高精度防爆检测一体化装置制造方法及图纸

高精度防爆检测一体化装置是利用瞬发伽马射线中子活化分析技术进行爆炸物存在性的检测判定，并具备防爆功能的一体化装置。装置由防爆系统、中子源项系统、样品检测系统、能谱分析系统、屏蔽防护系统、机械动力系统组成，中子源用于激发被测物品特征伽马射线，探测器进行伽马射线收集以及能谱测量，防爆系统具有较高的吸能缓冲功能，屏蔽防护系统用于对环境及人体的剂量防护，减小中子对于环境及人体的危害，机械动力系统实现了方便测量的功能。本发明专利技术以信噪比作为装置设计评价准则，基于新型装置评价优化方法对整体装置进行优化设计，使装置具备较高的信噪比，提高装置测量水平，同时将防爆功能及检测功能有机结合，装置安全性高，操作方便。

High precision explosion-proof detection integrated device

High-precision explosion-proof detection integrated device is an integrated device with explosive-proof function, which uses instantaneous gamma-ray neutron activation analysis technology to detect and determine the existence of explosives. The device consists of explosion-proof system, neutron source system, sample detection system, energy spectrum analysis system, shielding protection system and mechanical power system. The neutron source is used to excite characteristic gamma rays of the object under test. The detector collects gamma rays and measures the energy spectrum. The explosion-proof system has a high energy absorption buffer function and shields. The protective system is used to protect the environment and human body from the dose of neutrons, and to reduce the harm of neutrons to the environment and human body. The invention takes the signal-to-noise ratio as the design evaluation criterion of the device, and optimizes the overall device based on the new device evaluation optimization method, so that the device has a higher signal-to-noise ratio, improves the measurement level of the device, and combines the explosion-proof function with the detection function organically, so that the device has high safety and convenient operation.

【技术实现步骤摘要】
高精度防爆检测一体化装置
本专利技术属于元素检测
，具体涉及一种高精度防爆检测一体化装置。
技术介绍
公众安全长期以来一直是人们关注的重点，如何有效的检测出行李中的危险爆炸物，并防止其在公众密集区域爆炸造成危害及恐慌是一个亟待解决的问题。在机场，车站等区域，基于X射线透射成像技术，使用X光机对行李等物品进行检测，通过被检测物质形状和密度信息对行李中是否有危险爆炸物进行判断，其他技术也包括金属探测技术，毫米波探测技术等。针对爆炸物的爆炸危害，通常设置防爆桶，防爆毯防止爆炸带来的危害。目前，在测量分析领域中，核分析技术已经成为一项常规技术。它有其它分析技术所不具有的很多优点。瞬发伽马射线中子活化分析（PGNAA，PromptGamma-RayNeutronActivationAnalysis）技术利用中子轰击被测物料的靶核，通过热中子俘获、非弹性散射等反应在极短的时间内（小于10-13s）放出特征伽玛射线，通过探测特征伽玛射线和测量特征伽玛射线的强度即可定性和定量地识别大部分核素并分析其含量。由于其高穿透性、非破坏性、在线原位测量、分析精度高等特点，近年来被广泛应用于社会安全、工业、环境、医药等各领域。然而，上述检测技术存在不足，X射线穿透性差，不能对深层物品进行探测；有的仪器进口价格昂贵，成本高；并且目前的检测装置没有防爆功能，即使检测到疑似危险品，也不能及时进行处理。因此，确有必要对现有技术及装置改进，从根本上解决现有技术及装置之不足。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种高精度防爆检测一体化装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高精度防爆检测一体化装置，其特征在于，包括：防爆系统、中子源项系统、样品检测系统、能谱分析系统、屏蔽防护系统和机械动力系统；所述中子源项系统在防爆系统内释放中子，所述样品检测系统对中子激发出的特征伽马射线进行接收，所述能谱分析系统对伽马射线能谱进行记录，所述屏蔽防护系统对中子以及伽马射线进行屏蔽，所述机械动力系统控制装置的开启和关闭。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：所述防爆系统包括装饰外壳、外钢层、吸能缓冲层、内钢层和加强筋；所述装饰外壳形成桶主体的外层，装饰外壳、外钢层、吸能缓冲层、内钢层由外至内依次紧密相接，所述加强筋安装在外钢层的底部。所述中子源项系统包括中子发生器、中子发生器供电控制机箱、周围反射层和上部反射层；所述中子发生器半包裹于吸能缓冲层中，所述中子发生器供电控制机箱与中子发生器连接，为中子发生器供电，所述周围反射层和上部反射层均起中子反射作用，周围反射层位于内钢层的内侧，上部反射层位于桶盖处。所述样品检测系统包括测量腔室、样品架、样品和伽马射线探测器；所述测量腔室位于周围反射层内，所述样品架位于测量腔室中，用于支撑样品，所述伽马射线探测器位于上部反射层中，中子发生器释放的中子与样品发生辐射俘获反应，放出特征伽马射线，特征伽马射线进入伽马射线探测器并沉积，产生的信号被伽马射线探测器记录。所述能谱分析系统包括多道分析器和工业控制计算机；所述多道分析器与伽马射线探测器相连，用于特征伽马射线的转化存储与传输，所述工业控制计算机与多道分析器相连，用于处理多道分析器传输的数据。所述屏蔽防护系统包括伽马射线屏蔽层、探测器防护层和环境防护层；所述伽马射线屏蔽层位于周围反射层和内钢层之间，用于屏蔽吸能缓冲层材料与中子反应产生的伽马射线，所述探测器防护层位于上部反射层和伽马射线探测器之间，用于进一步屏蔽装置内其他结构材料产生的伽马射线，所述环境防护层位于装饰外壳和外钢层之间，用于屏蔽进入周围环境中的中子。所述机械动力系统包括机械转轴和电机；所述机械转轴连接在桶盖和桶主体之间，所述电机分别与机械转轴、工业控制计算机相连，电机为机械转轴提供动力，工业控制计算机用于操作电机，控制桶盖的开启与闭合。所述桶主体的内径为900mm，外径为1030-1060mm，高度为850-880mm；装饰外壳为不锈钢材料；内钢层为碳钢材质，外径916mm，高658mm，壁厚8mm，底层厚度8mm；吸能缓冲层为高密度聚乙烯纤维材质，外径1014mm，底层厚度176mm，壁厚49mm；外钢层为碳钢材质，外径1030mm，底层厚度8mm，壁厚8mm；加强筋为碳钢材质，长500mm，宽8mm，高8mm。所述中子发生器为D-D中子发生器，产生能量为2.5MeV的中子；周围反射层为石墨材质，壁厚160mm；上部反射层厚度为180mm；测量腔室内径900mm，高650mm；伽马射线探测器为碘化钠（NaI）探测器，晶体直径101.6mm，高101.6mm。所述伽马射线屏蔽层为铅材质，壁厚40mm；探测器防护层为铅材质；环境防护层为含硼聚乙烯材质，碳化硼含量为5%。本专利技术的有益效果是：1、有机的将防爆功能与检测功能结合，弥补目前安全检查中检测装置不能防爆，防爆装置不能检测的缺陷；防爆系统中所设计的防爆材料可以对中子进行慢化，并对散射中子具有吸收作用，从而减少装置中的中子慢化结构材料以及屏蔽防护结构材料的使用，降低了结构材料带来的噪声干扰，同时降低装置成本；检测系统中所设计的结构增加了装置壁厚，可以提高装置整体的防爆性能；2、装置基于PGNAA技术对物品进行检测，在整体装置设计中同时考虑样品激发的有效信号以及周围结构材料与中子反应产生的干扰噪声，以信噪比为设计评价标准，最终通过材料的选择以及结构几何尺寸的设计，提高装置整体信噪比，并最终使装置测量水平提高；3、测量装置选择D-D中子发生器作为中子源，舍弃D-T中子发生器以及其他同位素中子源，即使产生爆炸导致中子发生器破裂，其中也不存在放射性物质，不会产生“核泄漏”对环境及人体造成危害；综上所述，本专利技术以信噪比为设计评价标准，基于新型装置评价优化方法对整体装置进行设计，提高了装置测量水平；并且装置同时具备防爆功能以及检测功能，更加有效的保障了公众安全。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的正视剖面图。附图标记如下：1-工业控制计算机；2-电机；3-中子发生器供电控制机箱；4-桶盖；5-桶主体；6-中子发生器；7-多道分析器；8-机械转轴；9-伽马射线探测器；10-探测器防护层；11-上部反射层；12-装饰外壳；13-环境防护层；14-外钢层；15-吸能缓冲层；16-内钢层；17-伽马射线屏蔽层；18-周围反射层；19-样品；20-样品架；21-加强筋；22-测量腔室。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。如图1、图2所示的高精度防爆检测一体化装置，包括防爆系统、中子源项系统、样品检测系统、能谱分析系统、屏蔽防护系统和机械动力系统。防爆系统包括装饰外壳12、外钢层14、吸能缓冲层15、内钢层16、加强筋21，中子源项系统包括中子发生器6、中子发生器供电控制机箱3、周围反射层18、上部反射层11，样品检测系统包括测量腔室22、样品架20、样品19、伽马射线探测器9，能谱分析系统包括多道分析器7、工业控制计算机1，屏蔽防护系统包括伽马射线屏蔽层17、探测器防护层10、环境防护层13，机械动力系统包括机械转轴8、电机2。桶主体5的内径为900mm，外径为1030-1060mm，高度为850-880mm；装饰外壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度防爆检测一体化装置，其特征在于，包括：防爆系统、中子源项系统、样品检测系统、能谱分析系统、屏蔽防护系统和机械动力系统；所述中子源项系统在防爆系统内释放中子，所述样品检测系统对中子激发出的特征伽马射线进行接收，所述能谱分析系统对伽马射线能谱进行记录，所述屏蔽防护系统对伽马射线进行屏蔽，所述机械动力系统控制装置的开启和关闭。

【技术特征摘要】
1.一种高精度防爆检测一体化装置，其特征在于，包括：防爆系统、中子源项系统、样品检测系统、能谱分析系统、屏蔽防护系统和机械动力系统；所述中子源项系统在防爆系统内释放中子，所述样品检测系统对中子激发出的特征伽马射线进行接收，所述能谱分析系统对伽马射线能谱进行记录，所述屏蔽防护系统对伽马射线进行屏蔽，所述机械动力系统控制装置的开启和关闭。2.如权利要求1所述的一种高精度防爆检测一体化装置，其特征在于：所述防爆系统包括装饰外壳（12）、外钢层（14）、吸能缓冲层（15）、内钢层（16）和加强筋（21）；所述装饰外壳（12）形成桶主体（5）的外层，装饰外壳（12）、外钢层（14）、吸能缓冲层（15）、内钢层（16）由外至内依次紧密相接，所述加强筋（21）安装在外钢层（14）的底部。3.如权利要求2所述的一种高精度防爆检测一体化装置，其特征在于：所述中子源项系统包括中子发生器（6）、中子发生器供电控制机箱（3）、周围反射层（18）和上部反射层（11）；所述中子发生器（6）半包裹于吸能缓冲层（15）中，所述中子发生器供电控制机箱（3）与中子发生器（6）连接，为中子发生器（6）供电，所述周围反射层（18）和上部反射层（11）均起中子反射作用，周围反射层（18）位于内钢层（16）的内侧，上部反射层（11）位于桶盖（4）处。4.如权利要求3所述的一种高精度防爆检测一体化装置，其特征在于：所述样品检测系统包括测量腔室（22）、样品架（20）、样品（19）和伽马射线探测器（9）；所述测量腔室（22）位于周围反射层（18）内，所述样品架（20）位于测量腔室（22）中，用于支撑样品（19），所述伽马射线探测器（9）位于上部反射层（11）中，中子发生器（6）释放的中子与样品（19）发生辐射俘获反应，放出特征伽马射线，特征伽马射线进入伽马射线探测器（9）并沉积，产生的信号被伽马射线探测器（9）记录。5.如权利要求4所述的一种高精度防爆检测一体化装置，其特征在于：所述能谱分析系统包括多道分析器（7）和工业控制计算机（1）；所述多道分析器（7）与伽马射线探测器（9）相连，用于特征伽马射线的转化存储与传输，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑大千，李佳桐，贾文宝，程璨，蔡平坤，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32