CN211653160U - 一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，它包括探测器、光电倍增管、供电电源、高压源、脉冲采集电路、微处理控制器、通讯装置、数据存储器和显示器及按键，所述的探测器与光电倍增管连接，光电倍增管与脉冲采集电路连接，脉冲采集电路与微处理控制器连接，微处理控制器还分别与通讯装置、数据存储器、显示器和按键连接，供电电源为微处理控制器、脉冲采集电路和高压源供电，高压源为光电倍增管供电。其有益效果在于：采用闪烁体作为探测器，可将带电粒子或电离辐射的能量转换为可见光的形式，进而转换为电脉冲信号，通过测量电脉冲信号的频率，间接实现对带电粒子或电离辐射的探测，辐射越强，电脉冲信号的频率越大。

Description

一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置

技术领域

本实用新型属于一种测量装置，具体涉及一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置。

背景技术

X、γ射线不易直接测量，需要借助探测器特性，射线能够激发探测器内物质的粒子，进行能量交换，通过测量获得能量的粒子来间接测量射线。

X、γ射线检测作为一种辐射监测技术，在地质勘探、科研、核医学、环保、农业、辐射探伤等核工业领域得到了广泛应用。便携式辐射探测器因携带方便、操作简单、及时有效，成为个人辐射剂量监测和环境辐射巡测不可或缺的设备，检测γ射线的仪器是涉核单位必备工具，需求量很大。然而，因不同领域应用的放射源种类多，辐射强度相差大，对便携式辐射探测器的性能提出较高的需求。

目前便携式剂量率仪主要分为防护级仪器和环境级仪器。防护级剂量当量率仪的测量区间通常要求包括10μSv/h ~ 100mSv/h，环境级剂量率仪则为0.01μGy/h~10μGy/h。环境级剂量率仪为了达到较高的灵敏度，往往使用大体积的电离室或者闪烁晶体探测器，体积大，重量大，成本高昂，便携性很差。虽然环境级剂量率仪灵敏度很高，但其测量范围很窄，一般仅用来测试本底辐射的微弱变化。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，它能够有效的解决现有技术存在的缺陷。

本实用新型的技术方案如下：一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，它包括探测器、光电倍增管、供电电源、高压源、脉冲采集电路、微处理控制器、通讯装置、数据存储器和显示器及按键，所述的探测器与光电倍增管连接，光电倍增管与脉冲采集电路连接，脉冲采集电路与微处理控制器连接，微处理控制器还分别与通讯装置、数据存储器、显示器和按键连接，供电电源为微处理控制器、脉冲采集电路和高压源供电，高压源为光电倍增管供电。

所述的探测器使用NaI(Tl)闪烁晶体，用于吸收X、γ射线能量使原子、分子电离或激发，退激时发射出荧光光子。

所述的光电倍增管作为光探测器，用于将输入的微弱光输入信号逐步放大成光电流信号。

所述的脉冲采集电电路包括信号放大模块和脉冲整形模块，信号放大模块用以放大光电倍增管输出的微弱信号，脉冲整形模块将放大后的信号整形为微处理器主控单元更容易识别的脉冲，用以测得辐射剂量率的大小。

所述的脉冲采集电电路是包括运算放大器AD8066、电压比较器LM311、单稳多频振荡器74HC4538D，运算放大器AD8066分别与电压比较器LM311、单稳多频振荡器74HC4538D连接。

所述的微处理控制器采用低功耗的STM32F103系列，它包括的外设接口有定时器、计数器、AD接口、IIC接口、USART接口、IO口。

所述的数据采集电路连接微处理控制器的IO口。

所述的显示器、按键模块等连接微处理控制器的IO口。

所述的数据存储器连接微处理控制器的IIC接口。

所述的通讯装置连接微处理控制器的USART接口。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用闪烁体作为探测器。闪烁体探测器可将带电粒子或电离辐射的能量转换为可见光的形式，进而由光电器件收集可见光并转换为电脉冲信号。通过测量电脉冲信号的频率，间接实现对带电粒子或电离辐射的探测，辐射越强，电脉冲信号的频率越大。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置包括探测器、光电倍增管、供电电源、高压源、脉冲采集电路、微处理控制器、通讯装置、数据存储器、显示器及按键。

其中，探测器与光电倍增管连接，光电倍增管与脉冲采集电路连接，脉冲采集电路与微处理控制器连接，微处理控制器还分别与通讯装置、数据存储器、显示器和按键连接，供电电源为微处理控制器、脉冲采集电路和高压源供电，高压源为光电倍增管供电。

其中，探测器使用NaI(Tl)闪烁晶体，用于吸收X、γ射线能量使原子、分子电离或激发，退激时发射出荧光光子。

光电倍增管作为光探测器，用于将输入的微弱光输入信号逐步放大成光电流信号，并在负载上以电压信号的形式输出。

高压源为光电倍增管提供工作所需要的高压。

供电电源为脉冲采集电路、其微处理控制器及显示器供电。

显示器用于显示测试数据。

数据存储器用于保存测试数据。

通讯装置用于读取测试数据。

按键用于设置测试参数。

脉冲采集电电路包括信号放大模块和脉冲整形模块，信号放大模块用以放大光电倍增管输出的微弱信号，脉冲整形模块将放大后的信号整形为微处理器主控单元更容易识别的脉冲，用以测得辐射剂量率的大小。

脉冲采集电电路是包括运算放大器AD8066、电压比较器LM311、单稳多频振荡器74HC4538D，运算放大器AD8066分别与电压比较器LM311、单稳多频振荡器74HC4538D连接。

运算放大器AD8066用于将微弱信号进行放大；

电压比较器LM311用于对放大后的信号进行筛选，过滤掉干扰脉冲；

单稳多频振荡器74HC4538D用于对脉冲整形，便于微处理控制器识别。

微处理控制器采用低功耗的STM32F103系列，它包括的外设接口有定时器、计数器、AD接口、IIC接口、USART接口、IO口。它结合相关电路能够完成数据采集、测量显示、参数设置及与上位机通信等功能。

数据采集电路连接微处理控制器的IO口，同时还使用定时器、计数器对数据进行采集；

显示器、按键模块等连接微处理控制器的IO口；

数据存储器连接微处理控制器的IIC接口；

电量检测模块连接微处理控制器的AD接口，用于检测供电电源的剩余电量；

通讯装置则连接微处理控制器的USART接口。

本实用新型具有以下特点：

（1）采用1.54寸OLED液晶屏，相比LCD屏幕，有不需要背光、在光线较暗时也能清晰显示的优势，且在更低功耗的情况下达到了更好的显示效果；

（2）提供μSv/h、μGy/h、CPS等多种单位选择，适用于不同的测量场合；

（3）测量范围大，可测空气比释动能最大可达100μSv/h，在多种的复杂的测量环境中均能适用；

（4）提供两种供电方案选择（内置可充电锂电池或2节1号碱性电池），具有更好的便携性及灵活性。

Claims (10)

1.一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：它包括探测器、光电倍增管、供电电源、高压源、脉冲采集电路、微处理控制器、通讯装置、数据存储器和显示器及按键，所述的探测器与光电倍增管连接，光电倍增管与脉冲采集电路连接，脉冲采集电路与微处理控制器连接，微处理控制器还分别与通讯装置、数据存储器、显示器和按键连接，供电电源为微处理控制器、脉冲采集电路和高压源供电，高压源为光电倍增管供电。

2.如权利要求1所述的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：所述的探测器使用NaI(Tl)闪烁晶体，用于吸收X、γ射线能量使原子、分子电离或激发，退激时发射出荧光光子。

3.如权利要求1所述的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：所述的光电倍增管作为光探测器，用于将输入的微弱光输入信号逐步放大成光电流信号。

4.如权利要求1所述的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：所述的脉冲采集电电路包括信号放大模块和脉冲整形模块，信号放大模块用以放大光电倍增管输出的微弱信号，脉冲整形模块将放大后的信号整形为微处理器主控单元更容易识别的脉冲，用以测得辐射剂量率的大小。

5.如权利要求4所述的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：所述的脉冲采集电电路是包括运算放大器AD8066、电压比较器LM311、单稳多频振荡器74HC4538D，运算放大器AD8066分别与电压比较器LM311、单稳多频振荡器74HC4538D连接。

6.如权利要求1所述的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：所述的微处理控制器采用低功耗的STM32F103系列，它包括的外设接口有定时器、计数器、AD接口、IIC接口、USART接口、IO口。

7.如权利要求1所述的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：所述的脉冲采集电路连接微处理控制器的IO口。

8.如权利要求1所述的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：所述的显示器、按键模块连接微处理控制器的IO口。

9.如权利要求1所述的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：所述的数据存储器连接微处理控制器的IIC接口。

10.如权利要求1所述的一种环境监测用X、γ辐射空气比释动能率测量装置，其特征在于：所述的通讯装置连接微处理控制器的USART接口。

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