CN2093403U

CN2093403U - 计数式射线剂量仪

Info

Publication number: CN2093403U
Application number: CN 91215469
Authority: CN
Inventors: 陈祝年
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-01-15

Abstract

一种计数式射线剂量仪，用于对环境射线剂量的安全监护，包括直流稳压电源1、全量程表针直读式部件2和低剂量定时间隔时间数字显示部件3，并配以脉冲数对应剂量曲线4。本实用新型由于对低剂量射线进行时间间隔计数，因而成功地解决了从 0-10μSu/h范围内小剂量射线的测定问题，这在定量化剂量仪方面是一个创新。

Description

本实用新型涉及一种射线剂量测定装置的改进，具体地说，是一种可以测定小剂量X射线和γ射线的环境监测装置。

射线剂量仪是测定工作环境中射线对人体所受到剂量数值的仪器，用途十分广泛。例如，制造锅炉压力容器时，人们应用X射线及γ射线检查焊缝及其它机械部件，就必须使用射线剂量仪进行环境监测，以便采取措施，避免人体受到超剂量射线的伤害。目前常见的射线剂量仪有三类。第一类是直读式剂量仪，能直接定量地测定剂量率。较常见的有Victoreen400及410型，测量范围为10－1000mR／h（毫伦／小时）。Mini－rad为另一种较新型的剂量仪，它将全部量程1000μSv／h（微希沃特／小时，10μSv／h＝1mR／h）压缩在一条刻度中，其刻度呈指数式，小剂量范围在刻度前端，刻度较宽，易于读出，而大剂量范围则压缩在刻度末段，例如刻度上100μSv／h在刻度的3／4处，10μSv／h在接近1／2刻度处，1μSv／h在1／7刻度处。该仪器符合英国1985年电离射线法规的要求。上述各种射线剂量仪都是采用GM（盖一缪）计数管为敏感元件，并都以Cs137（铯137）标准射线源校正，其存在问题是GM计数管测量时读数有较大离散性，小剂量时仪表指针偏摆范围较大不易读出准确读数，剂量更小时则仅见到仪表指针的摆动而无法读数。第二类射线剂量仪是非定量式的报警器，如Primalla型双程个人射线报警器，第一量程在10μSv／h时，每分钟发二次叫声，第二量程在10μSv／h时，每分钟发60次叫声。VictoreenVIP个人报警可预设累积剂量，从3－990mR都可设定剂量，达到预设值即会报警。另一种较为定量的剂量监测仪器是电离式剂量笔，如stephensQF－200及QF－500，它们测定的累积剂量为0－200mR和0－500mR，上述各种非定量化仪器，也有用数字式的报警器，但此类仪器往往不能定量地测出个人所接受的剂量，而且，误差也较大。特别是电离式剂量笔，因易于漏电而造成错误的读数，以致目前已很少被使用。第三类射线剂量仪是GM计数器，属于定量化测定仪器，它在一定时间间隔内记录GM管受射线作用后产生的电离脉冲数量，可较精确地测定小剂量的电离辐射。但是，仪器必须事先经标准射线源校准，且此类仪器一般体积较大，大都用于实验室场合，如二进制的64定标器或10进位的通用定标器。而在无损检测现场一般都不采用此类射线剂量仪。

本实用新型的目的是提供一种在全量程范围内能准确读出的射线剂量仪，特别可用来定量测定小剂量的散射线X射线和γ射线。

本实用新型是这样实施的：采用GM计数管作为射线剂量探测敏感元件，对其电离电脉冲进行计数，分成两个量程0－100μSv／h和0－1000μSv／h，以直读式表头指示，对于低剂量由定时间隔时间计数并由液晶显示。根据计数脉冲数从校正曲线上查出射线剂量数值，校正曲线上各点剂量数值相应的脉冲数已扣除GM计数管的本底数。由上所述，本实用新型包括稳压电源、全量程表针直读式部件和低剂量定时间隔时间数字显示部件以及射线剂量校正曲线。其中全量程表头直读式部件采用已有惯用程式设计，即由计数管高压电源、计数管负载、GM计数管、脉冲整形单元、放大单元、声响单元、满刻度脉宽调节单元和表头指示单元顺次以电路联结构成，它提供前述两个测量量程射线剂量的检测。

本实用新型的优点是：1、射线剂量在10μSv／h以上时可由仪表定量地直接读出剂量率；2、射线剂量低于10μSv／h时，可从计数显示读出每分钟GM管产生的电离脉冲数，从校正曲线上读出剂量率；3、结构简单，易于生产，使用方便；4、本实用新型有广阔的实用性，特别适用于小剂量X射线和γ射线的环境监测。

本实用新型由以下附图加以实施。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的低剂量测定结构示意图。

图3是本实用新型的剂量曲线校正示意图表。

图4是本实用新型的低剂量数值与脉冲计数的对应关系表。

下面根据图1～4给出本实用新型一个较好实施例。我们将通过对该实施例的详细叙述，进一步提供本实用新型的技术细节。

从图1可见，本实用新型包括稳压电源1、全量程表针直读式部件2和低剂量定时间隔时间数字显示部件3。其中，稳压电源1包括运算放大器IC1、由电阻R1和电位器RV1构成的分压器和由热敏电阻Rt1与二极管D1构成的反馈回路以及选择开关K1，它将＋6V的直流电源稳压成＋4V电源，向本实施例的部件2和部件3供电。另外，全量程表针直读式部件2包括由三极管BG21、整流二极管D211～D212、升压变压器T21、电容C211～213、电位器RV21和电阻R211～R212构成的高频高压电源21（将＋4V的电源转化成＋400V左右的高压电源）、由相并联的电阻R22和电容C22构成的计数管负载22、计数管23、由三极管BG24、稳压管DW24、保护二极管D241～D242和电阻R241～R244构成的整形单元24、由三极管BG25和电阻R251～R253构成的脉冲放大单元25、由达林顿连接的三极管BG261～BG262、电阻R261和蜂鸣器BZ261构成声响单元26、由时基集成电路IC271、定时电阻R271～272、定时电位器RV271～RV272、定时电容C271和选择开关K271构成的量程脉宽单元27和由积分电阻R281、积分电容C281、保护电阻R282与表头A281构成的量程指示单元28，它们顺次以电路相联结，声响单元26与量程脉宽单元27成并列分支，量程指示单元28为量程脉宽单元27的后接单元，分别调节定时电位器RV271和RV272，并拨动选择开关K271置于相对应量程位置：0－100μSv／h和0－1000μSv／h，调节输出脉冲宽度使符合指针偏转灵敏度的要求。由于低剂量时，上述二量程只能观察到表头指针摆动，不能读出其数值，故本实用新型自脉冲放大单元25向低剂量定时间隔时间数字显示部件3输出计数脉冲。从图2可见，低剂量定时间隔时间数字显示部件3包括：时间间隔定时单元31、启停控制单元32、计数单元33、显示单元34和总清单元35。本实施例中，时间间隔定时分四档：tu＝120分、60分、30分和15分。时间间隔定时单元31包括由十四级二进制计数／分频／振荡器IC311及其外接阻容元件R311、R312、RV311、C311构成的定时器、选择开关K312、与IC311的第10级输出端Q10相连接以构成第11级输出Q11的二分频器和IC311的R端控制非门IC314。该二分频器是由于IC311采用集成电路5G4060，而它没有Q11级输出，为了配合本实施例中的间隔时间的设定而配置的，它由非门IC312将IC311的Q10端输出脉冲倒相，去触发由D触发器IC313构成的二分频触发器。仔细调节电位器RV311，使IC311的输出端Q12、Q13和Q14分别输出30分钟、60分钟和120分钟的间隔定时脉冲，以及由IC313的输出端Q11输出15分钟的间隔定时脉冲；IC311的起始工作受总清单元35控制，由非门IC314连结总清单元35和IC311的R端；IC311计时工作终止时输出上述的间隔定时脉冲，由选择开关K312馈入启停控制单元32。该启停控制单元32受总清单元35控制，向计数单元33提供允许计数电平信号；受时间间隔定时单元31的间隔定时脉冲触发而翻转，向计数单元33提供关闭计数电平信号。本实施例的启停控制单元32由接收间隔定时脉冲的非门IC322与D触发器IC321顺次以电路连接构成2分频器。计数单元33直接驱动显示单元34，当计数单元35被总清单元35清零后，显示单元34的显示内容也被清零，随之，接收启停控制单元32提供允许计数的开门电平信号，对由全量程表针直读式部件2送来的射线剂量计数脉冲进行计数，直至IC311发出间隔定时脉冲，使启停控制单元32翻转，从而向计数单元33提供停止计数的关门电平信号，计数单元33停止计数，并保留在间隔定时时间内的计数值，由显示单元34显示。本实施例的计时单元33由计数集成电路IC33构成，取用一块4 1/2 的十进制计数器5G7224，显示单元34由LED34构成，采用4N07液晶显示器。本实施例的总清单35由揿钮开关K35、电阻R35和电容C35构成，电阻R35和电容C35组成积分电路单元，它们的公共接点与揿钮开关K35相连接，用以去除由于揿钮开关K35抖动而引起的毛刺，避免不应有的“总清”信号。

最后，再介绍仪器剂量的校正和刻度的绘制。本实用新型用Cs137（铯137）标准射线源校正，本实施例采用美国JL SHPHERD and ASSOCIATES公司生产的Series 28／ci Cs137标准射线源校正。a）按照Cs137半衰期为30年计算出该射线源的当前强度，并采用射线源强度与距离成平方反比的关系，按照不同距离求得不同的剂量强度校正点。b）选取两支数值较接近的计数管，取其平均值绘制表面刻度，如图3所示，绘制刻度时以振荡器输入各刻度值时的脉冲数，并以频率计观察，这样就能绘制出各刻度值时表针所指的准确位置，最后在绘制表面时，还应按刻度的变化规律进行少量修正。c）每分钟脉冲数与其剂量的关系曲线的制作，首先在测定现场测出环境中的本底读数，本实施例在测定时，其环境中的本底读数为24（平均值），1－10μSv／h各点测定值的脉冲数为：

μSv／h： 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、扣除本底后的脉冲数：45、79、112、160、175、227、170、306、347、397按上述对应数据画出曲线（直线），如图4所示的脉冲数对应剂量曲线4。

Claims

1、一种计数式射线剂量仪，包括直流稳压电源1和全量程表针直读式部件2，其特征在于还有一个与该部件2成电路联结，以接收其输出的射线计数脉冲的低剂量定时间隔时间数字显示部件3，并配有脉冲数对应剂量曲线4。

2、根据权利要求1所述剂量仪，其特征在于所说的低剂量定时间隔数字显示部件3包括接收来自全量程表针直读式指针部件2的计数脉冲的计数单元33、受计数单元33驱动的显示单元34、向计数单元33进行计数控制的启停控制单元32、控制启停控制单元32状态的时间间隔定时单元31和对上述各单元进行复位的总清单元35。

3、根据权利要求2所述剂量仪，其特征在于所说的时间间隔定时单元31包括由14级二进制计数／分频／振荡器IC311及其外接阻容元件R311、R312、RV311和C311构成的定时器、与IC3111的Q10端相连接由非门IC312、D触发器IC313顺次以电路连接，构成Q11输出的二分频器、分别与IC311的Q12、Q13、Q14和IC313的Q11端相连接的选择开关K312，及与IC311的R端与总清单元35成电路连接的非门IC314。

4、根据权利要求2所述的剂量仪，其特征在于所说的启停控制单元32是一个由非门IC322与D触发器IC321成电路连接构成的二分频器。

5、根据权利要求2所述的剂量仪，其特征在于所说的计数单元33是由一块4 1/2 十进制计数器IC33构成。

6、根据权利要求2所述的剂量仪，其特征在于所说的显示单元34是由晶液显示器LED34构成。

7、根据权利要求2所述的剂量仪，其特征在于所说的总清单元35包括揿钮开关K35和与之成电路连结，由电阻R35和电容C35构成的积分电路单元。