一种α源探测成像光学装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及提出了一种用于α源探测的成像光学系统和方法，所述成像光学系统包括紫外成像光学装置和阵列式光电倍增管PMT单光子探测装置；紫外成像光学装置，用于收集预设范围的散射光信号，并将散射光信号处理后，得到紫外荧光信号，将紫外荧光信号传送到所述阵列式PMT单光子探测装置；阵列式PMT单光子探测装置，用于利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光持续时间特征对所述紫外荧光信号进行处理，得到α粒子激发空气中的氮气所产生的紫外荧光信号。本发明专利技术实现了在现场条件下为利用阵列式PMT通过单光子探测方式α源远距离非接触检测的系统或者检测仪器提供可以灵活组合的紫外成像光学装置，提高了α源现场检测的安全性和工作效率。全性和工作效率。全性和工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种
α
源探测成像光学装置和方法


[0001]本专利技术涉及α源探测
，尤其涉及一种用于α源探测的成像光学系统和方法。

技术介绍

[0002]与核技术利用有关的产业在生产、运输、储存等过程中不可避免地会产生越来越多的核废料和核污染。核污染的放射危害性及其无色无味等特点使核防护过程中的远距离核污染检测需求日渐迫切。
[0003]α射线射程短、穿透力弱，这使得实现α污染远距离检测相对困难。现场可用的探测仪器或系统，如α表面污染仪，工作距离较近，不利于防护。可用于现场探测的α源远距离探测装置对α源的有效探测和防护具有重要作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于α源探测的成像光学系统和方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种用于α源探测的成像光学系统，所述成像光学系统包括紫外成像光学装置和阵列式光电倍增管PMT单光子探测装置；
[0007]所述紫外成像光学装置，用于收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号处理后，得到紫外荧光信号，将所述紫外荧光信号传送到所述阵列式PMT单光子探测装置；
[0008]所述阵列式PMT单光子探测装置，用于利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光持续时间特征对所述紫外荧光信号进行处理，得到α粒子激发空气中的氮气所产生的紫外荧光信号。
[0009]本方法专利技术的有益效果是：提出了一种用于α源探测的成像光学系统，所述成像光学系统包括紫外成像光学装置和阵列式光电倍增管PMT单光子探测装置；所述紫外成像光学装置，用于收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号处理后，得到紫外荧光信号，将所述紫外荧光信号传送到所述阵列式PMT单光子探测装置；所述阵列式PMT单光子探测装置，用于利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光持续时间特征对所述紫外荧光信号进行处理，得到α粒子激发空气中的氮气所产生的紫外荧光信号。本专利技术实现了在现场条件下为利用阵列式PMT通过单光子探测方式α源远距离非接触检测的系统或者检测仪器提供可以灵活组合的紫外成像光学装置，提高了α源现场检测的安全性和工作效率。
[0010]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0011]进一步地，所述紫外成像光学装置包括汇聚镜片组、窄带滤光模块和PMT接口模块；
[0012]所述汇聚镜片组，用于收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号进行汇聚；
[0013]所述窄带滤光模块，用于根据预设谱段对汇聚后的所述散射光信号进行过滤后，得到紫外信号，其中，所述预设谱段是利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光谱线分布特征所确定的；
[0014]所述PMT接口模块，用于将所述紫外信号传送至所述阵列式PMT单光子探测装置。
[0015]进一步地，所述阵列式PMT单光子探测装置包括第一紫外阵列PMT、第二紫外阵列PMT和单光子探测电路，所述第一紫外阵列PMT和所述第二紫外阵列PMT对称分布；
[0016]所述第一紫外阵列PMT接收所述PMT接口模块传送的所述紫外信号，将所述紫外信号转换为第一多路输出电信号，并将所述第一多路输出电信号发送至所述单光子探测电路；
[0017]所述第二紫外阵列PMT接收所述PMT接口模块传送的所述紫外信号，将所述紫外信号转换为第二多路输出电信号，并将所述第二多路输出电信号发送至所述单光子探测电路；
[0018]所述单光子探测电路，用于利用时间符合法，对所述第一多路输出电信号和所述第二多路输出电信号进行过滤，得到所述α粒子激发空气中的氮气所产生的紫外荧光信号。
[0019]进一步地，所述PMT接口模块包括单路PMT工作模式和双路工作模块；
[0020]当所述PMT接口模块以单路PMT工作模式工作时，所述PMT接口模块将所述紫外信号传送至所述第一紫外阵列PMT；
[0021]当所述PMT接口模块以双路工作模式工作时，所述PMT接口模块利用5:5分光光路将所述紫外信号等比例传送至对称设置的所述第一紫外阵列PMT和所述第二紫外阵列PMT。
[0022]进一步地，所述汇聚镜片组将收集到的所述散射光信号汇聚在预设距离的预设面积的镜片上，所述预设面积根据所述第一紫外阵列PMT和所述第二紫外阵列PMT的阴极接收面积确定，并通过所述预设距离确定所述第一紫外阵列PMT和所述第二紫外阵列PMT的放置位置。
[0023]进一步地，所述单光子探测电路，具体用于利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光持续时间特征，利用时间符合法滤除所述第一多路输出电信号和所述第二多路输出电信号中的不符合所述紫外荧光持续时间特征的干扰信号。
[0024]本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：
[0025]一种用于α源探测的成像光学方法，基于上述技术方案中任一项所述的用于α源探测的成像光学系统，所述方法包括：
[0026]所述成像光学系统中的紫外成像光学装置收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号处理后，得到紫外荧光信号，将所述紫外荧光信号传送到所述阵列式PMT单光子探测装置；
[0027]所述成像光学系统中的阵列式PMT单光子探测装置利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光持续时间特征对所述紫外荧光信号进行处理，得到α粒子激发空气中的氮气所产生的紫外荧光信号。
[0028]进一步地，所述紫外成像光学装置包括汇聚镜片组、窄带滤光模块和PMT接口模块；
[0029]所述紫外成像光学装置中的汇聚镜片组收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号进行汇聚；
[0030]所述紫外成像光学装置中的窄带滤光模块根据预设谱段对汇聚后的所述散射光信号进行过滤后，得到紫外信号，其中，所述预设谱段是利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光谱线分布特征所确定的；
[0031]所述紫外成像光学装置中的PMT接口模块将所述紫外信号传送至所述阵列式PMT单光子探测装置。
[0032]进一步地，所述阵列式PMT单光子探测装置包括第一紫外阵列PMT、第二紫外阵列PMT和单光子探测电路，所述第一紫外阵列PMT和所述第二紫外阵列PMT对称分布；
[0033]所述阵列式PMT单光子探测装置中的第一紫外阵列PMT接收所述PMT接口模块传送的所述紫外信号，将所述紫外信号转换为第一多路输出电信号，并将所述第一多路输出电信号发送至所述单光子探测电路；
[0034]所述阵列式PMT单光子探测装置中的第二紫外阵列PMT接收所述PMT接口模块传送的所述紫外信号，将所述紫外信号转换为第二多路输出电信号，并将所述第二多路输出电信号发送至所述单光子探测电路；
[0035]所述阵列式PMT单光子探测装置中的单光子探测电路利用时间符合法，对所述第一多路输出电信号和所述第二多路输出电信号进行过滤，得到所述α粒子激发空气中的氮气所产生的紫外荧光信号。
[0036]进一步地，所述PMT接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于α源探测的成像光学系统，其特征在于，所述成像光学系统包括紫外成像光学装置和阵列式光电倍增管PMT单光子探测装置；所述紫外成像光学装置，用于收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号处理后，得到紫外荧光信号，将所述紫外荧光信号传送到所述阵列式PMT单光子探测装置；所述阵列式PMT单光子探测装置，用于利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光持续时间特征对所述紫外荧光信号进行处理，得到α粒子激发空气中的氮气所产生的紫外荧光信号。2.根据权利要求1所述的用于α源探测的成像光学系统，其特征在于，所述紫外成像光学装置包括汇聚镜片组、窄带滤光模块和PMT接口模块；所述汇聚镜片组，用于收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号进行汇聚；所述窄带滤光模块，用于根据预设谱段对汇聚后的所述散射光信号进行过滤后，得到紫外信号，其中，所述预设谱段是利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光谱线分布特征所确定的；所述PMT接口模块，用于将所述紫外信号传送至所述阵列式PMT单光子探测装置。3.根据权利要求2所述的用于α源探测的成像光学系统，其特征在于，所述阵列式PMT单光子探测装置包括第一紫外阵列PMT、第二紫外阵列PMT和单光子探测电路，所述第一紫外阵列PMT和所述第二紫外阵列PMT对称分布；所述第一紫外阵列PMT接收所述PMT接口模块传送的所述紫外信号，将所述紫外信号转换为第一多路输出电信号，并将所述第一多路输出电信号发送至所述单光子探测电路；所述第二紫外阵列PMT接收所述PMT接口模块传送的所述紫外信号，将所述紫外信号转换为第二多路输出电信号，并将所述第二多路输出电信号发送至所述单光子探测电路；所述单光子探测电路，用于利用时间符合法，对所述第一多路输出电信号和所述第二多路输出电信号进行过滤，得到所述α粒子激发空气中的氮气所产生的紫外荧光信号。4.根据权利要求3所述的用于α源探测的成像光学系统，其特征在于，所述PMT接口模块包括单路PMT工作模式和双路工作模块；当所述PMT接口模块以单路PMT工作模式工作时，所述PMT接口模块将所述紫外信号传送至所述第一紫外阵列PMT；当所述PMT接口模块以双路工作模式工作时，所述PMT接口模块利用5:5分光光路将所述紫外信号等比例传送至对称设置的所述第一紫外阵列PMT和所述第二紫外阵列PMT。5.根据权利要求4所述的用于α源探测的成像光学系统，其特征在于，所述汇聚镜片组将收集到的所述散射光信号汇聚在预设距离的预设面积的镜片上，所述预设面积根据所述第一紫外阵列PMT和所述第二紫外阵列PMT的阴极接收面积确定，并通过所述预设距离确定所述第一紫外阵列PMT和所述第二紫外阵列PMT的放置位置。6.根据权利要求5所述的用于α源探测的成像光学系统，其特征在于，所述单光子探测电...

【专利技术属性】
技术研发人员：常军林，高祎宁，盛增理，徐红鹃，王海山，付立民，
申请(专利权)人：卡迪诺科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：