CN210575139U - 一种β射线面密度测量仪的辐射防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉一种β射线面密度测量仪的辐射防护装置，包括壳体，所述的壳体上设置有成品通过管，成品通过管内设有成品辅助通过装置，成品通过管和壳体相连通，壳体采用由若干屏蔽板组成的密闭盒状结构，该屏蔽板采用由金属铅制成的板状结构，壳体的内壁上固定设有第一β射线防护层，成品通过管上设有第二β射线防护层，成品通过管采用金属铅制成管状结构，第一β射线防护层和第二β射线防护层均采用有机玻璃材料制成；解决了面密度测量仪内空间散布的散射射线极易从此检测产品出入口处泄露的技术问题而且降低了产品整体的重量；本实用新型结构简单，使用方便，具有广泛的市场前景。

Description

一种β射线面密度测量仪的辐射防护装置

技术领域

本实用新型涉及β射线面密度测量仪的辐射防护领域，具体涉及一种β射线面密度测量仪的辐射防护装置。

背景技术

锂电池负极极片的基材为铜箔，涂覆浆料为石墨，基材的原子序数远大于负极石墨的原子序数。而β射线的透射衰减与物质无关而只与面密度相关，因此，目前通常采用β射线面密度测量仪作为在线检测负极极片涂覆面密度的仪器。锂电负极β射线面密度测量仪使用⁸⁵Krβ放射源，依据负极涂布规格和测量精度指标的不同要求，所选用⁸⁵Kr放射源的活度200至1250mCi。该氪85放射性同位素源除发射平均能量为251keV的β射线外还伴生有含量为0.43%，能量为514keV的γ射线。对于同一种放射源，其活度越高，单位时间内所发射出的射线越多，辐射剂量率越大。β是高速运动的电子流，受空间电磁场的影响，极容易散射。在面密度测量仪的正常工作时，由放射源和探测器组合成的测量头需要不停的横向往复扫描，面密度测量仪四周空间中分布着大量散射的β射线、伴生及散射的γ射线和轫致辐射的X射线等。同时，在使用过程中不可避免的需要管理维护人员在距离仪器表面5至100cm的位置处进行极片穿带、标定、取样、设定参数、观察数据、手动控制等操作，时长数分钟至几十分钟。工作人员在执行上述操作时不可避免的会受到射线辐射，长时间辐射效应的积累会影响身体健康。因此为了保障操作人员的安全，应当在面密度测量仪的框架外配置辐射屏蔽防护装置，以达到《GBZ125-2009 含密封源仪表的放射卫生防护要求》中“检测仪表应用在对人员的活动范围不限制的场合”的条件：距离仪器5cm处，辐射剂量当量率小于2.5uSv/h。而由核物理知识可知：β射线与物质相互作用会产生X射线，即轫致辐射。对于kr85放射源，其β射线转换成X射线的比例与β射线穿透物质的原子序数呈正比，关系如下：

F：转换为轫致辐射能的比例；

Z：穿过物质的原子序数；

Emax：β粒子的最大能量，Kr85β射线的最大能量为0.687MeV。

由上述关系式可知，现有的β射线面密度测量仪单纯使用铅板构成辐射防护装置，其轫致辐射带来了更多的防护问题。

现有常见的辐射防护装置是使用铅板构成屏风形式作为射线屏蔽体，其存在的过于笨重，铅的原子序数为82，属于高原子序数的金属，由轫致辐射的关系式计算：Kr85的β射线与铅相互作用，会产生1.86%的X射线，为了达到距离仪器5cm，辐射剂量当量率小于2.5uSv/h的指标，需使用更多的铅板以防护额外产生的X射线，这增加了整个防护装置的重量。以β射线面密度测量仪通常使用活度500mCi活度的放射源为例，使用铅板材料作为防护装置，铅板厚度10~15mm，其整体重量约为1t。过重的防护装置不利于安装，也不利于维修拆卸，十分不便。β射线面密度测量仪作为在线检测仪器，需要留有极片带进入和拉出的位置，即穿带区域。穿带区域因极片通过，需要预留100至200mm的通透空间而无法使用屏蔽体防护。面密度测量仪内空间散布的散射射线极易从此空隙处泄露，导致该处的辐射剂量当量率严重超标。由于辐射剂量当量率与距离的平方呈反比关系，因此为了降低穿带位置的辐射剂量当量率，通常将铅板屏风结构的防护装置向外拉伸，从距离上远离放射源，但是这种处理方式加大了面密度测量仪的整体体积，造成使用和安装的不便。

因此，生产一种结构简单，质量和体积相对减少的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，具有广泛的市场前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单，质量和体积相对减少的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，用于克服现有技术中缺陷。

本实用新型采用的技术方案为：一种β射线面密度测量仪的辐射防护装置，包括壳体，所述的壳体上设置有成品通过管，成品通过管内设有成品辅助通过装置，成品通过管和壳体相连通，壳体采用由若干屏蔽板组成的密闭盒状结构，该屏蔽板采用由金属铅制成的板状结构，壳体的内壁上固定设有第一β射线防护层，成品通过管上设有第二β射线防护层，成品通过管采用金属铅制成管状结构，第一β射线防护层和第二β射线防护层均采用有机玻璃材料制成。

所述的该辅助通过装置包括第一托辊，第一托辊采用能够围绕第一托辊的中轴线做旋转运动的圆形杆状结构，第一托辊的中轴线与成品通过管的底板相平行。

所述的壳体的侧面上开设有成品通过管安装孔，成品通过管安装孔采用沿壳体的外侧端开设至第一β射线防护层内侧端的孔状结构，成品通过管安装孔的结构和成品通过管的结构相配合，成品通过管安装孔固定套装在成品通过管上。

所述的第一β射线防护层的结构和壳体的结构相配合，壳体的厚度和成品通过管的厚度均不小于3mm，第一β射线防护层的厚度和第二β射线防护层的厚度均不小于2mm，成品通过管的长度不小于5cm。

所述的成品通过管的两侧均对称设置有第二托辊，第二托辊采用能够围绕第二托辊的中轴线做旋转运动的圆形杆状结构，第二托辊的两端上均对称设置有托辊连接杆，托辊连接杆和成品通过管之间设有连接支架，托辊连接杆一端铰接在连接支架上，第二托辊的端部通过第二连接杆和第二轴承的内壁固定连接，第二轴承的外壁和托辊连接杆另一端通过焊接的方式固定连接，第二托辊和第一托辊之间相互平行，第二托辊的外壁和第一托辊的外壁均采用镜面结构，第一托辊的顶部距成品通过管的底板顶面之间的距离不小于第二托辊底部距成品通过管的底板顶面之间的最小距离。

所述的成品通过管采用矩形管状结构，第二β射线防护层的结构和成品通过管的结构相配合，第一托辊的数量采用若干个，若干个第一托辊沿成品通过管的一端至成品通过管的另一端均匀安装在成品通过管内，若干个第一托辊均位于同一高度，第一托辊的直径不大于成品通过管内的空腔的高度，第一托辊的长度不大于成品通过管内的空腔的长度。

所述的成品通过管的外壁和成品通过管安装孔孔壁之间通过焊接的方式固定连接，成品通过管和第一β射线防护层之间采用粘接的方式固定连接，成品通过管的数量采用两个，两个成品通过管对称设置在壳体上，成品通过管安装孔的数量和成品通过管的数量相应。

所述的成品通过管安装在壳体内侧，成品通过管的一端固定套装在成品通过管安装孔内，第二β射线防护层沿成品通过管的另一端延伸至第一β射线防护层内侧端，第二β射线防护层位于成品通过管的外侧，第二β射线防护层和第一β射线防护层相连接。

所述的托辊连接杆采用由连接纵杆和铰接横杆所组成的L字型杆状结构，该连接纵杆设置在成品通过管的顶部，该铰接横杆安装在成品通过管的外侧并且该铰接横杆与成品通过管的底板相平行，该铰接横杆上活动套装有连接环，连接环的外壁和托辊连接杆的顶部之间以及该连接纵杆的端部和成品通过管之间均通过焊接的方式固定连接，托辊连接杆采用能够围绕连接环的轴线做旋转运动的杆状结构，连接环的外侧设有紧固螺母。

所述的该铰接横杆采用丝杠结构，连接环采用圆环形结构，连接环的内径和该铰接横杆的直径相配合，紧固螺母的内径和该铰接横杆的直径相配合，紧固螺母和该铰接横杆螺纹连接。

本实用新型有益效果是：首先，本产品结构简单，包括壳体，壳体上设置有成品通过管，成品通过管内设有成品辅助通过装置，成品通过管和壳体相连通，壳体采用由铅制成的盒状结构，壳体的内壁上固定设有第一β射线防护层，成品通过管上设有第二β射线防护层，成品通过管采用铅材料制成管状结构，第一β射线防护层和第二β射线防护层均采用有机玻璃材料制成；其次，本产品在壳体的两端均设有成品通过管并且成品通过管与成品通过管相连通，解决了面密度测量仪内空间散布的散射射线极易从此检测产品出入口处泄露的技术问题，并且使得穿带位置处的辐射剂量率达到指标要求，整体防护框架小，仪器整体体积缩小了，便于面密度测量的整体安装，测量仪的前后位置剩余空间大，方便操作与维护，相应的降低了产品整体的重量；最后，本产品外壳内侧设有第一β射线防护层，成品通过管的外侧第二β射线防护层，第一β射线防护层与第二β射线防护层均位于外壳内部且首先接触到β射线，由于第一β射线防护层与第二β射线防护层均采用有机玻璃材料制成，第一β射线防护层与第二β射线防护层可以有效的屏蔽β射线与由金属铅制成的外壳的接触，从而减少额外产生的X射线的生成量，采用组合屏蔽材料结构，以使用500mCi的放射源为例，仪器整机重量仅为400kg，相比于全部为铅屏蔽材料，其重量减轻了三分之二；面密度测量仪的搬动、安装及拆卸简单，便于维护；本实用新型具有结构简单，操作方便，设计巧妙，大大提高了安装工作的效率，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品。

附图说明

图1为本实用新型的剖面结构示意图。

图2为图1细节A的局部放大示意图。

图3为本实用新型的剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种β射线面密度测量仪的辐射防护装置，包括壳体1，所述的壳体1上设置有成品通过管2，成品通过管2内设有成品辅助通过装置，成品通过管2和壳体1相连通，壳体1采用由若干屏蔽板组成的密闭盒状结构，该屏蔽板采用由金属铅制成的板状结构，壳体1的内壁上固定设有第一β射线防护层3，成品通过管2上设有第二β射线防护层4，成品通过管2采用金属铅制成管状结构，第一β射线防护层3和第二β射线防护层4均采用有机玻璃材料制成。

所述的该辅助通过装置包括第一托辊5，第一托辊5采用能够围绕第一托辊5的中轴线做旋转运动的圆形杆状结构，第一托辊5的中轴线与成品通过管2的底板相平行，第一托辊5的两端均对称设有第一连接杆6，第一连接杆6采用圆杆状结构，第一连接杆6的一端上设有第一轴承7，第一轴承7的内径和第一连接杆6的直径相配合，第一轴承7的内壁和第一连接杆6的一端的外壁通过键连接或者焊接的方式固定连接，第一轴承7的外壁和成品通过管2的内壁之间以及第一连接杆6的一端和第一托辊5之间均通过焊接的方式固定连接。

所述的壳体1的侧面上开设有成品通过管安装孔8，成品通过管安装孔8采用沿壳体1的外侧端开设至第一β射线防护层3内侧端的孔状结构，成品通过管安装孔8的结构和成品通过管2的结构相配合，成品通过管安装孔8固定套装在成品通过管2上。

所述的第一β射线防护层3的结构和壳体1的结构相配合，壳体1的厚度和成品通过管2的厚度均不小于3mm，第一β射线防护层3的厚度和第二β射线防护层4的厚度均不小于2mm，成品通过管2的长度不小于5cm，成品通过管2的内腔的高度最小值不小于10mm，成品通过管2的内腔的高度最大值不大于100mm，成品通过管2的内腔的宽度的最小值不小于100mm，成品通过管2的内腔的宽度的最大值不大于1500mm。

所述的成品通过管2的两侧均对称设置有第二托辊9，第二托辊9采用能够围绕第二托辊9的中轴线做旋转运动的圆形杆状结构，第二托辊9的两端上均对称设置有托辊连接杆10，托辊连接杆10和成品通过管2之间设有连接支架13，托辊连接杆10一端铰接在连接支架13上，

第二托辊9两端上均对称设置有第二连接杆11，第二连接杆11采用圆杆状结构，第二连接杆11的一端上设有第二轴承12，第二轴承12的内径和第二连接杆11的直径相配合，第二轴承12的内壁和第二连接杆11的外壁通过键或者焊接的方式固定连接，第二连接杆11的另一端和第二托辊9的端部以及第二轴承12的外壁和托辊连接杆10另一端均通过焊接的方式固定连接，第二托辊9和第一托辊5之间相互平行，第二托辊9的外壁和第一托辊5的外壁均采用镜面结构，第一托辊5的顶部距成品通过管2的底板顶面之间的距离不小于第二托辊9底部距成品通过管2的底板顶面之间的最小距离，第二托辊9的长度不小于成品通过管2的宽度。

所述的成品通过管2采用矩形管状结构，第二β射线防护层4的结构和成品通过管2的结构相配合，第一托辊5的数量采用若干个，若干个第一托辊5沿成品通过管2的一端至成品通过管2的另一端均匀安装在成品通过管2内，若干个第一托辊5均位于同一高度，第一托辊5的直径不大于成品通过管2内的空腔的高度，第一托辊5的长度不大于成品通过管2内的空腔的长度。

所述的成品通过管2的外壁和成品通过管安装孔8孔壁之间通过焊接的方式固定连接，成品通过管2和第一β射线防护层3之间采用粘接的方式固定连接，成品通过管2的数量采用两个，两个成品通过管2对称设置在壳体1上，成品通过管安装孔8的数量和成品通过管2的数量相应。

所述的成品通过管2安装在壳体1内侧，成品通过管2的一端固定套装在成品通过管安装孔8内，第二β射线防护层4沿成品通过管2的另一端延伸至第一β射线防护层3内侧端，第二β射线防护层4位于成品通过管2的外侧，第二β射线防护层4和第一β射线防护层3相连接。

所述的托辊连接杆10采用由连接纵杆和铰接横杆所组成的L字型杆状结构，该连接纵杆设置在成品通过管2的顶部，该铰接横杆安装在成品通过管2的外侧并且该铰接横杆与成品通过管2的底板相平行，该铰接横杆上活动套装有连接环14，连接环14的外壁和托辊连接杆10的顶部之间以及该连接纵杆的端部和成品通过管2之间均通过焊接的方式固定连接，托辊连接杆10采用能够围绕连接环14的轴线做旋转运动的杆状结构，连接环14的外侧设有紧固螺母15。

所述的该铰接横杆采用丝杠结构，连接环14采用圆环形结构，连接环14的内径和该铰接横杆的直径相配合，紧固螺母15的内径和该铰接横杆的直径相配合，紧固螺母15和该铰接横杆螺纹连接。

如图1、2、3所示，首先，将若干个屏蔽板置于β射线面密度测量仪，屏蔽板之间首尾连接构成密闭的盒状结构形成壳体1，屏蔽板之间采用焊接等方式固定连接，然后将β射线面密度测量仪安装在两个成品通过管2之间，通过旋转托辊连接杆10将第二托辊9的位置升高至成品通过管2顶板的上方，将负极极片的底面压覆在第一托辊5上，然后在通过旋转托辊连接杆10至第二托辊9的底端不高于第一托辊5的顶端，然后通过上紧紧固螺母15对第二托辊9的位置进行定位，完成本产品的初安装。此时负极极片在通过成品通过管2以及成品通过管2的两端时，由于负极极片在第一托辊5与第二托辊9的结合作用下，负极极片覆层不会接触成品通过管2的内壁，不会对负极极片覆层造成磨损，第一托辊5的外壁与第二托辊9的外壁均采用镜面结构，由于是行业要求以防止负极极片被刮伤，本文再次不做过多赘述。然后负极极片在外部动力的作用下通过一侧的成品通过管2，然后，经过β射线面密度测量仪进行检测后，在通过另一侧成品通过管2即完成检测。

本实用新型是满足于β射线面密度测量仪的辐射防护领域工作者需要的一种β射线面密度测量仪的辐射防护装置，使得本实用新型具有广泛的市场前景。

Claims (10)

1.一种β射线面密度测量仪的辐射防护装置，包括壳体（1），其特征在于：所述的壳体（1）上设置有成品通过管（2），成品通过管（2）内设有成品辅助通过装置，成品通过管（2）和壳体（1）相连通，壳体（1）采用由若干屏蔽板组成的密闭盒状结构，该屏蔽板采用由金属铅制成的板状结构，壳体（1）的内壁上固定设有第一β射线防护层（3），成品通过管（2）上设有第二β射线防护层（4），成品通过管（2）采用金属铅制成管状结构，第一β射线防护层（3）和第二β射线防护层（4）均采用有机玻璃材料制成。

2.根据权利要求1所述的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，其特征在于：所述的该辅助通过装置包括第一托辊（5），第一托辊（5）采用能够围绕第一托辊（5）的中轴线做旋转运动的圆形杆状结构，第一托辊（5）的中轴线与成品通过管（2）的底板相平行。

3.根据权利要求1所述的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，其特征在于：所述的壳体（1）的侧面上开设有成品通过管安装孔（8），成品通过管安装孔（8）采用沿壳体（1）的外侧端开设至第一β射线防护层（3）内侧端的孔状结构，成品通过管安装孔（8）的结构和成品通过管（2）的结构相配合，成品通过管安装孔（8）固定套装在成品通过管（2）上。

4.根据权利要求1所述的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，其特征在于：所述的第一β射线防护层（3）的结构和壳体（1）的结构相配合，壳体（1）的厚度和成品通过管（2）的厚度均不小于3mm，第一β射线防护层（3）的厚度和第二β射线防护层（4）的厚度均不小于2mm，成品通过管（2）的长度不小于5cm,成品通过管（2）的内腔的高度最小值不小于10mm，成品通过管（2）的内腔的高度最大值不大于100mm，成品通过管（2）的内腔的宽度的最小值不小于100mm，成品通过管（2）的内腔的宽度的最大值不大于1500mm。

5.根据权利要求2所述的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，其特征在于：所述的成品通过管（2）的两侧均对称设置有第二托辊（9），第二托辊（9）采用能够围绕第二托辊（9）的中轴线做旋转运动的圆形杆状结构，第二托辊（9）的两端上均对称设置有托辊连接杆（10），托辊连接杆（10）和成品通过管（2）之间设有连接支架（13），托辊连接杆（10）一端铰接在连接支架（13）上，第二托辊（9）的端部通过第二连接杆（11）和第二轴承（12）的内壁固定连接，第二轴承（12）的外壁和托辊连接杆（10）另一端通过焊接的方式固定连接，第二托辊（9）和第一托辊（5）之间相互平行，第二托辊（9）和第一托辊（5）的外壁均采用镜面结构，第一托辊（5）的顶部距成品通过管（2）的底板顶面之间的距离不小于第二托辊（9）底部距成品通过管（2）的底板顶面之间的最小距离。

6.根据权利要求2所述的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，其特征在于：所述的成品通过管（2）采用矩形管状结构，第二β射线防护层（4）的结构和成品通过管（2）的结构相配合，第一托辊（5）的数量采用若干个，若干个第一托辊（5）沿成品通过管（2）的一端至成品通过管（2）的另一端均匀安装在成品通过管（2）内，若干个第一托辊（5）均位于同一高度，第一托辊（5）的直径不大于成品通过管（2）内的空腔的高度，第一托辊（5）的长度不大于成品通过管（2）内的空腔的长度。

7.根据权利要求3所述的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，其特征在于：所述的成品通过管（2）的外壁和成品通过管安装孔（8）孔壁之间通过焊接的方式固定连接，成品通过管（2）和第一β射线防护层（3）之间采用粘接的方式固定连接，成品通过管（2）的数量采用两个，两个成品通过管（2）对称设置在壳体（1）上，成品通过管安装孔（8）的数量和成品通过管（2）的数量相应。

8.根据权利要求3所述的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，其特征在于：所述的成品通过管（2）安装在壳体（1）内侧，成品通过管（2）的一端固定套装在成品通过管安装孔（8）内，第二β射线防护层（4）沿成品通过管（2）的另一端延伸至第一β射线防护层（3）内侧端，第二β射线防护层（4）位于成品通过管（2）的外侧，第二β射线防护层（4）和第一β射线防护层（3）相连接。

9.根据权利要求5所述的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，其特征在于：所述的托辊连接杆（10）采用由连接纵杆和铰接横杆所组成的L字型杆状结构，该连接纵杆设置在成品通过管（2）的顶部，该铰接横杆安装在成品通过管（2）的外侧并且该铰接横杆与成品通过管（2）的底板相平行，该铰接横杆上活动套装有连接环（14），连接环（14）的外壁和托辊连接杆（10）的顶部之间以及该连接纵杆的端部和成品通过管（2）之间均通过焊接的方式固定连接，托辊连接杆（10）采用能够围绕连接环（14）的轴线做旋转运动的杆状结构，连接环（14）的外侧设有紧固螺母（15）。

10.根据权利要求9所述的β射线面密度测量仪的辐射防护装置，其特征在于：所述的该铰接横杆采用丝杠结构，连接环（14）采用圆环形结构，连接环（14）的内径和该铰接横杆的直径相配合，紧固螺母（15）的内径和该铰接横杆的直径相配合，紧固螺母（15）和该铰接横杆螺纹连接。

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