CN109188488A - 一种微型核辐射剂量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型核辐射剂量测量装置，包括探测器和移动终端，探测器包括光电转换传感器、前置小信号放大器和信号整形器，光电转换传感器、前置小信号放大器和信号整形器依次连接，移动终端连接探测器进行γ射线、X射线辐射信号，移动终端内腔中设有脉冲计数器，探测器的输出信号依次经过前置小信号放大器和信号整形器，进而连接脉冲计数器，本发明设计新颖，操作简单，能够实现对有辐射可能的场所进行辐射信号的探测，以减少人们进入到辐射场所而造成不必要的伤害，PIN型硅光二极管相比传统辐射探测器具有响应快、抗干扰、体积小、高灵敏以及无需供偏置高压等特点。
Description
技术领域
本发明涉及微型核辐射技术领域，尤其涉及一种微型核辐射剂量测量装置。
背景技术
随着科学技术的发展，核能与核技术在各个领域的使用范围不断的扩展，放射线危害的可能性也同时在增大，如何探测我们所处的环境辐射剂量有多少，这些辐射是否对人体有伤害。
现有的辐射测量仪是可用来测量周围环境或物体辐射剂量的一种微型装置，使之对周围环境或可能存在放射物质的辐射强度有准确认知，从而使使用者能够及时避开那些辐射强度较大的场所，保护我们的身体不受辐射的伤害，这对于任何存在辐射可能的场所和部门都是需要的，因此本发明提供一种微型核辐射剂量测量装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中辐射探测器抗干扰性能差、响应比较慢，灵敏度差等缺点，而提出的一种微型核辐射剂量测量装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种微型核辐射剂量测量装置，包括探测器和移动终端，所述探测器包括光电转换传感器、前置小信号放大器和信号整形器，所述光电转换传感器、前置小信号放大器和信号整形器依次连接，所述移动终端连接探测器进行γ射线、X射线辐射信号，所述移动终端内腔中设有脉冲计数器，所述探测器的输出信号依次经过前置小信号放大器和信号整形器，进而连接脉冲计数器，所述光电转换传感器采用PIN型硅光二极管，且光电转换传感器通过金属膜遮挡可见光的方式让传感器不受其他光源干扰，确保PIN型硅光二极管准确无误的接收γ射线、X射线信号进行光电转换便于后端电路识别。
优选的，所述移动终端采用Android***。
优选的，所述移动终端采用IOS***。
优选的，所述移动终端通过3.5耳机口连接探测器。
优选的，所述移动终端通过TYPE-C接口连接探测器。
优选的，所述信号整形器采用低压差低功耗器件，且探测器在1.8V电压200uA电流时即可运行。
优选的，所述探测器采集的信号连接至移动终端内的A/D处理模块上，所述移动终端内的APP软件实时读取A/D处理模块中的数据，进行相应的解码算法处理，最终实现辐射的实时计数、定时计数测量结果。
本发明的有益效果在于：本发明设计新颖，操作简单，能够实现对有辐射可能的场所进行辐射信号的探测，以减少人们进入到辐射场所而造成不必要的伤害。
PIN型硅光二极管相比传统辐射探测器具有响应快、抗干扰、体积小、高灵敏以及无需供偏置高压等特点，PIN型硅光二极管探测器信号输出通过3.5耳机口或TYPE-C接口传至移动终端处理，信号的A/D处理模块和算法处理全部由移动终端的APP软件内部完成，实现了辐射剂量测量仪器小型化，高灵敏，物美价廉的大众化消费级电子仪器。
此装置利用移动终端优势去除了传统测量仪器的供电***、A/D处理模块、数据算法处理等硬件模块，使其更具有广泛的应用，进而能够方便人们使用此装置以避免进入辐射场所。
此装置在使用时利用PIN型硅光二极管辐射光电效应原理，当γ射线、X射线穿过金属膜包裹下PIN型硅光二极管后，探测器会输出一个电流脉冲信号，该电流脉冲信号经过前置小信号放大器和信号整形器，最终通过3.5耳机口或TYPE-C接口被移动终端的采样电路采集处理和信号识别。由于探测器直接输出的电流脉冲信号非常微弱，所以需要将信号通过前置小信号放大器加以放大，根据硅光二极管的特性选用德州仪器的TLV9002电流感应型放大器，经TLV9002两路放大器可将电流信号放大到100mv左右的电压信号供后端电路甄别。实际对辐射剂量进行测量时，移动终端通过自带的A/D转换模块将脉冲信号进行采集和定时计数。同时移动终端的APP软件需要通过算法对信号进行数字滤波和脉冲频率提取，并通过探测效率的标定系数和计算公式，最终计算出辐射剂量值，方便人们直观的观察数值，以避免进入辐射区域，而造成不必要的伤害。
附图说明
图1为本发明的原理示意框图。
图2为本发明探测器的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种微型核辐射剂量测量装置，包括探测器和移动终端，探测器包括光电转换传感器、前置小信号放大器和信号整形器，移动终端采用Android***或者移动终端采用IOS***，移动终端通过3.5耳机口或者TYPE-C接口连接探测器，此装置利用移动终端优势去除了传统测量仪器的供电***、A/D处理模块、数据算法处理等硬件模块，使其更具有广泛的应用，进而能够方便人们使用此装置以避免进入辐射场所。
光电转换传感器、前置小信号放大器和信号整形器依次连接，移动终端连接探测器进行γ射线、X射线辐射信号，移动终端内腔中设有脉冲计数器，探测器的输出信号依次经过前置小信号放大器和信号整形器，进而连接脉冲计数器，光电转换传感器采用PIN型硅光二极管，且光电转换传感器通过金属膜遮挡可见光的方式让传感器不受其他光源干扰，确保PIN型硅光二极管准确无误的接收γ射线、X射线信号进行光电转换便于后端电路识别，根据硅光二极管的特性选用德州仪器的TLV9002电流感应型放大器，PIN型硅光二极管相比传统辐射探测器具有响应快、抗干扰、体积小、高灵敏以及无需供偏置高压等特点，PIN型硅光二极管探测器信号输出通过3.5耳机口或TYPE-C接口传至移动终端处理，信号的A/D处理模块和算法处理全部由移动终端的APP软件内部完成，实现了辐射剂量测量仪器小型化，高灵敏，物美价廉的大众化消费级电子仪器。
信号整形器采用低压差低功耗器件，且探测器在1.8V电压200uA电流时即可运行。
探测器采集的信号连接至移动终端内的A/D处理模块上，移动终端内的APP软件实时读取A/D处理模块中的数据，进行相应的解码算法处理，最终实现辐射的实时计数、定时计数测量结果。
本发明设计新颖，操作简单，能够实现对有辐射可能的场所进行辐射信号的探测，以减少人们进入到辐射场所而造成不必要的伤害。
工作原理：此装置在使用时利用PIN型硅光二极管辐射光电效应原理，当γ射线、X射线穿过金属膜包裹下PIN型硅光二极管后，探测器会输出一个电流脉冲信号，该电流脉冲信号经过前置小信号放大器和信号整形器，最终通过3.5耳机口或TYPE-C接口被移动终端的采样电路采集处理和信号识别。由于探测器直接输出的电流脉冲信号非常微弱，所以需要将信号通过前置小信号放大器加以放大，根据硅光二极管的特性选用德州仪器的TLV9002电流感应型放大器，经TLV9002两路放大器可将电流信号放大到100mv左右的电压信号供后端电路甄别。实际对辐射剂量进行测量时，移动终端通过自带的A/D转换模块将脉冲信号进行采集和定时计数。同时移动终端的APP软件需要通过算法对信号进行数字滤波和脉冲频率提取，并通过探测效率的标定系数和计算公式，最终计算出辐射剂量值，方便人们直观的观察数值，以避免进入辐射区域。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种微型核辐射剂量测量装置，包括探测器和移动终端，其特征在于：所述探测器包括光电转换传感器、前置小信号放大器和信号整形器，所述光电转换传感器、前置小信号放大器和信号整形器依次连接，所述移动终端连接探测器进行γ射线、X射线辐射信号，所述移动终端内腔中设有脉冲计数器，所述探测器的输出信号依次经过前置小信号放大器和信号整形器，进而连接脉冲计数器，所述光电转换传感器采用PIN型硅光二极管，且光电转换传感器通过金属膜遮挡可见光的方式让传感器不受其他光源干扰，确保PIN型硅光二极管准确无误的接收γ射线、X射线信号进行光电转换便于后端电路识别。
2.根据权利要求1所述的一种微型核辐射剂量测量装置，其特征在于：所述移动终端采用Android***。
3.根据权利要求1所述的一种微型核辐射剂量测量装置，其特征在于：所述移动终端采用IOS***。
4.根据权利要求1所述的一种微型核辐射剂量测量装置，其特征在于：所述移动终端通过3.5耳机口连接探测器。
5.根据权利要求1所述的一种微型核辐射剂量测量装置，其特征在于：所述移动终端通过TYPE-C接口连接探测器。
6.根据权利要求1所述的一种微型核辐射剂量测量装置，其特征在于：所述信号整形器采用低压差低功耗器件，且探测器在1.8V电压200uA电流时即可运行。
7.根据权利要求1所述的一种微型核辐射剂量测量装置，其特征在于：所述探测器采集的信号连接至移动终端内的A/D处理模块上，所述移动终端内的APP软件实时读取A/D处理模块中的数据，进行相应的解码算法处理，最终实现辐射的实时计数、定时计数测量结果。
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