阅读说明：本技术 一种射线监测器 (Ray monitor ) 是由 夏庆中 于 2019-07-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种射线监测器,包括辐射传感器和监测器机体,辐射传感器设置在监测器机体上,辐射传感器上罩设有衰减器,所述衰减器转动设置在监测器机体上,衰减器上设有便于辐射源通过的开口。(the invention discloses a ray monitor, which comprises a radiation sensor and a monitor body, wherein the radiation sensor is arranged on the monitor body, an attenuator is covered on the radiation sensor, the attenuator is rotatably arranged on the monitor body, and an opening through which a radiation source can pass is formed in the attenuator.)

一种射线监测器

技术领域

本发明涉及测量工具领域，具体涉及一种射线监测器。

背景技术

非受控核材料千克级就可以制造出非常严重的风险，国外将特殊核材料分为战略、次战略、低战略特殊核材料，对于全世界范围的民众和政府而言，每种特殊核材料都有可能构建潜在的威胁，对这种可轻松便携的特殊核材料的探测和监控显得极为重要。

传统的辐射探测器可以探测放射性物质，但是仅限于放射性物质是否存在，而难以对其进行精确定位和示踪。

发明内容

本发明提供一种能够主动探测放射性辐射，可达到实时监测效果，并且能够定位放射性辐射源的位置和探测其辐射强度信息的射线监测器。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种射线监测器，包括辐射传感器和监测器机体，辐射传感器设置在监测器机体上，辐射传感器上罩设有衰减器，所述衰减器转动设置在监测器机体上，衰减器上设有便于辐射源通过的开口。

进一步的，所述衰减器通过转动机构旋转设置在监测器机体上。

进一步的，所述转动机构为伺服电机。

进一步的，所述衰减器上的开口为一条平行于衰减器旋转轴线的光栏狭缝。

进一步的，所述监测器机体上罩设有保护罩。

进一步的，所述辐射传感器上还连接有光电传感器，所述光电传感器与机体内的控制系统连接。光电传感器：ArrayC-60035-64P-PCB。

进一步的，所述控制系统包括：

信号处理模块：处理来自光电传感器的脉冲信号；

电源模块：为控制系统、转动机构和光电传感器提供电源；

转动控制模块：控制衰减器的转动方向、转动速度，并实时记录转速与空间位置对应的角度信息；

数据通讯模块：通过无线或有线的方式向外界传输数据；

所述信号处理模块与光电传感器连接，所述信号处理模块与数据通讯模块连接，所述转动控制模块与电源模块分别与数据通讯模块连接，转动控制模块与转动机构连接控制衰减器的旋转。

进一步的，所述数据通讯模块包括：

地理信息模块：记录示踪器所在位置的坐标；

位置重建模块：把转动位置的角度信息和光电传感器的信号信息匹配，确定辐射信号与空间角度方向关联度；

数据存储模块：存储、交换和处理传感器的数据信息；

中央处理器：处理数据信息；

信号输入输出模块：接收和输出信号及数据；

所述地理信息模块、位置重建模块、数据存储模块和信号输入输出模块分别与中央处理器连接。

本发明的优点在于：

1. 含有开口光栏狭缝的衰减器在转动装置的驱动下进行旋转，旋转的光栏狭缝可实现对周围放射性辐射线的全方位实时监测；

2、通过旋转的衰减器的工作，可发现监测器周围在光栏可探测空间范围内的放射性辐射源，故能够监测放射性辐射源的有无；

3. 通过两个衰减器的协同工作和放射源，可利用三角形几何关系，确定出辐射源的相对位置，进而与地理信息结合后，实现放射性辐射源的精确定位；

4. 通过变换衰减器内的探测器元件，可实现中子、伽玛、贝塔等放射性测量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为实施例2的示意图；

图3为传感器的结构示意图；

图4传感器工作的原理图；

图5为定位原理图；

图6为三维定位原理图；

图7为三维定侧面位原理图；

图8为控制系统的模块连接示意图；

图9为数据通讯的模块连接示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

如图1和图3所示，该射线监测器，包括辐射传感器2和监测器机体1，辐射传感器2设置在监测器机体1上，辐射传感器2上罩设有衰减器3，衰减器3转动设置在监测器机体1上，衰减器3上设有便于辐射源通过的开口。

衰减器3屏蔽来自辐射源的各种辐射、降低环境辐射本底所占比例。只有当辐射源发射的射线经光栏狭缝4直接入射到辐射传感器2上时才能探测到辐射脉冲，而射线穿过外壁进入衰减器3之后，其强度减弱至与环境本底相当的水平，以利于提高探测器的灵敏度。衰减器3的制造优选对于伽玛射线源阻止本领较大的高密度材料（如Pb、W等）制作而成。

能量相近的中子具有比伽玛射线更强的穿透能力，中子源的屏蔽与伽玛射线完全不一样。相较于高Z物质而言，低Z物质的电子云更小，核子之间的距离更小，从而增大入射中子与其作用的概率。同时，低Z核的质量与中子质量近，中子每次碰撞转移的能量也更多，慢化效果更好。因此，对于屏蔽中子源而言，衰减器3需要利用高密度低Z物质来慢化和热化快中子，从而增大探测效率。

γ射线传感器通常采用探测效率高、光输出高、机械性能好的晶体，也可采用对中子伽玛均灵敏的闪烁体，如CLYC、CLLB和NaI:⁶Li；中子传感器可以采用对中子灵敏的传感器，如³He及含⁶Li、³⁵Cl的晶体。

实施例2

在本实施例中，衰减器3通过转动机构5旋转设置在监测器机体1上，衰减器3上的开口为一条平行于衰减器3旋转轴线的光栏狭缝4。该光栏狭缝4的宽度可根据需要进行设置，宽度调节范围通常可为2mm~50mm，宽度较宽时（20~50mm），可用于辐射的快速探测，提升辐射监测效率；宽度较窄时（2~20mm）可用于辐射的精确定位，提升辐射监测精度。在工作时衰减器3处于旋转的状态，当射线经光栏狭缝4进入衰减器3中被辐射传感器2探测到后，此时光栏狭缝4的位置就指向辐射源。

如图4所示，横坐标为光栏狭缝4转动的角度，纵坐标为辐射脉冲的强度，当光栏狭缝4指向辐射源，辐射传感器2检测到较大辐射脉冲时，光栏狭缝4所在角度就是辐射源的方向。

并且通过衰减器3的不断旋转，可以多次检测辐射源方向，从而反应辐射源位置的变化。根据每次光栏狭缝4指向辐射源角度的变化可以确定辐射源是处于静止还是运动的状态。

同时，通过改变射线监测器的位置，在不同位置扫描辐射源，扫描定出两个包含源的锥角，这两个锥角相交的位置即为放射源所在的位置。

实施例3

如图2所示，转动机构5为伺服电机7。伺服电机7固定在监测器机体1上与衰减器3连接，带动衰减器3转动。伺服电机7的最小可调角度小于等于1度，越小的可调角度能够使定位指向更精确。最低转速1rpm，转速的调节范围为每分钟1 rpm~100 rpm，高转速便于多次进行扫描，从而进行定位，低转速使光栏狭缝4的指向更精确。伺服电机7由转动控制模块控制转动，转动控制模块接受数据通讯模块的信息控制伺服电机7转动角度，最终确定光栏狭缝4的转动角度。

实施例4

在本实施例中，监测器机体1上罩设有保护罩6，避免灰尘进入。同时保护罩6能够用于保护衰减器和辐射传感器，保护罩材质为低Z轻质材料。

实施例5

辐射传感器2上还连接有光电传感器，在辐射传感器2感应到辐射源后触发光电传感器产生信号，光电传感器与机体1内的控制系统连接。

控制系统包括：

信号处理模块：处理来自光电传感器的脉冲信号；

电源模块：为控制系统和转动机构提供电源；

转动控制模块：控制转动机构的转动、转速以及转动方向，事实记录角度信息；

数据通讯模块：通过无线或有线的方式向外界传输数据；

信号处理模块与光电传感器连接，信号处理模块与数据通讯模块连接，转动控制模块与电源模块分别与数据通讯模块连接，转动控制模块与转动机构连接控制衰减器3的旋转。

数据通讯模块包括：

地理信息模块：记录示踪器所在位置的坐标；

位置重建模块：把转动位置的角度信息和光电传感器的信号信息匹配；

数据存储模块：存储、交换和处理传感器的数据信息；

中央处理器：处理数据信息；

信号输入输出模块：接收和输出信号及数据；

地理信息模块、位置重建模块、数据存储模块和信号输入输出模块分别与中央处理器连接。

实施例6

本实施例中，两个监测器机体1同时工作，通过信号输入输出模块交换地理信息模块、转动控制模块和位置重建模块的信息。通过地理信息模块得到监测器机体A和B之间的距离D。

本实施例优于实施例1的方面在于无需多次测量，可以更快的给出辐射源所在的位置。重要的是，通过射线监测器的持续扫描，还可以实现对辐射源的移动进行示踪。

如图5所示，两A监测器机体和B监测器机体与辐射源的夹角分别是θ _A和θ _B，以及A监测器机体和B监测器机体之间的距离D，基于这三个参数结合正弦定理即可求出辐射源距探测器的距离L，L _A=D·sin(θ _B)/sin(π-θ _A-θ _B)。

实施例7

如图6和图7所示，本实施例中，通过横向放置C监测器机体，可以定位辐射源的所在高度。A、B和C三个监测器机体1同时工作，其中监测器机体C横向放置在A和B之间，三个监测器通过信号输入输出模块交换地理信息模块、转动控制模块和位置重建模块的信息。

开始前角度信息清0，地理信息模块记录A、B和C三个监测器的位置，得到A监测器机体和C监测器机体之间距离D1，C监测器机体和B监测器机体之间的距离D2，A监测器机体和B监测器机体之间的距离D，以及D1和D2的夹角θ ₁。其中D≥D1+D2，当A、B和C三个监测器机体1在同一直线上时D=D1+D2，θ ₁=0。

工作时位置重建模块根据辐射源的位置得到，C监测器机体、A监测器机体与辐射源的夹角θ _A，C监测器机体、B监测器机体与辐射源的夹角θ _B。从而利用三角函数可以计算得到辐射源距探测器的距离L _A和L _B，进一步可以计算得到C监测器机体和辐射源的距离D3。

C监测器机体在垂直于水平面的转动过程中，根据转动角度可以得到光栏狭缝4指向辐射源与地面的相对角度θ _C，进一步可以计算出辐射源的离地高度h。从而可以在空间上对于辐射源进行精确定位。