接于所述第一滑动模块；所述第三导轨随所述第一滑动模块的运动相应移动；

所述夹紧模块设置于所述第三导轨上，由所述伺服电机驱动，在所述第三导轨上运动。