CN209215588U - 剂量检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种剂量检测系统，包括穿透电离室和电离室放大器，其中：穿透电离室内设置有电场，电场内设置有激励电流板；电离室放大器的信号输入端与激励电流板的信号输出端信号连接，激励电流板输出的电流经电离室放大器的放大后输出放大信号，以通过信号显示装置显示。本实用新型实施例的有益效果为：有X射线穿过穿透电离室时，穿透电离室腔体内的气体分子被电离，产生正离子和电子，在电场的作用下，产生微弱的电流信号，它的大小与X射线的强度成正比。将该信号送到前置放大器进行处理就可以测出X射线的强度即剂量率的大小，工作可靠，数据检测准确。

Description

剂量检测系统

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，具体涉及一种剂量检测系统。

背景技术

测量人员在核爆炸时所受早期核辐射(γ射线与中子)和剩余核辐射(γ射线)剂量的监测器材。分为直读式与非直读式两种。直读式剂量仪，通常供分队使用，亦称战术剂量仪。根据其读数可估计邻近范围内人员受辐射剂量，为判断部队战斗力提供依据。常见的直读式剂量仪，一般包括剂量笔和充电箱两部分(见图)。剂量笔主要由微型电离室、石英丝静电计和放大镜组成，其工作原理是在电离辐射作用下，电离室放电，导致石英丝沿刻度分划偏移，即可从放大镜中读出剂量。直读式真空室剂量仪，是利用真空室壁中产生二次电子发射而引起放电的原理制成的，适于测量早期核辐射强脉冲剂量。非直读式剂量仪，亦称为卫勤(医疗)剂量仪。由探测器和读数器组成，根据探测器在读数器上的读数，判断个人的急性放射损伤程度，适时对伤员分类与采取相应措施。简便的非直读式剂量仪，也可起到战术剂量仪的作用。常见的非直读式剂量仪有：利用辐射光致发光原理制成的萤光玻璃剂量仪，利用储能磷光体热释光原理制成的热释光剂量仪，利用辐射化学反应变色原理制成的化学剂量仪。此外，还有利用极间电导性能变化来测量中子剂量的硅二极管中子剂量仪。

上述的剂量仪，工作可靠性低、数据监测准确性差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种剂量检测系统，用以解决现有工作可靠性低、数据监测准确性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种剂量检测系统，包括穿透电离室和电离室放大器，其中：

所述穿透电离室内设置有电场，所述电场内设置有激励电流板；

所述电离室放大器的信号输入端与所述激励电流板的信号输出端信号连接，所述激励电流板输出的电流经所述电离室放大器的放大后输出放大信号，以通过信号显示装置显示。

可选的，所述信号显示装置为滤波器。

可选的，所述激励电流板的布置方向与所述电场的方向垂直。

可选的，所述电离室放大器包括前置放大器和前置放大器电源，其中：

所述前置放大器电源具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端电连接至形成所述电场的电极，所述第二输出端电性连接至所述前置放大器；

所述前置放大器的信号输入端与所述激励电流板的信号输出端电性连接，所述前置放大器设置有信号输出端口。

可选的，所述穿透电离室接地。

可选的，所述穿透电离室的形状为圆柱状、棱柱状或板状。

可选的，所述前置放大器包括依次电性连接的弱电流放大器、信号放大电路、采样保持电路、电压/电流转换器、电压/频率转换器。。

本实用新型实施例具有如下优点：

有X射线穿过穿透电离室时，穿透电离室腔体内的气体分子被电离，产生正离子和电子，在电场的作用下，产生微弱的电流信号(10^-8A)，它的大小与X射线的强度成正比。将该信号送到前置放大器进行处理就可以测出X射线的强度即剂量率的大小，工作可靠，数据检测准确。

附图说明

图1为剂量检测系统一实施例的工作原理图；

图2为前置放大器电源一实施例的电路图；

图3为V/F转换和表头驱动电路一实施例的电路图；

图4为单脉冲剂量信号产生电路一实施例的电路图。

图中：

100、穿透电离室；200、前置放大器；300、前置放大器电源；400、激励电流板。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型一实施例公开了一种剂量检测系统，参照图1和图2，其包括穿透电离室100和电离室放大器，其中：

穿透电离室100内设置有电场，电场内设置有激励电流板400；

电离室放大器的信号输入端与激励电流板400的信号输出端信号连接，激励电流板400输出的电流经电离室放大器的放大后输出放大信号，以通过信号显示装置显示。

有X射线穿过穿透电离室100时，穿透电离室100腔体内的气体分子被电离，产生正离子和电子，在电场的作用下，正离子和负离子分别撞击到一个激励电流板400上，两个激励电流板400通过导线电性连接，则，该导线上会产生微弱的电流信号(10^-8A)，它的大小与X射线的强度成正比。将该信号送到前置放大器200进行处理就可以测出X射线的强度即剂量率的大小，工作可靠，数据检测准确。

上述的信号显示装置为滤波器。另外，上述的信号可以直接输出至滤波器，也可以先输入至PLC控制器或其他控制器件后再输出至滤波器，具体采用哪种输出方式，根据实际需要进行确定。

另外，为了保证激励电流最大化，激励电流板400的布置方向与电场的方向垂直。从而提高了剂量检测系统的灵敏性。

发明人通过：电离室放大器包括前置放大器200和前置放大器电源300，其中：

前置放大器电源300具有第一输出端和第二输出端，第一输出端电连接至形成电场的电极，第二输出端电性连接至前置放大器200，通常形成电场所需电压较高，此时第一输出端应当输出较高电压(如-400V)，前置放大器200工作所需电压较低，对应地，第二输出端应当输出交底电压(如±15V)即可；

前置放大器200的信号输入端与激励电流板400的信号输出端电性连接，以接收激励电流板400上产生的上述的微弱的电流信号，前置放大器200设置有信号输出端口，经前置放大器200对上述的微弱的电流信号处理后通过信号输出端口进行输出。

另外，通过将穿透电离室100接地，以保证穿透电离室100及其周边的用电安全。

穿透电离室100通常安装在钨屏蔽准直器的出口位置，目前加速器系统使用的穿透电离室100的形状主要有主要有圆柱状、棱柱状或板状三种，其中圆柱状和棱柱状的穿透电离室100通常用于加速器输出X射线为窄缝束流的剂量检测系统，而板状则用于加速器输出X射线为宽束的剂量检测系统。

前置放大器200的一种结构为：其包括依次电性连接的弱电流放大器、信号放大电路、采样保持电路、电压/电流转换器、电压/频率转换器。励磁电流板上产生的上述微弱电流信号送到前置放大器200，经弱电流放大器得到电压信号，再分别送到信号放大电路及采样保持电路，电压/电流(V/I)转换器和电压/频率(V/F)转换器，最终分别得到频率与剂量率成正比的脉冲信号、与剂量率成正比的电压或电流信号、脉冲幅值与单脉冲剂量成比例的电压脉冲信号。由电离室前置放大器200输出的脉冲信号送到PLC或其它控制器件，通过触摸屏显示剂量率。

前置放大器电源300为穿透电离室100提供-400V高压电源，并为放大电路提供±15V电源。交流220V通过A1(HND5-15-N)后得到±15V电压，再经过A2(HD20)后得到-400V高压，芯片N1(LM111)比较器用于检测-400V高压是否正常工作，检测结果F400反馈给PLC或其它控制器，当-400V高压不正常时，系统报-400V高压故障。

前置放大器200又可分两个部分，一是电离室信号V/F转换和表头驱动电路，参照图3，二是单脉冲剂量信号产生电路，参照图4。

另外，由于不同类型加速器的能量和剂量率差异，且选取的电离室也有所不同，故电离室产生的电流脉动信号幅值差异也很大。因此介于N2的2、6脚间的反馈RC也应根据不同的情况相应变动，基本原则是电离室信号越强R越小C越大，信号越弱R越大C越小。见图3，跳线组XP2～XP4根据上述原则选取。

由于N2:6输出信号仍为脉动信号，我们需要保证幅值的前提下尽量“平滑”信号，故C11取值较小，较短时间充到相对较高的电压值，R12阻值较大，缓慢放电，让C11压降变慢，在经N3放大后送到N4、N13输入级前时，就可以看作是直流电平了。N4为AD654，在V/F转换后，频率信号“PLCP”送至PLC或其它控制器。本部分还保留了模拟表头驱动电路，N13为一级放大，需要注意的是，若后面接50uA表头则拔出XP1，若接5V表头则插入XP1。

另外，参见图4的单脉冲剂量信号产生电路，这部分电路原理与前面介绍AFC信号处理一样，不同之处在于位于N7前的放大电路及N7后的电路。AFC电路将这级放大电路放到N7之后，由N6、N7构成微分、积分电路和N8～N10构成的自采样脉冲电路都保持一致。N11是一款单片采样保持放大器，其原理与AD783类似，该部分电路输出信号是与单脉冲剂量成比例的电压脉冲信号。通过电离室放大盒外的BNC口输出，此信号可使用示波器进行观测，是用于检测加速器运行状态的重要依据。同时，单脉冲剂量信号通常也作为探测器系统的校正信号输入使用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种剂量检测系统，其特征在于，包括穿透电离室和电离室放大器，其中：

所述穿透电离室内设置有电场，所述电场内设置有激励电流板；

所述电离室放大器的信号输入端与所述激励电流板的信号输出端信号连接，所述激励电流板输出的电流经所述电离室放大器的放大后输出放大信号，以通过信号显示装置显示。

2.根据权利要求1所述的剂量检测系统，其特征在于，所述信号显示装置为滤波器。

3.根据权利要求2所述的剂量检测系统，其特征在于，所述激励电流板的布置方向与所述电场的方向垂直。

4.根据权利要求1、2或3所述的剂量检测系统，其特征在于，所述电离室放大器包括前置放大器和前置放大器电源，其中：

所述前置放大器电源具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端电连接至形成所述电场的电极，所述第二输出端电性连接至所述前置放大器；

所述前置放大器的信号输入端与所述激励电流板的信号输出端电性连接，所述前置放大器设置有信号输出端口。

5.根据权利要求4所述的剂量检测系统，其特征在于，所述穿透电离室接地。

6.根据权利要求4所述的剂量检测系统，其特征在于，所述穿透电离室的形状为圆柱状、棱柱状或板状。

7.根据权利要求4所述的剂量检测系统，其特征在于，所述前置放大器包括依次电性连接的弱电流放大器、信号放大电路、采样保持电路、电压/电流转换器、电压/频率转换器。