一种便携式辐射剂量仪及剂量监控设备、分段处理方法技术

本发明专利技术涉及一种便携式辐射剂量仪及剂量监控设备、分段处理方法，属于放射性检测仪器技术领域。该便携式辐射剂量仪包括：CZT探测器、信号处理系统、处理器和由金属材料制成的屏蔽罩。CZT探测器、信号处理系统和处理器依次耦合，CZT探测器、信号处理系统和处理器均设置于屏蔽罩内。与现有技术相比，由于采用信号处理系统对所述CZT探测器输出的电信号进行放大、成形、筛选处理后输出给所述处理器进行预处理，从而可以改变输出信号的幅值、脉宽等，以提高便携式辐射剂量仪及剂量监控设备的剂量线性，保证了该CZT探测器的工作电压在降至人体的安全电压时，该便携式辐射剂量仪仍然具备较高的探测效率。

A portable radiation dosimeter, dose monitoring equipment and segmented processing method

The invention relates to a portable radiation dosimeter, a dose monitoring device and a segmented processing method, belonging to the technical field of radioactive detection instruments. The portable radiation dosimeter includes: CZT detector, signal processing system, processor and shield made of metal material. The CZT detector, the signal processing system and the processor are coupled sequentially, and the CZT detector, the signal processing system and the processor are all arranged in the shielding cover. Compared with the existing technology, the signal processing system is used to amplify, form, and filter the output signal of the CZT detector to be preprocessed to the processor, so that the amplitude and pulse width of the output signal can be changed so as to improve the dose linearity of the portable radiant dose meter and the dose monitoring device. The portable radiation dosimeter still has a high detection efficiency when the working voltage of the CZT detector is reduced to the safe voltage of the human body.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式辐射剂量仪及剂量监控设备、分段处理方法
本专利技术属于放射性检测仪器
，具体涉及一种便携式辐射剂量仪及剂量监控设备、分段处理方法。
技术介绍
人们在广泛利用核能和核技术的同时也面临着特殊的人身安全和环境安全等问题。因此，在核技术应用中要确保公众和周围生态环境的安全就需要环境级的剂量率仪对周围的环境辐射剂量进行实时监测。当前市场上主要的剂量仪的探头部分主要为G－M管和硅二极管，由于G－M管死时间较大以及对γ射线的探测效率较低，同时硅二极管的角响应较差以及其对γ射线的探测效率偏低等原因，使得这两种类型的个人剂量仪的应用受到较大的限制。而新型的CZT半导体探测器的剂量仪可以弥补G－M管和硅二极管探测效率低以及死时间大的缺陷。因此基于CZT半导体探测器的剂量率仪是一种较为理想的X、γ剂量率仪。CZT半导体探测器要实现较高的探测效率则需要较高的工作电压，然而对于作为家居用的个人剂量仪基于安全可靠、携带方便的特点需要探测器的工作电压降至人体的安全电压。然而，随着探测器的工作电压的降低其探测效率也相应的降低，因此，如何在保证探测器具备较高的探测效率的情况下，将其工作电压降至人体的安全电压成为了行业关注的焦点。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种便携式辐射剂量仪及剂量监控设备、分段处理方法，以有效地改善上述问题。本专利技术的实施例是这样实现的：一方面，本专利技术实施例提供了一种便携式辐射剂量仪，包括：CZT探测器、信号处理系统、处理器和由金属材料制成的屏蔽罩。所述CZT探测器、所述信号处理系统、所述处理器耦合，所述CZT探测器、所述信号处理系统和所述处理器均设置于所述屏蔽罩内，所述信号处理系统用于对所述CZT探测器输出的电信号进行放大、成形、筛选处理后输出给所述处理器，所述处理器用于按照预设标准对所述信号处理系统输出的电信号进行预处理。在本专利技术较佳的实施例中，所述信号处理系统包括：前置放大模块、预处理模块和比较模块，所述CZT探测器、所述前置放大模块、所述预处理模块和所述比较模块依次耦合；所述前置放大模块用于将接收到的所述CZT探测器输出的电信号进行放大处理后输出给所述预处理模块；所述预处理模块用于将所述前置放大模块输出的电信号进行成形、放大处理后输出给比较模块；所述比较模块用于将所述预处理模块输出的电信号中的符合预设标准的信号输出给所述处理器进行处理。在本专利技术较佳的实施例中，所述前置放大模块包括：MOS管和第一放大器，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的漏级分别与所述第一放大器的第一输入端和第二输入端耦合，所述MOS管的栅极分别与所述CZT探测器和所述第一放大器的输出端耦合，所述第一放大器的输出端还与所述预处理模块耦合。在本专利技术较佳的实施例中，所述预处理模块包括：微分电路和放大电路，所述微分电路分别与所述前置放大模块和所述放大电路耦合，所述放大电路与所述比较模块耦合；所述微分电路用于将所述前置放大模块输出的电信号进行成形处理后输出给所述放大电路；所述放大电路用于将所述微分电路输出的电信号进行放大处理后输出给比较模块。在本专利技术较佳的实施例中，所述微分电路为CR微分电路。在本专利技术较佳的实施例中，所述放大电路包括：第二放大器，所述第二放大器的第一输入端与所述微分电路耦合，所述第二放大器的第二输入端与其输出端耦合，所述第二放大器的输出端与所述比较模块耦合，所述第二放大器的第二输入端还接地。在本专利技术较佳的实施例中，所述比较模块包括：比较器，所述比较器的第一输入端与参考电压耦合，所述比较器的第二输入端与所述预处理模块耦合，所述比较器的输出端与所述处理器耦合。本专利技术实施例还提供了一种剂量监控设备，包括：控制终端和上述的便携式辐射剂量仪，所述控制终端与所述便携式辐射剂量仪中的处理器耦合。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种分段处理方法，所述方法应用于上述的便携式辐射剂量仪中，所述方法包括：获得对X、γ射线的响应数据；判断所述响应数据是否小于第一预设值，若所述响应数据小于第一预设值，则根据第一预设校准系数以及获得的所述响应数据获得剂量率，若所述响应数据大于等于第一预设值，则根据第二预设校准系数以及获得的所述响应数据获得剂量率。本专利技术实施例提供的便携式辐射剂量仪及剂量监控设备、分段处理方法，与现有技术相比，由于该CZT探测器具有较高的原子序数，因而探测材料的厚度可以达到厘米量级，从而保证了其出色的探测效率，此外，还具有能量分辨率高、灵敏度高、体积小、重量轻等特点。加之，采用信号处理系统对所述CZT探测器输出的电信号进行放大、成形、筛选处理后输出给处理器进行处理，从而可以改变输出信号的幅值、脉宽等，以提高便携式辐射剂量仪及剂量监控设备的剂量线性，保证了该CZT探测器的工作电压在降至人体的安全电压时，该便携式辐射剂量仪仍然具备较高的探测效率。该屏蔽罩不仅可以保护置于其内的CZT探测器、信号处理系统和处理器，避免其损坏，以延长使用寿命；而且还可以避免CZT探测器、信号处理系统和处理器受到外界电磁信号的干扰，以提高辐射剂量率的准确性。此外，本专利技术还具备：探测效率好、灵敏度高、体积小、抗干扰能力强等优点。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中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专利技术的一些实施例，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。通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1示出了本专利技术实施例提供的一种便携式辐射剂量仪的结构示意图。图2示出了本专利技术实施例提供的图1中的信号处理系统的结构框图。图3示出了本专利技术实施例提供的图2中的前置放大模块的电路原理图。图4示出了本专利技术实施例提供的图2中的预处理模块的电路原理图。图5示出了本专利技术实施例提供的图2中的比较模块的电路原理图。图6示出了对辐射剂量率进行分段处理前后的对比图。图7示出了本专利技术实施例提供的剂量监控设备的结构框图。图8示出了本专利技术实施例提供的一种分段处理方法的方法流程图。图标：10－便携式辐射剂量仪；11－屏蔽罩；13－CZT探测器；15－信号处理系统；151－前置放大模块；152－预处理模块；1521－微分电路；1522－放大电路；153－比较模块；17－处理器；20－剂量监控设备；21－控制终端。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式辐射剂量仪，其特征在于，包括：CZT探测器、信号处理系统、处理器和由金属材料制成的屏蔽罩，所述CZT探测器、所述信号处理系统、所述处理器耦合，所述CZT探测器、所述信号处理系统和所述处理器均设置于所述屏蔽罩内，所述信号处理系统用于对所述CZT探测器输出的电信号进行放大、成形、筛选处理后输出给所述处理器，所述处理器用于按照预设标准对所述信号处理系统输出的电信号进行预处理。

【技术特征摘要】
1.一种便携式辐射剂量仪，其特征在于，包括：CZT探测器、信号处理系统、处理器和由金属材料制成的屏蔽罩，所述CZT探测器、所述信号处理系统、所述处理器耦合，所述CZT探测器、所述信号处理系统和所述处理器均设置于所述屏蔽罩内，所述信号处理系统用于对所述CZT探测器输出的电信号进行放大、成形、筛选处理后输出给所述处理器，所述处理器用于按照预设标准对所述信号处理系统输出的电信号进行预处理。2.根据权利要求1所述的便携式辐射剂量仪，其特征在于，所述信号处理系统包括：前置放大模块、预处理模块和比较模块，所述CZT探测器、所述前置放大模块、所述预处理模块、所述比较模块和所述处理器依次耦合；所述前置放大模块用于将接收到的所述CZT探测器输出的电信号进行放大处理后输出给所述预处理模块；所述预处理模块用于将所述前置放大模块输出的电信号进行成形、放大处理后输出给比较模块；所述比较模块用于将所述预处理模块输出的电信号中的符合预设标准的信号输出给所述处理器进行处理。3.根据权利要求2所述的便携式辐射剂量仪，其特征在于，所述前置放大模块包括：MOS管和第一放大器，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的漏级分别与所述第一放大器的第一输入端和第二输入端耦合，所述MOS管的栅极分别与所述CZT探测器和所述第一放大器的输出端耦合，所述第一放大器的输出端还与所述预处理模块耦合。4.根据权利要求2所述的便携式辐射剂量仪，其特征在于，所述预处理模块包括：微分电路和放大电路，所述微分电路分别与所述前置放大模块和所述放大电路耦合，所述放大电路与所述比较模块耦合；所述微分电路用于将所述前置放大模块输出的电信号进行成形处理后输出给所述放大电路；所述放大电路用于将所述微分电路输出的电信号进行放大处理后输出给比较模块。5.根据权利要求4所述的便携式辐射剂量仪，其特征在于，所述微分电路为C...

【专利技术属性】
技术研发人员：查钢强，
申请(专利权)人：西安艾克斯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61