一种闪烁探测器***
技术领域
本实用新型涉及放射性物质射线探测领域,具体涉及一种用于放射性物质射线探测用的闪烁探测器***的性能稳定及仪器的自检测和自刻度的技术。
背景技术
闪烁探测器***是探测放射性物质射线剂量、能谱、计数率等最常用的设备之一。在特殊核材料检测、放射性物质检测、低剂量环境检测、射线能谱测量等领域,由于其探测效率高、测量灵敏度高、能谱响应广等特点,使它成为这些领域的首选技术。
由于闪烁晶体、光电倍增管、电子学线路等受环境温湿度变化、自身长期老化等因素的影响,仪器的灵敏度、准确度、稳定性会改变,因而该类仪器必须定时进行校正和刻度。目前通常是将该类仪器送权威部门,用标准的放射源进行定时校正、刻度,此处的“刻度”指计量仪器与标准器具的定标。
美国SAINT-GOBAIN公司,在其网页上建议可利用LED的发光特性,模拟射线在晶体中的发光过程,对闪烁体的物理性能进行检验,但该建议未提及如何利用此技术可以为闪烁体探测器***进行仪器的自刻度和校正;以及如何结合数字前放、数字设阈等技术,用以克服现有技术中闪烁探测器***因闪烁晶体、光电倍增管、电子学线路等随环境温度、湿度变化及长期老化,仪器的灵敏度、稳定度会改变的不足。
目前国内该类仪器未见报道采用LED自检、自稳定、自刻度的技术。
本实用新型就是为解决上述问题而提出的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于闪烁探测器***的自检、自稳定、自刻度技术,为了克服前述现有技术中为了解决闪烁探测器***因闪烁晶体、光电倍增管、电子学线路等,由于环境温度、湿度变化和长时间老化等原因,导致仪器的增益、阈值、分辨率等出现漂移变化,使***极限灵敏度、稳定度等指标出现波动的技术问题。
本实用新型提供一种闪烁器探测***,该***包括LED发光器件和环境温度传感器单元、控制计算单元和数字前放电路单元,各单元之间通过485总线进行通信连接。
优选的,LED发光器件和环境温度传感器单元包括LED控制和通信组件、温度传感器、LED、闪烁体和光电倍增管;控制计算单元包括上层测量、计算、控制组件和数据采集卡;数字前放电路单元包括数字增益电路和数字设阈电路;LED发光器件和环境温度传感器单元紧贴探测器表面,并与闪烁体光耦合。
本实用新型的技术适用于闪烁探测器***探测放射性物质射线的剂量、能谱、计数率的各种仪器开发制造技术领域,同现有技术相比,本实用新型能够实现闪烁探测器***定时和非定时的自检测、自刻度,使***实现高度的自稳定;同时本实用新型具有设计合理、兼容性好,适应范围广,不需配复杂设备,占地小,运行成本低等特点,能够方便地应用于各种目的的闪烁探测器***。
附图说明
图1为本实用新型的逻辑关系示意图;
图2为本实用新型的整体结构示意图;
图3为本实用新型所述***的工作流程图。
图中:1、上层测量、计算、控制单元;2、485通信线路;3、LED控制器;4、温度传感器;5、LED;6、闪烁体;7、光电倍增管;8、数字前放电路;9、数据采集卡。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
本实用新型利用发光二极管(LED)发光光谱与闪烁体、光电倍增管的发射、传导和吸收光谱相匹配的特性,通过控制LED的发光时间、导通电流大小来模拟射线在晶体内的发光特性和发光量;配以高精度的数字增益、数字设阈前放电路;依据***接收到的LED光子剂量谱的特性,确定***参数的漂移量,通过逻辑计算,触发数字前放电路的数字增益、数字设阈电路,使整个***恢复到正常状态,从而实现整个探测器***的定时和非定时自检测、自刻度,使***高度的自稳定。
本实用新型提供的闪烁探测器逻辑关系图和***结构分别如图1和图2所示,闪烁探测器***由三部分组成,分别是LED发光器件和环境温度传感器单元、控制计算单元和数字前放电路单元8,各单元之间通过485总线2进行通信连接。其中LED发光器件和环境温度传感器单元包括LED控制和通信组件3、温度传感器4、LED5、闪烁体6和光电倍增管7;控制和计算单元包括上层测量、计算、控制组件和数据采集卡9;数字前放电路单元8包括数字增益电路和数字设阈电路。
在本实施例中,温度传感器4和LED5集成于一个小盒子中,紧贴探测器表面,并且与闪烁体光耦合。此处的探测器为闪烁体加光电倍增管,在别处也可能是闪烁体加硅二极管。当LED5发光时,光子可以通过闪烁体6传导至光电倍增管7,并转换成电信号被正比放大,从而模拟了一个射线被探测器探测到的过程。
在控制和计算单元中,可以根据需要控制LED5的发光强度、数量,并根据温度传感器4的参数,对LED5的发光强度进行自动补偿。
在数字前放电路单元8中,配置高精度的数字增益、数字设阈电路,根据探测器探测到的LED发光数量和发光强度位置,与正常探测器***应该得到的数量和强度位置比较,通过比较所得的差值可以计算出探测器***各参数的变化量,然后通过***自动调节数字前放电路8的数字增益和数字设阈量,使整个***恢复到正常状态,从而实现***的自检测和自刻度。
如图3所示,本实用新型所述闪烁探测器***一个完整的工作流程如下:
S1:由控制和计算单元开启***进入自检状态;
S2:测量环境温度、本底剂量、能谱、计数;
S3:LED控制单元触发LED发光,并根据温度传感器参数自动调整LED发光量;
S4:探测器探测LED的发光数量和发光强度位置,扣除环境本底剂量、能谱和计数;
S5:上层测量、计算、控制单元计算探测器***参数的变化量;
S6:触发数字前放电路的数字增益、数字设阈电路,使整个***恢复到正常状态;
S7:***实现自刻度,退出自检测状态。
虽然本实用新型是具体结合一个优选实施例示出和说明的,但熟悉该技术领域的人员可以理解,其中无论在形式上还是在细节上都可以作出各种改变,这并不背离本实用新型的精神实质和专利保护范围。
因此,按照上述的技术方案,所有闪烁探测器***利用LED发光二极管进行自检、自稳定、自刻度的应用,均属于本实用新型的保护范围。
并且,按照上述的技术方案,如果将LED发光控制改为非自动,非485总线式、非数字前放电路的闪烁探测器***自检、自稳定、自刻度应用,也属于本实用新型的保护范围。