KR101641524B1 - 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치 - Google Patents

센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치 Download PDF

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김종열
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치는 CCD 센서와 방사선 센서를 구비한 센서부, 내부에서 센서부를 롤 회전하도록 형성된 로테이션부, 로테이션부의 상부에 연결되어 로테이션부를 피치 회전하도록 형성된 틸트부 및 틸트부 상부에 위치하고 로테이션부(200)를 요 회전하도록 형성된 팬부를 포함하고, 로테이션부 내부에서 센서부의 CCD센서와 방사선 센서가 로테이션부의 롤 회전에 의하여 위치를 교환하도록 형성된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치는 방사선원을 탐지할 수 있다.

Description

센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치{THREE-DIMENSIONAL RADIATION DETECTING DEVICE WITH ROTATING SENSOR}
본 발명은 방사선 탐지 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 CCD센서 및 방사선 센서를 이용하여 방사선원을 탐지하기 위한 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치에 관한 것이다.
원전에서 방사선이 누출된 경우 빠르게 오염원을 처리해야 환경파괴, 인명피해 등을 최대한 줄일 수 있다. 때문에 방사선원을 찾기가 빠르게 되어야 하며 이러한 방사선원을 찾기 위해서는 방사선 영상화장치가 사용된다.
방사선 영상화장치는 PMT나 반도체센서, 또는 CCD 카메라 등을 결합한 센싱모듈로 방사선원의 위치를 탐지하여 중첩 디스플레이 해줌으로써 방사선 오염원 제거에 크게 기여하고 있다.
종래에는 하나의 센싱모듈로 구성된 스테레오 방사선 영상화장치로 좌우 가운데 한쪽을 먼저 일정한 공간을 스캔하여 방사선 정보를 얻은 후에 180도 회전하여 센싱모듈의 위치를 교환한 다음 또한 번 스캔하여 방사선 영상을 얻음으로써, 좌우 스테레오 방사선정보를 획득하는 방법이다.
그러나 방사선 센서와 CCD센서의 위치 불일치 문제가 있고 방사선영상과 CCD영상 간의 영상중첩 과정에서 복잡한 좌표변환 과정이 필요하게 되어 방사선 정보 3차원 가시화에서의 오류 발생 가능서도 존재한다.
또한 방사선 정보 3차원 가시화를 위해서 위치를 교환하기 때문에 이 과정에서 많은 공간이 소요되어 전체 장비의 공간 소요가 커지는 문제점이 존재한다.
하기 선행기술문헌은 CCD 영상소자를 이용하여 감마/X선원을 탐지하는 장치 및 그 방법으로 본 발명의 기술적 요지는 포함하고 있지 않다.
대한민국 공개특허공보 특2003-0046944
본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치는 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
첫째, 방사선 센서와 CCD 센서가 대칭되어 있는 방사선 탐지 장치를 제공하고자 한다.
둘째, 종래의 기술보다 작은 공간에서 방사선원을 탐지하는 방사선 탐지 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정하지 않으며 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치는 CCD 센서와 방사선 센서를 구비한 센서부, 내부에서 센서부를 롤 회전하도록 형성된 로테이션부, 로테이션부의 상부에 연결되어 로테이션부를 피치 회전하도록 형성된 틸트부 및 틸트부 상부에 위치하고 로테이션부를 요 회전하도록 형성된 팬부를 포함하고, 로테이션부 내부에서 센서부의 CCD센서와 방사선 센서가 로테이션부의 롤 회전에 의하여 위치를 교환하도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치는 방사선원을 탐지할 수 있다.
또한, CCD센서와 방사선 센서가 센서부에 대칭되게 형성되어 방사선 정보와 CCD 정보간의 중첩 시에도 일치된 좌표를 사용하며, 효과적으로 영상을 중첩할 수 있다.
또한, 로테이션부안에 센서부를 삽입된 구조로 방사선을 탐지하므로 종래의 기술보다 작은 공간에서도 방사선을 탐지할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정하지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치를 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치를 도시한 측면도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치의 뒷면을 도시한 사시도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치의 슬라이더 움직임을 도시한 측면도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치의 보호부를 도시한 사시도이다.
이하 도1, 도2, 도3, 도4, 및 도5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치를 구체적으로 설명하겠다.
첨부한 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것을 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사항이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치는 센서부(100), 로테이션부(200), 틸트부(300), 팬부(400)를 포함한다.
센서부(100)는 CCD센서와 방사선 센서를 구비한다.
로테이션부(200)는 센서부(100)를 롤 회전하도록 형성된다.
틸트부(300)는 로테이션부(200)의 상부에 연결되어 로테이션부(200)를 피치 회전하도록 형성된다.
팬부(400)는 틸트부(300) 상부에 위치하고 로테이션부(200)와 틸트부(300)를 동시에 요 회전하도록 형성된다.
CCD센서와 방사선 센서는 센서부(100)의 중심으로부터 동일한 거리를 유지하며 대칭되게 형성된다.
이 때문에 센서부(100)의 CCD센서와 방사선 센서가 로테이션부(200)에 의하여 180도 롤 회전하여 얻은 방사선 정보와 CCD정보간의 영상중첩시 일치된 좌표를 사용할 수 있어 좌표변환 함수가 간단해지고 정확해진다.
또한, 로테이션부(200) 내부에서 센서부(100)의 CCD센서와 방사선 센서가 로테이션부(200)의 롤 회전에 의하여 위치를 교환하므로 종래의 기술보다 협소한 공간에서도 활용이 가능하다.
센서부(100)의 CCD센서와 방사선 센서는 방사선 탐지공간에 대한 두 장의 이차원 영상을 스캔하게 되며 그 과정은 다음과 같다. (처음에 센서부(100)에서 CCD센서가 좌측에 있고 방사선 센서가 우측에 있다고 가정한다.)
먼저 스캔할 공간의 가시광 영상을 좌측 CCD센서로 촬상하고, 틸트부(300)와 팬부(400)를 통해 피치, 요 회전 하며 우측에 있는 방사선 센서로 이차원 영상을 스캔한다.
다음에는 로테이션부(200)에 의하여 센서부(100)를 180도 롤 회전을 하여 CCD센서와 방사선 센서의 좌우 위치를 교환한다.
이후 틸트부(300)와 팬부(400)를 통해 다시 피치, 요 회전 하며 방사선 이차원 영상을 스캔하고 공간 가시광 영상을 CCD센서로 촬상한다.
다음은 좌우 CCD센서 영상 시차 계산을 하고 좌우 방사선 센서 스캔영상의 시차를 계산한다.
마지막으로 CCD센서와 방사선 센서가 얻은 정보를 중첩하고 3차원 공간정보 계산한 후에 가시영상 기반 방사선원 탐지정보를 디스플레이를 통하여 입체적 가시화한다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치의 로테이션부(200)는 프레임(210)과 로테이션모터부(220)를 포함할 수 있다.
프레임(210)에는 센서부(100)가 삽입되고 삽입된 센서부(100)를 회전할 수 있도록 프레임(210) 내측면에 볼베어링이 구비되어 있다.
로테이션모터부(220)는 삽입된 센서부(100)를 회전하도록 형성된다.
또한, 로테이션모터부(200)는 로테이션밴드(220a), 로테이션풀리(220b), 로테이션모터(220c)를 포함할 수 있다.
로테이션밴드(220a)는 프레임(210)에 삽입된 센서부(100) 외측면에 체결되어 센서부(100)을 회전시킬 수 있도록 형성된다.
로테이션풀리(220b)는 센서부(100)와 함께 로테이션밴드(220a)에 체결되어 로테이션밴드(220a)를 움직일 수 있도록 형성된다.
로테이션모터(220c)는 로테이션풀리(220b)를 회전시킨다.
이로 인하여 로테이션모터(220c)가 움직이게 되면 로테이션풀리(220b)가 동력을 전달받아 움직이게 되고 로테이션풀리(220b)에 체결된 로테이션밴드(220a)도 힘을 전달받아 움직이게 된다.
이후에 로테이션밴드(220a)에 체결된 센서부(100)가 롤 회전하게 되어 CCD센서와 방선선 센서가 서로 위치를 교환할 수 있게 된다.
또한, 프레임(210)의 공간 내에서 센서부(100)가 롤 회전을 하므로 종래의 기술보다 협소한 공간에도 장치를 운영할 수 있다.
또한, 센서부(100)가 로테이션모터부(220)에 의해 롤 회전시 방향에 상관없이 180도 혹은 360도 회전할 수 있다.
도1, 도2, 및 도3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치의 틸트부(300)는 LM가이드(310), 지지판(330), 연결판(340), 경첩부(350), 틸트모터부(360)을 포함할 수 있다.
LM가이드(310)는 로테이션부(200)의 전후방향으로 움직이는 슬라이더(320)가 탑재된다. 또한, LM가이드(310)의 슬라이더(320)는 볼스크류에 의하여 왕복 운동하게 할 수 있다.
지지판(330)은 LM가이드(310)를 지지하고 슬라이더(320)가 움직이는 범위에 대응되는 부분은 관통되어 있다.
연결판(340)은 지지판(330)에 일측이 고정되고 로테이션부(200)가 회전 가능하도록 타측이 로테이션부(200)의 측면에 회전축(370)으로 연결된다.
경첩부(350)는 지지판(330)의 관통된 부분을 관통하여 일측이 슬라이더(320)에 연결되고 타측이 로테이션부(200) 상단에 연결된다.
틸트모터부(360)는 LM가이드(310)의 슬라이더(320)를 움직인다.
결국 도4에 도시된 바와 같이 틸트모터부(360) 동작시 슬라이더(320)가 로테이션부(200)의 전방 또는 후방으로 이동되고, 슬라이더(320)에 연결된 경첩부(350)도 함께 로테이션부(200)의 전방 또는 후방으로 이동된다.
이후 로테이션부(200)가 경첩부(350)에 의하여 움직이게 되고 연결판(340)에 있는 회전축(370)에 의하여 슬라이더(320)가 이동하는 만큼 피치 회전을 하게 된다.
이 때문에 로테이션부(200)에 연결된 경첩부(350)의 타측은 로테이션부(200)의 상부 전방부분에 형성되는 것이 바람직하다.
도1, 도2, 및 도3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치의 틸트모터부(360)는 제1틸트풀리(360a), 틸트밴드(360b), 제2틸트풀리(360c), 틸트모터(360d)를 포함한다.
제1틸트풀리(360a)는 LM가이드(310)와 연결된다. 이로 인하여 제1틸트풀리(360a)가 움직이면 LM가이드(310)의 슬라이더(320)가 움직이게 된다.
틸트밴드(360b)는 제1틸트풀리(360a)에 체결되어 제1틸트풀리(360a)를 회전시킬 수 있도록 형성된다.
제2틸트풀리(360c)는 제1틸트풀리(360a)와 함께 틸트밴드(360b)에 체결되어 틸트밴드(360b)를 회전시킬 수 있도록 형성된다.
틸트모터(360d)는 제2틸트풀리(360c)를 회전시킨다.
결국, 틸트모터(360d)에 의하여 제2틸트풀리(360c)가 회전되면 제2틸트풀리(360c)는 틸트밴드(360b)를 회전시키고 동시에 틸트밴드(360b)에 체결된 제1틸트풀리(360a)가 회전되면서 LM가이드(310)를 동작시킨다.
도1, 도2, 및 도3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치의 팬부(400)는 팬회전부(410), 팬모터부(420)를 포함한다.
팬회전부(410)는 로테이션부(200) 및 틸트부(300)를 요 회전시킬 수 있도록 원통형상으로 형성된다.
팬모터부(420)는 팬회전부(410)를 회전시킨다.
또한, 팬모터부(420)는 팬밴드(420a), 팬풀리(420b), 팬모터(420c)를 포함할 수 있다.
팬밴드(420a)는 팬회전부(410)의 외측면에 체결되어 팬회전부(410)를 회전시킨다.
팬풀리(420b)는 팬회전부(410)와 함께 팬밴드(420a)와 체결되어 팬밴드(420a)를 회전시킨다.
팬모터(420c)는 팬풀리(420b)에 연결되어 팬풀리(420b)를 회전시킨다.
이 때문에 팬모터(420c)가 팬풀리(420b)를 회전시키면 팬풀리(420b)에 의하여 팬밴드(420a)가 회전되고 동시에 팬밴드(420a)에 체결된 팬회전부(410)는 로테이션부(200) 및 틸트부(300)를 요 회전시킨다.
도5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치는 보호부(500)를 더 포함할 수 있다.
보호부(500)는 센서부(100), 로테이션부(200), 틸트부(300), 및 팬부(400)를 덮어 이물질의 침투를 방지한다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 센서부 200 : 로테이션부
210 : 프레임 220 : 로테이션모터부
220a : 로테이션밴드 220b : 로테이션풀리
220c : 로테이션모터 300 : 틸트부
310 : LM가이드 320 : 슬라이더
330 : 지지판 340 : 연결판
350 : 경첩부 360 : 틸트모터부
360a : 제1틸트풀리 360b : 틸트밴드
360c : 제2틸트풀리 360d : 틸트모터
370 : 회전축 400 : 팬부
410 : 팬회전부 420 : 팬모터부
420a : 팬밴드 420b : 팬풀리
420c : 팬모터 500 : 보호부

Claims (9)

  1. CCD 센서와 방사선 센서를 구비한 센서부(100);
    내부에서 상기 센서부(100)를 롤 회전하도록 형성된 로테이션부(200);
    상기 로테이션부(200)의 상부에 연결되어 상기 로테이션부(200)를 피치 회전하도록 형성된 틸트부(300); 및
    상기 틸트부(300) 상부에 위치하고 상기 로테이션부(200)를 요 회전하도록 형성된 팬부(400);
    를 포함하고,
    상기 로테이션부(200) 내부에서 상기 센서부(100)의 상기 CCD센서와 상기 방사선 센서가 상기 로테이션부(200)의 롤 회전에 의하여 위치를 교환하도록 형성되며,
    상기 틸트부(300)는
    상기 로테이션부(200)의 전후방향으로 움직이는 슬라이더(320)가 탑재된 LM가이드(310);
    상기 LM가이드(310)를 지지하고 상기 슬라이더(320)가 움직이는 범위에 대응되는 부분이 관통형성된 지지판(330);
    일측은 상기 지지판(330)에 고정되고 타측은 상기 로테이션부(200)가 회전가능하도록 상기 로테이션부(200)의 측면에 회전축(370)으로 연결된 연결판(340);
    상기 슬라이더(320)와 상기 로테이션부(200)의 상단를 연결하는 경첩부(350);
    상기 LM가이드(310)의 상기 슬라이더(320)를 움직이는 틸트모터부(360);
    를 포함하고,
    상기 틸트모터부(360) 동작시 상기 슬라이더(320)가 이동되고, 상기 슬라이더(320)에 연결된 상기 경첩부(350)와 상기 연결판(340)에 형성된 상기 회전축(370)에 의하여 상기 로테이션부(200)가 움직이는 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 로테이션부(200)는
    상기 센서부(100)를 삽입하여 상기 센서부(100)를 회전할 수 있도록 내측면에 볼베어링이 구비된 프레임(210);
    상기 센서부(100)를 회전시키는 로테이션모터부(220);
    를 포함하는 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 로테이션모터부(220)는
    상기 프레임(210)에 삽입된 상기 센서부(100) 외측면에 체결되어 상기 센서부(100)를 회전시킬 수 있도록 형성된 로테이션밴드(220a);
    상기 센서부(100)와 함께 상기 로테이션밴드(220a)에 체결되어 상기 로테이션밴드(220a)를 움직일 수 있도록 형성된 로테이션풀리(220b);
    상기 로테이션풀리(220b)를 회전시키는 로테이션모터(220c);
    를 포함하는 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 LM가이드(310)의 상기 슬라이더(320)가 볼스크류에 의하여 왕복 운동하는 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 틸트모터부(360)는
    상기 LM가이드(310)와 연결된 제1틸트풀리(360a);
    상기 제1틸트풀리(360a)에 체결되어 상기 제1틸트풀리(360a)를 회전시킬 수 있도록 형성된 틸트밴드(360b);
    상기 제1틸트풀리(360a)와 함께 상기 틸트밴드(360b)에 체결되어 상기 틸트밴드(360b)를 회전시킬 수 있도록 형성된 제2틸트풀리(360c);
    상기 제2틸트풀리(360c)를 회전시키는 틸트모터(360d);
    를 더 포함하는 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 팬부(400)는
    상기 로테이션부(200) 및 틸트부(300)를 요 회전시키는 팬회전부(410);
    상기 팬회전부(410)를 회전시키는 팬모터부(420);
    를 포함하는 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 팬모터부(420)는
    상기 팬회전부(410)의 외측면에 체결되어 상기 팬회전부(410)를 회전시키는 팬밴드(420a);
    상기 팬회전부(410)와 함께 상기 팬밴드(420a)와 체결되어 상기 팬밴드(420a)를 회전시키는 팬풀리(420b);
    상기 팬풀리(420b)를 회전시키는 팬모터(420c);
    를 포함하는 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 로테이션부(200), 상기 틸트부(300), 및 상기 팬부(400)를 덮어 보호하는 보호부(500)을 더 포함하는 센서회전 구조를 구비한 3차원 방사선 탐지 장치.
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