CN114324430A - 一种基于中子活化的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于中子活化的检测装置，包括：中子发生装置；检测支架，位于中子发生装置的外侧；放置平台，设于检测支架上；调节装置，其设于放置平台的外侧，以及探测装置，探测装置设于调节装置上，调节装置包括：第一放置件，位于放置平台的一侧；第二放置件，位于放置平台的一侧；以及支撑件，第一放置件的两端分别与支撑件相连，第二放置件的两端分别与支撑件相连；其中，当调整支撑件的长度时，第一放置件的高度随动，且第一放置件相对于水平面发生倾斜，第二放置件的高度随动，且第二放置件相对于水平面产生倾斜。通过本发明公开的一种基于中子活化的检测装置，能够提升样品的检测精度。

Description

一种基于中子活化的检测装置

技术领域

本发明涉及核应用技术领域，特别是涉及一种基于中子活化的检测装置。

背景技术

在建材、冶金、矿山、煤炭、电力等行业，需要对采集到的样品进行分析，从而获知样品内的元素种类及含量。由于样品内的成分大多是不均匀分布的，因此在对样品进行分析时，若采用穿透力弱的射线，则仅能对其表面的材质进行检测，无法对其内部的材质进行检测，从而检测结果不精确。而采用穿透力强的射线进行检测时，虽然检测结果较为精确，但是在实际场景中，射线会分为瞬发射线与缓发射线，两种射线可能会存在干涉的情况，从而也会在一定程度上影响检测精度。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于中子活化的检测装置，本发明能够提升样品的检测精度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于中子活化的检测装置，包括：

中子发生装置；

检测支架，位于所述中子发生装置的外侧；

放置平台，设于所述检测支架上；

调节装置，其设于所述放置平台的外侧；以及

探测装置，所述探测装置设于所述调节装置上，所述调节装置包括：

第一放置件，位于放置平台的一侧；

第二放置件，位于放置平台的一侧；以及

支撑件，所述第一放置件的两端分别与所述支撑件相连，所述第二放置件的两端分别与所述支撑件相连；

其中，当调整所述支撑件的长度时，所述第一放置件的高度随动，且所述第一放置件相对于水平面发生倾斜，所述第二放置件的高度随动，且所述第二放置件相对于水平面产生倾斜。

在本发明一实施例中，所述支撑件包括：

第一支撑件，设于所述第一放置件的一侧；以及

第二支撑件，设于所述第一放置件的另一侧。

在本发明一实施例中，所述支撑件还包括：

第三支撑件，设于所述第二放置件的一侧；以及

第四支撑件，设于所述第二放置件的另一侧。

在本发明一实施例中，所述第一支撑件包括：

第一嵌入件，与所述第一放置件相连；以及

第一固定件，所述第一嵌入件的一端嵌入至所述第一固定件内。

在本发明一实施例中，所述第二支撑件包括：

第二嵌入件，与所述第一放置件相连；以及

第二固定件，所述第二嵌入件的一端嵌入至所述第二固定件内。

在本发明一实施例中，所述第三支撑件包括：

第三嵌入件，与所述第二放置件相连；以及

第三固定件，所述第三嵌入件的一端嵌入至所述第三固定件内。

在本发明一实施例中，所述第四支撑件包括：

第四嵌入件，与所述第二放置件相连；以及

第四固定件，所述第四嵌入件的一端嵌入至所述第四固定件内。

在本发明一实施例中，位于一侧的所述支撑件之间通过连接件相连。

在本发明一实施例中，当测量缓发射线时，所述探测装置与所述中子发生装置在水平方向之间的间距不小于1.5m。

在本发明一实施例中，所述探测装置的检测角度为-45°~+45°的范围。

如上所述，本发明提供一种基于中子活化的检测装置，能够对瞬发射线与缓发射线分别进行检测分析，且能够减少中子源对探测装置的干扰，从而能够提升检测分析的精度。同时工作人员无需靠近样品，即可完成对样品的检测，能够防止工作人员被穿透性强的射线照射。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1显示为本发明的一种检测装置的结构示意图。

图2显示为图1的正视图。

图3显示为图1的俯视图。

元件标号说明：

100、调节装置；101、第一放置件；102、第二放置件；103、第一嵌入件；104、第二嵌入件；105、第三嵌入件；106、第四嵌入件；107、第一固定件；108、第二固定件；109、第三固定件；110、第四固定件；111、第一连接件；112、第二连接件；200、探测装置；300、放置平台；400、传动装置；500、限位感应装置；501、感应触点；502、感应开关；600、中子发生装置；700、检测支架。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1所示，本发明提供了一种基于中子活化的检测装置，其可用于对样品内的元素种类及含量进行检测分析。检测装置可包括调节装置100、探测装置200、放置平台300、传动装置400、限位感应装置500、检测支架700以及中子发生装置600。其中，检测支架700可作为检测装置的主体，从而调节装置100、探测装置200、放置平台300、传动装置400、限位感应装置500以及中子发生装置600可分别安装在检测支架700上，以便对样品进行检测分析。当然，为了能够便于移动检测装置，检测支架700的底部可对称安装有多个固定腿，固定腿上可安装有万向轮，从而可以便于对检测支架700进行移动，以满足不同场景的需求。

请参阅图1所示，在本发明的一个实施例中，中子发生装置600可以用来发射中子。具体的，中子源可以是人造中子发生器，也可以是放射性核素。中子发生器可以为D-D中子发生器，也可以为D-T中子发生器等。放射性核素可以是Am-Be中子源，也可以是252Cf自发裂变中子源等。当中子发生装置600为人造中子发生器时，则可通过工控机控制中子发生装置600的启停。中子发生装置600可以安装在检测支架700的底部一侧，例如可以安装在检测支架700的底部中心部分上。从而中子发生装置600可自下而上的向上发射中子，当经过慢化后的热中子与样品发生接触时，热中子会激发样品产生穿透力强的射线，以对样品检测分析。在本实施例中，穿透力强的射线可以为例如γ射线。

请参阅图1与图2所示，在本发明的一个实施例中，放置平台300可活动安装于检测支架700上，从而样品可放置在放置平台300上，通过放置平台300带动样品移动，以使样品能够充分与中子源接触或远离，以提升检测分析的精度。当然，为了避免放置平台300本身的材质对检测分析的结果造成干扰，因此放置平台300可以选用高密度聚乙烯（铅硼聚乙烯）、橡胶等，其材质不包括样品本身的组分，从而可避免放置平台300本身对检测分析的结果造成的干扰。

请参阅图1与图2所示，在本发明的一个实施例中，为了能够提高检测分析的效率，因此在放置平台300上可能会放置多种待检测的样品。为了能够充分对多种待检测的样品进行检测分析，因此需要分别将多种待检测的样品移动到中子发生装置600的上方，以使中子源能够分别与多种待检测的样品充分接触。由于在检测分析的过程中会产生穿透力强的射线，因此工作人员无法直接去移动待检测的样品，因此可以借助传动装置400驱动放置平台300进行移动，以使待检测的样品分别与中子源充分接触。放置平台300可通过滑块与滑轨的配合滑动设置于检测支架700上，也可通过滚轮与导轨的配合滑动设置于检测支架700上。放置平台300与检测支架700之间的具体滑动方式可不加限制，只要能够满足通过传动装置400带动放置平台300移动即可。

请参阅图1与图2所示，在本发明的一个实施例中，具体的，传动装置400可包括驱动电机、丝杆以及固定套。其中，驱动电机可固定在检测支架700上，其转动端可以与丝杆的一端之间可通过联轴器相连，丝杆的另一端可转动设于检测支架700上。从而当驱动电机工作时，可通过联轴器带动丝杆同步转动。丝杆上可螺纹配合有固定套，固定套可固定设于放置平台300的一侧，从而当丝杠转动时，能够带动固定套移动，从而带动放置平台300同步移动。当然，传动装置400也可为伸缩气缸，从而伸缩气缸可固定在检测支架700上，伸缩气缸的活动端可与放置平台300的一侧相连。从而可通过伸缩气缸的活动端的伸缩驱动放置平台300移动。传动装置400的具体结构可不加限制，只要能够满足带动放置平台300移动即可。

请参阅图1、图2及图3所示，在本发明的一个实施例中，为了能够控制传动装置400的工作，以控制放置平台300移动到合适的位置。因此可以在检测支架700上安装限位感应装置500，限位感应装置500可包括感应触点501与感应开关502。感应触点501可设于放置平台300上，从而可以感应放置平台300的具***置。感应开关502的数量可以为多个，且多个感应开关502可设置于检测支架700的一侧，从而当放置平台300移动时，多个感应开关502可分别感应到感应触点501，从而可实时感应放置平台300的具***置。当放置平台300移动到合适的位置后，相应的感应开关502可发出指令，并控制传动装置400停止工作。

请参阅图1、图2及图3所示，在本发明的一个实施例中，探测装置200可设于调节装置100上，调节装置100可设于检测支架700的***，从而可使探测装置200位于检测支架700的上方，从而探测装置200可以对射线进行测量分析。由于射线会包含瞬发射线与缓发射线，从而瞬发射线与缓发射线会相互产生干涉，影响检测的精度。同时中子源发射的穿透性射线也会被探测装置200探测到，从而中子源会进一步影响检测的精度。因此需要对探测装置200采用不同的放置方式，以对应不同的测量场景需求。例如在本实施例中，当探测装置200位于中子发生装置600的正上方时，可以用于测量瞬发射线。当探测装置200相对于中子发生装置600倾斜放置时，即两者之间形成一定的角度时，可以减少中子源对探测装置200的测量干扰。当探测装置200相对于中子发生装置600发生偏移时，即两者不在同一垂直线上时，且将被中子源照射一段时间后的物料移动到探测装置200下时，探测装置200可以用于测量缓发射线。从而可通过调整探测装置200的位置，以分别对瞬发射线、缓发射线等进行检测，提高检测效果。同时为了能够减少周围散射中子及环境射线的干扰，因此可以在探测装置200的表面包裹屏蔽材料。在本实施例中，屏蔽材料可以为高密度聚乙烯（铅硼聚乙烯）等。

请参阅图1及图2所示，本发明还提供了一种探测器的调节装置，其可用于对探测装置200的探测角度与位置进行调节。其中，调节装置100可包括第一放置件101、第二放置件102、第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件、第四支撑件、第一连接件111以及第二连接件112。具体的，探测装置200可放置在第一放置件101与第二放置件102上，从而可通过调节第一放置件101与第二放置件102的位置与角度，从而对探测装置200的探测角度与位置进行调节。当然，探测装置200与第一放置件101之间的固定方式可不加限制，例如可通过螺栓进行固定连接，也可通过卡扣结构进行相连，探测装置200与第一放置件101之间的固定方式可根据实际需求进行设定。探测装置200与第二放置件102之间的固定方式可不加限制，例如可通过螺栓进行固定连接，也可通过卡扣结构进行相连，探测装置200与第二放置件102之间的固定方式可根据实际需求进行设定。

请参阅图1及图2所示，在本发明的一个实施例中，为了能够便于调节第一放置件101与第二放置件102的角度与位置，因此第一放置件101的两端可分别与第一支撑件、第二支撑件相连，第二放置件102的两端可分别与第三支撑件、第四支撑件相连。从而第一支撑件与第三支撑件可位于检测支架700的一侧，第二支撑件与第四支撑件可位于检测支架700的另一侧。从而可通过调节第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件以及第四支撑件的高度来调节探测装置200的位置与角度。

请参阅图1及图2所示，在本发明的一个实施例中，第一支撑件可包括第一嵌入件103与第一固定件107。其中，第一嵌入件103的一端可固定在第一放置件101的一侧，第一嵌入件103可通过螺栓等可拆卸固定在第一放置件101上，也可通过卡扣方式等固定在第一放置件101上，还可通过焊接的方式固定在第一放置件101上。第一嵌入件103与第一放置件101之间的具体连接方式可不加限制，只要能够满足将第一嵌入件103固定在第一放置件101上即可。第一嵌入件103的另一端可嵌入至第一固定件107中，从而可通过调节第一嵌入件103在第一固定件107内的长度，以调解第一放置件101的高度，从而调节探测装置200的角度与位置。为了能够方便调节第一嵌入件103的高度，因此可在第一嵌入件103上设置有多个调节孔，在第一固定件107的一侧设有多个相对应的通孔，从而当通孔的轴心与调节孔的轴心位于同一条之间上时，可通过螺栓等嵌入件对第一嵌入件103进行定位。

请参阅图1及图2所示，在本发明的一个实施例中，第二支撑件可包括第二嵌入件104与第二固定件108。其中，第二嵌入件104的一端可固定在第一放置件101的另一侧，第二嵌入件104可通过螺栓等可拆卸固定在第一放置件101上，也可通过卡扣方式等固定在第一放置件101上，还可通过焊接的方式固定在第一放置件101上。第二嵌入件104与第一放置件101之间的具体连接方式可不加限制，只要能够满足将第二嵌入件104固定在第一放置件101上即可。第二嵌入件104的另一端可嵌入至第二固定件108中，从而可通过调节第二嵌入件104在第二固定件108内的长度，以调解第一放置件101的高度，从而调节探测装置200的角度与位置。为了能够方便调节第二嵌入件104的高度，因此可在第二嵌入件104上设置有多个调节孔，在第二固定件108的一侧设有多个相对应的通孔，从而当通孔的轴心与调节孔的轴心位于同一条之间上时，可通过螺栓等嵌入件对第二嵌入件104进行定位。

请参阅图1及图2所示，在本发明的一个实施例中，第三支撑件可包括第三嵌入件105与第三固定件109。其中，第三嵌入件105的一端可固定在第二放置件102的一侧，第三嵌入件105可通过螺栓等可拆卸固定在第二放置件102上，也可通过卡扣方式等固定在第二放置件102上，还可通过焊接的方式固定在第二放置件102上。第三嵌入件105与第二放置件102之间的具体连接方式可不加限制，只要能够满足将第三嵌入件105固定在第二放置件102上即可。第三嵌入件105的另一端可嵌入至第三固定件109中，从而可通过调节第三嵌入件105在第三固定件109内的长度，以调解第二放置件102的高度，从而调节探测装置200的角度与位置。为了能够方便调节第三嵌入件105的高度，因此可在第三嵌入件105上设置有多个调节孔，在第三固定件109的一侧设有多个相对应的通孔，从而当通孔的轴心与调节孔的轴心位于同一条之间上时，可通过螺栓等嵌入件对第三嵌入件105进行定位。

请参阅图1及图2所示，在本发明的一个实施例中，第四支撑件可包括第四嵌入件106与第四固定件110。其中，第四嵌入件106的一端可固定在第二放置件102的另一侧，第四嵌入件106可通过螺栓等可拆卸固定在第二放置件102上，也可通过卡扣方式等固定在第二放置件102上，还可通过焊接的方式固定在第二放置件102上。第四嵌入件106与第二放置件102之间的具体连接方式可不加限制，只要能够满足将第四嵌入件106固定在第二放置件102上即可。第四嵌入件106的另一端可嵌入至第四固定件110中，从而可通过调节第四嵌入件106在第四固定件110内的长度，以调解第二放置件102的高度，从而调节探测装置200的角度与位置。为了能够方便调节第四嵌入件106的高度，因此可在第四嵌入件106上设置有多个调节孔，在第四固定件110的一侧设有多个相对应的通孔，从而当通孔的轴心与调节孔的轴心位于同一条之间上时，可通过螺栓等嵌入件对第四嵌入件106进行定位。

请参阅图1及图2所示，在本发明的一个实施例中，为了能够将第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件以及第四支撑件相互固定，以使探测装置200能够稳定放置在第一放置件101与第二放置件102之间。因此第一支撑件与第二支撑件之间可通过第一连接件111进行固定，第三支撑件与第四支撑件之间可通过第二连接件112固定。具体的，第一固定件107与第三固定件109之间可以通过第一连接件111进行固定连接，连接方式可不加限定，可通过焊接、粘接、卡合等将第一连接件111的两端分别固定在第一固定件107与第三固定件109上。第二固定件108与第四固定件110之间可以通过第二连接件112进行固定连接，连接方式可不加限定，可通过焊接、粘接、卡合等将第二连接件112的两端分别固定在第二固定件108与第四固定件110上。当然，为了能够方便调整探测装置200的相对于样品的位置，以提高检测精度，因此可在第一固定件107、第二固定件108、第三固定件109以及第四固定件110的底部设置有万向轮，从而可便于调节整探测装置200的相对于样品的位置。

请参阅图1及图2所示，在本发明的一个实施例中，当需要调整探测装置200的高度时，可以通过调节第一嵌入件103相对于第一固定件107的位置，同时同步调节第二嵌入件104相对于第二固定件108的位置，同步调节第三嵌入件105相对于第三固定件109的位置，同步调节第三嵌入件106相对于第四固定件110的位置，以使能够同步调整第一放置件101与第二放置件102的高度，从而能够调整探测装置200的高度，以满足不同场景的需求。

请参阅图1及图2所示，在本发明的一个实施例中，当需要调整探测装置200的检测角度时，因此可以调节第一嵌入件103相对于第一固定件107的位置，同步调节第三嵌入件105相对于第三固定件109的位置。此时第一放置件101与第二放置件102的一侧可相对于其另一侧上升或下降，从而此时探测装置200的检测角度也会随之发生变化。或者也可以调节第二嵌入件104相对于第二固定件108，同步调节第三嵌入件106相对于第四固定件110的位置此时第一放置件101与第二放置件102的一侧可相对于其另一侧上升或下降，从而此时探测装置200的检测角度也会随之发生变化。在本实施例中，探测装置200的检测角度的范围可以为例如-45°~+45°。当探测装置200位于中子发生装置600的正上方时，可以用来测量瞬发射线。当探测装置200倾斜放置时，可以减少中子源对探测装置200的干扰。当探测装置200偏移放置时，即探测装置200并不在中子发生装置600的正上方时，可以用来测量缓发射线。从而可以通过调节探测装置200相对于中子发生装置600的位置，以测量不同的射线，从而能够提升检测分析的精度。在本实施例中，探测装置200相对于物料的距离应该尽可能的近，从而提高射线的探测效率，而当需要测量缓发射线时，探测装置200与中子发生装置600之间的间距在水平方向上可以为例如不小于1.5米。

请参阅图1及图2所示，在本发明的一个实施例中，在放置平台300上可以放置多种样品，也可以放置同一种样品，可以根据测量场景需求调整。当放置不同样品时，可以根据测试需求远程控制放置平台300的运动更换测试样品的种类，而无需测试人员频繁靠近测量装置，降低手动换料带来的辐射危害。当放置平台300上放置同种物料，当测试瞬发射线时，可以通过控制电机带动放置平台300上样品的运动，从而减少缓发射线对瞬发射线的测量影响。当测量缓发射线时，探测装置200偏离中子发生器600放置，可以通过控制电机带动放置平台300上的样品的运动，先将样品输送到放置平台300上方接受中子照射，然后将样品传动到探测装置200下方测量样品发出的缓发射线。

综上所述，通过本发明提供的一种基于中子活化的检测装置，能够对瞬发射线与缓发射线分别进行检测分析，且能够减少中子源对探测装置的干扰，从而能够提升检测分析的精度。同时工作人员无需靠近样品，即可完成对样品的检测，能够防止工作人员被穿透性强的射线照射。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于中子活化的检测装置，其特征在于，包括：

中子发生装置；

检测支架，位于所述中子发生装置的外侧；

放置平台，设于所述检测支架上；

调节装置，其设于所述放置平台的外侧；以及

探测装置，所述探测装置设于所述调节装置上，所述调节装置包括：

第一放置件，位于放置平台的一侧；

第二放置件，位于放置平台的一侧；以及

支撑件，所述第一放置件的两端分别与所述支撑件相连，所述第二放置件的两端分别与所述支撑件相连；

其中，当调整所述支撑件的长度时，所述第一放置件的高度随动，且所述第一放置件相对于水平面发生倾斜，所述第二放置件的高度随动，且所述第二放置件相对于水平面产生倾斜。

2.根据权利要求1所述的基于中子活化的检测装置，其特征在于，所述支撑件包括：

第一支撑件，设于所述第一放置件的一侧；以及

第二支撑件，设于所述第一放置件的另一侧。

3.根据权利要求2所述的基于中子活化的检测装置，其特征在于，所述支撑件还包括：

第三支撑件，设于所述第二放置件的一侧；以及

第四支撑件，设于所述第二放置件的另一侧。

4.根据权利要求2或3所述的基于中子活化的检测装置，其特征在于，所述第一支撑件包括：

第一嵌入件，与所述第一放置件相连；以及

第一固定件，所述第一嵌入件的一端嵌入至所述第一固定件内。

5.根据权利要求2或3所述的基于中子活化的检测装置，其特征在于，所述第二支撑件包括：

第二嵌入件，与所述第一放置件相连；以及

第二固定件，所述第二嵌入件的一端嵌入至所述第二固定件内。

6.根据权利要求3所述的基于中子活化的检测装置，其特征在于，所述第三支撑件包括：

第三嵌入件，与所述第二放置件相连；以及

第三固定件，所述第三嵌入件的一端嵌入至所述第三固定件内。

7.根据权利要求3所述的基于中子活化的检测装置，其特征在于，所述第四支撑件包括：

第四嵌入件，与所述第二放置件相连；以及

第四固定件，所述第四嵌入件的一端嵌入至所述第四固定件内。

8.根据权利要求1所述的基于中子活化的检测装置，其特征在于，位于一侧的所述支撑件之间通过连接件相连。

9.根据权利要求1所述的基于中子活化的检测装置，其特征在于，当测量缓发射线时，所述探测装置与所述中子发生装置在水平方向之间的间距不小于1.5m。

10.根据权利要求1所述的基于中子活化的检测装置，其特征在于，所述探测装置的检测角度为-45°~+45°的范围。

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