专利名称：一种测量射线剂量的射线测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量射线剂量的射线测量仪，尤其适用于工业X射线的检测中制作曝光曲线和控制射线累积剂量。
背景技术：
目前，检测工业X射线曝光曲线大多采用射线胶片曝光，测定胶片黑度来制作，这样做一方面要使用大量胶片，另一方面为了得到即时结果，避免黑度超标，需要多次冲洗了解实时结果，费时费力费财。因此设计一种薄片状能测量射线累积剂量的射线剂量计用于射线检测曝光曲线的制作或者用于曝光时射线剂量的检测。
发明内容
本发明针对以上问题而提供一种薄片状的、准确的测量射线剂量的射线测量仪。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于它包括光电传感器、第一放大电路、积分电路、第二放大电路、A/D转换器和单片机控制及显示电路；所述第一放大电路由第一差分放大电路、第一校准电压电路和第一反相比例放大电路组成；所述第二放大电路由第二差分放大电路、第二校准电压电路和第二反相比例放大电路组成；
所述光电传感器的输出端分别接第一差分放大电路和积分电路的输入端；所述第一差分放大电路和第一校准电压电路的输出端均接第一反相比例放大电路的输入端；所述积分电路的输出端接第二差分放大电路的输入端；所述第二差分放大电路和第二校准电压电路的输出端均接第二反相比例放大电路的输入端；所述第一反相比例放大电路和第二反相比例放大电路的输出端分别接A/D转换器的相应输入端；所述A/D转换器的输出端接单片机控制及显示电路的输入端。本发明的有益效果如下:
本发明降低了制作射线曝光曲线的人力物力财力、大大提高了工作效率，并且也可以读取射线剂量以确定曝光量。
图1为本发明的电路原理框 图2为本发明的电路原理图(除A/D转换器、单片机控制及显示电路外的电路图)；
图3为A/D转换器、单片机控制及显示电路的电路图。
具体实施例方式由图1-3所示的实施例可知，它包括光电传感器1、第一放大电路3、积分电路2、第二放大电路4、A/D转换器6和单片机控制及显示电路8 ;所述第一放大电路3由第一差分放大电路3-1、第一校准电压电路3-2和第一反相比例放大电路3-3组成；所述第二放大电路4由第二差分放大电路4-1、第二校准电压电路4-2和第二反相比例放大电路4-3组成；所述光电传感器I的输出端分别接第一差分放大电路3-1和积分电路2的输入端；所述第一差分放大电路3-1和第一校准电压电路3-2的输出端均接第一反相比例放大电路3-3的输入端；所述积分电路2的输出端接第二差分放大电路4-1的输入端；所述第二差分放大电路4-1和第二校准电压电路4-2的输出端均接第二反相比例放大电路4-3的输入端；所述第一反相比例放大电路3-3和第二反相比例放大电路4-3的输出端分别接A/D转换器6的相应输入端；所述A/D转换器6的输出端接单片机控制及显示电路8的输入端。它还包括第一报警电路5和第二报警电路7 ;所述第一报警电路5的输入端接第一反相比例放大电路3-3的输出端；所述第二报警电路7的输入端接第二反相比例放大电路4-3的输出端。所述光电传感器I由娃光电二极管Dl组成,其型号为S1087。所述第一放大电路3的第一差分放大电路3-1由放大器U1A、滑动变阻器VRl和电阻R1-R5组成；所述电阻Rl与硅光电二极管Dl并联；所述放大器UlA的反相输入端经电阻R2接硅光电二极管Dl的阴极，所述放大器UlA的同相输入端经电阻R3接硅光电二极管Dl的阳极；所述电阻R5接在放大器UlA的同相输入端与地之间；所述电阻R4与滑动变阻器VRl串联后接在放大器UlA的输出端与反相输入端之间；
所述第一校准电压电路3-2由稳压管D2、滑动变阻器VR2和电阻R9-R10组成；所述稳压管D2与电阻R9串联后接在+12V与地之间；所述滑动变阻器VR2与稳压管D2并联；所述第一反相比例放大电路3-3由放大器U1B、滑动变阻器VR3和电阻R6-R8组成；所述放大器UlB的反相输入端一路经电阻R6接放大器UlA的输出端，另一路经电阻RlO接滑动变阻器VR2的滑动端，所述放大器UlB的同相输入端经电阻R8接地；所述电阻R7与滑动变阻器VR3串联后接在放大器UlB的输出端VDDl与反相输入端之间。所述积分电路2由放大器U2A、电阻R11-R13和电容Cl组成；所述放大器U2A的反相输入端经电阻Rl I接光电二极管Dl的阴极，所述放大器U2A的同相输入端接光电二极管Dl的阳极；所述电阻R13与电容Cl并联后接在放大器U2A的输出端与反相输入端之间；所述电阻R12接在放大器U2A的同相输入端与地之间。所述第二差分放大电路4-1由放大器U2B、滑动变阻器VR6和电阻R14-R18组成；所述电阻R14接在放大器U2A的输出端与地之间；所述放大器U2B的反相输入端经电阻R15接放大器U2A的输出端，放大器U2B的同相输入端分别经电阻R16和电阻R18接地；所述电阻R17与滑动变阻器VR6串联后接在放大器U2B的输出端与反相输入端之间；
所述第二校准电压电路4-2与第一校准电压电路3-2结构相同，第二校准电压电路4-2由稳压管D3、滑动变阻器VR7和电阻R22-R23组成；
所述第二反相比例放大电路4-3与第一反相比例放大电路3-3结构相同，第二反相比例放大电路4-3由放大器U2C、滑动变阻器VR8和电阻R19-R21组成；其输出端为放大器U2C的输出端VDD2。所述A/D转换器6由A/D转换器U8组成；所述A/D转换器U8的型号为ADC0808，其26脚、27脚分别接所述放大器UlB的输出端VDD1、放大器U2C的输出端VDD2，A/D转换器U8的6脚与22脚相连，A/D转换器U8的9脚与12脚均接+5V，A/D转换器U8的16脚接地。
所述单片机控制及显示电路8由单片机U5及其外围元器件晶振Y1、开关S3、电容C6-C8、排阻PR1、电阻R36和显示模块U6组成；所述单片机U5的型号为AT89C51，其输入端21脚-28脚依次接A/D转换器U8的17脚、14脚、15脚、8脚、18-21脚，单片机U5的单片机U5的1-3脚依次接A/D转换器U8的25-23脚，单片机U5的13脚-14脚分别接A/D转换器U8的7-6脚，单片机U5的输出端32-39脚接显示模块U6的的D7-D0脚，单片机U5的输出端15-17脚分别接显示模块U6的RS脚、RW脚、E脚，单片机U5的30脚接A/D转换器U8的10脚；所述显示模块U6的型号为IXD1602 ;所述晶振Yl接在单片机U5的18脚与19脚之间；所述电容C6接在单片机U5的19脚与地之间；所述电容C7接在单片机U5的18脚与地之间；单片机U5的9脚依次经开关S3、电阻R36接+5V，电容C8与开关S3并联；所述排阻PRl的2-9脚分别接单片机U5的39-32脚，排阻PRl的I脚接+5V。所述第一报警电路5由双时基芯片U3及其外围元器件稳压管D4、三极管Q1、发光二极管DS1-DS2、开关S1、滑动变阻器VR4- VR5、电容C2-C3和电阻R24-R29组成；所述双时基芯片U3的型号为LM556，其输入端6脚依次经电阻R24、滑动变阻器VR4接放大器UlB的输出端VDDl，电容C2接在双时基芯片U3的6脚与地之间，双时基芯片U3的输入端8脚依次经电阻R26、滑动变阻器VR5接稳压管D4的阳极，稳压管D4的阴极接放大器UlB的输出端VDDl，双时基芯片U3的输出端5脚依次经电阻R25、发光二极管DSl接地，双时基芯片U3的输出端9脚依次经电阻R29、发光二极管DS2接地，三极管Ql的基极接双时基芯片U3的9脚，三极管Ql的集电极接双时基芯片U3的8脚，三极管Ql的发射极接地，双时基芯片U3的4脚经开关SI接地，双时基芯片U3的10脚经电阻R27接放大器UlB的输出端VDD1，双时基芯片U3的2脚与12脚相连后经电阻R28接地，双时基芯片U3的14脚接放大器UlB的输出端VDDl，电容C3接在放大器UlB的输出端VDDl与双时基芯片U3的12脚之间；
所述第二报警电路7与第一报警电路5结构相同；所述第二报警电路7由双时基芯片U4及其外围元器件稳压管D5、三极管Q2、发光二极管DS3-DS4、开关S2、滑动变阻器VR9-VR10、电容C4-C5和电阻R30-R35组成；所述双时基芯片U4的输入端6脚依次经电阻R30、滑动变阻器VR9接放大器U2C的输出端VDD2，双时基芯片U4的输入端8脚依次经电阻R33、滑动变阻器VRlO接稳压管D5的阳极，稳压管D5的阴极接放大器U2C的输出端VDD2。以上所述放大器的型号均为LM324。下面结合图1-3，对本实施例的工作原理做简要说明:
本实施例中采用硅光电二极管Dl，其余外围电路装在一个盒子内，并将硅光电二极管Dl伸出盒子做成探针形状，其余外围电路与硅光电二极管Dl之间以导线相连接，并且硅光电二极管Dl以插头形式与其余外围电路连接，方便更换。受工业X射线照射时流经硅光电二极管Dl的是电流信号，然后经电阻Rl将电流信号转换为电压信号，同时送入了第一放大电路3将电压信号放大用以测量X射线瞬时剂量；同时，将电流信号经积分电路2累积X，再送入第二放大电路4将电流信号转换为电压信号并放大用以测量X射线累积剂量；由于经放大的电压信号仍为模拟信号，而单片机只能处理数字信号，因此A/D转换器6进行信号的数模转换，然后送入单片机处理并显示。其中之所以添加第一校准电压电路3-2和第二校准电压电路4-2:此装置要求流经硅光电二极管Dl的电流为12mA时，放大电路输出端电压为0，而如果没有校准电压电路实际输出不满足要求，因此添加可以调压的校准电压电路以满足实际要求。
在本实施例中还可以根据射线剂量报警，当超出剂量上下限范围的时候进行报警。在报警电路中，发光二极管DSl (或发光二极管DS3)为上限报警指示灯，调节滑动变阻器VR4 (或滑动变阻器VR9)，在放大器UlB输出端VDDl (或放大器U2C输出端VDD2)的电压接近上限(但仍为正常)的情况下，使双时基芯片U3(或双时基芯片U4)的6脚电压稍大于1/3VDD1 (或1/3VDD2)，此时双时基芯片U3(或双时基芯片U4)的5脚仍为低电平，当VDDl (或VDD2)继续升高时，电容C3 (电容C5)两端电压不能突变，双时基芯片U3 (或双时基芯片U4)的6脚电压相对降低，双时基芯片U3(或双时基芯片U4)的5脚电平发生翻转，输出高电平，则发光二极管DSl (或发光二极管DS3)亮，报警指示超出射线剂量上限。发光二极管DS2 (或发光二极管DS4)为下限报警指示灯，在放大器UlB输出端VDDl (或放大器U2C输出端VDD2)接近低限(但仍为正常)的情况下，调节滑动变阻器VR5(或滑动变阻器VR10)，使双时基芯片U3 (或双时基芯片U4)的8脚电压稍大于1/3VDD1 (或1/3VDD2)，当电压VDDl (或VDD2)下降到8脚电位小于1/3VDD1 (或1/3VDD2)时，双时基芯片U3 (或双时基芯片U4)的9脚电平发生翻转，输出高电平，发光二极管DS2 (或发光二极管DS4)亮，同时三极管Ql (或三极管Ql)的基极与双时基芯片U3 (或双时基芯片U4)的9脚相连，三极管Ql (或三极管Ql)饱和导通，又使双时基芯片U3 (或双时基芯片U4)的8脚钳位于低电平，继续报警。
权利要求
1.一种测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于它包括光电传感器(I)、第一放大电路(3)、积分电路(2)、第二放大电路⑷、A/D转换器(6)和单片机控制及显示电路⑶；所述第一放大电路(3)由第一差分放大电路(3-1)、第一校准电压电路(3-2)和第一反相比例放大电路(3-3)组成；所述第二放大电路(4)由第二差分放大电路(4-1)、第二校准电压电路(4-2)和第二反相比例放大电路(4-3)组成； 所述光电传感器(I)的输出端分别接第一差分放大电路(3-1)和积分电路(2)的输入端；所述第一差分放大电路(3-1)和第一校准电压电路(3-2)的输出端均接第一反相比例放大电路(3-3)的输入端；所述积分电路(2)的输出端接第二差分放大电路(4-1)的输入端；所述第二差分放大电路(4-1)和第二校准电压电路(4-2)的输出端均接第二反相比例放大电路(4-3)的输入端；所述第一反相比例放大电路(3-3)和第二反相比例放大电路(4-3)的输出端分别接A/D转换器￠)的相应输入端；所述A/D转换器￠)的输出端接单片机控制及显示电路(8)的输入端。
2.根据权利要求1所述的测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于它还包括第一报警电路(5)和第二报警电路(7);所述第一报警电路(5)的输入端接第一反相比例放大电路(3-3)的输出端；所述第二报警电路(7)的输入端接第二反相比例放大电路(4-3)的输出端。
3.根据权利要求2所述的测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于所述光电传感器(I)由硅光电二极管Dl组成。
4.根据权利要求3所述的测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于所述第一放大电路(3)的第一差分放大电路(3-1)由放大器U1A、滑动变阻器VRl和电阻R1-R5组成；所述电阻Rl与硅光电二极管Dl并联；所述放大器UlA的反相输入端经电阻R2接硅光电二极管Dl的阴极，所述放大器UlA的 同相输入端经电阻R3接硅光电二极管Dl的阳极；所述电阻R5接在放大器UlA的同相输入端与地之间；所述电阻R4与滑动变阻器VRl串联后接在放大器UlA的输出端与反相输入端之间； 所述第一校准电压电路(3-2)由稳压管D2、滑动变阻器VR2和电阻R9-R10组成；所述稳压管D2与电阻R9串联后接在+12V与地之间；所述滑动变阻器VR2与稳压管D2并联； 所述第一反相比例放大电路(3-3)由放大器U1B、滑动变阻器VR3和电阻R6-R8组成；所述放大器UlB的反相输入端一路经电阻R6接放大器UlA的输出端，另一路经电阻RlO接滑动变阻器VR2的滑动端，所述放大器UlB的同相输入端经电阻R8接地；所述电阻R7与滑动变阻器VR3串联后接在放大器UlB的输出端VDDl与反相输入端之间。
5.根据权利要求4所述的测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于所述积分电路(2)由放大器U2A、电阻R11-R13和电容Cl组成；所述放大器U2A的反相输入端经电阻Rll接光电二极管Dl的阴极，所述放大器U2A的同相输入端接光电二极管Dl的阳极；所述电阻R13与电容Cl并联后接在放大器U2A的输出端与反相输入端之间；所述电阻R12接在放大器U2A的同相输入端与地之间。
6.根据权利要求5所述的测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于所述第二差分放大电路(4-1)由放大器U2B、滑动变阻器VR6和电阻R14-R18组成；所述电阻R14接在放大器U2A的输出端与地之间；所述放大器U2B的反相输入端经电阻R15接放大器U2A的输出端，放大器U2B的同相输入端分别经电阻R16和电阻R18接地；所述电阻R17与滑动变阻器VR6串联后接在放大器U2B的输出端与反相输入端之间； 所述第二校准电压电路(4-2)与第一校准电压电路(3-2)结构相同，第二校准电压电路(4-2)由稳压管D3、滑动变阻器VR7和电阻R22-R23组成； 所述第二反相比例放大电路(4-3)与第一反相比例放大电路(3-3)结构相同，第二反相比例放大电路(4-3)由放大器U2C、滑动变阻器VR8和电阻R19-R21组成；其输出端为放大器U2C的输出端VDD2。
7.根据权利要求6所述的测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于所述A/D转换器(6)由A/D转换器U8组成；所述A/D转换器U8的26脚、27脚分别接所述放大器UlB的输出端VDDl、放大器U2C的输出端VDD2，A/D转换器U8的6脚与22脚相连，A/D转换器U8的9脚与12脚均接+5V, A/D转换器U8的16脚接地。
8.根据权利要求7所述的测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于所述单片机控制及显示电路⑶由单片机U5及其外围元器件晶振Y1、开关S3、电容C6-C8、排阻PR1、电阻R36和显示模块U6组成；所述单片机U5的输入端21脚-28脚依次接A/D转换器U8的17脚、14脚、15脚、8脚、18-21脚，单片机U5的单片机U5的1_3脚依次接A/D转换器U8的25-23脚，单片机U5的13脚-14脚分别接A/D转换器U8的7_6脚，单片机U5的输出端32-39脚接显示模块U6的的D7-D0脚，单片机U5的输出端15-17脚分别接显示模块U6的RS脚、RW脚、E脚，单片机U5的30脚接A/D转换器U8的10脚；所述晶振Yl接在单片机U5的18脚与19脚之间；所述电容C6接在单片机U5的19脚与地之间；所述电容C7接在单片机U5的18脚与地之间；单片机U5的9脚依次经开关S3、电阻R36接+5V，电容C8与开关S3并联；所述排阻PRl的2-9脚分别接单片机U5的39-32脚，排阻PRl的I脚接+5V。
9.根据权利要求8所述的测量射线剂量的射线测量仪，其特征在于所述第一报警电路(5)由双时基芯片U3及其外围元器件稳压管D4、三极管Q1、发光二极管DS1-DS2、开关S1、滑动变阻器VR4- VR5、电容C2-C3和电阻R24-R29组成；所述双时基芯片U3的输入端6脚依次经电阻R24、滑动变阻器VR4接放大器UlB的输出端VDD1，电容C2接在双时基芯片U3的6脚与地之间，双时基芯片U3的输入端8脚依次经电阻R26、滑动变阻器VR5接稳压管D4的阳极，稳压管D4的阴极接放大器UlB的输出端VDD1，双时基芯片U3的输出端5脚依次经电阻R25、发光二极管DSl接地，双时基芯片U3的输出端9脚依次经电阻R29、发光二极管DS2接地，三极管Ql的基极接双时基芯片U3的9脚，三极管Ql的集电极接双时基芯片U3的8脚，三极管Ql的发射极接地，双时基芯片U3的4脚经开关SI接地，双时基芯片U3的10脚经电阻R27接放大器UlB的输出端VDD1，双时基芯片U3的2脚与12脚相连后经电阻R28接地，双时基芯片U3的14脚接放大器UlB的输出端VDD1，电容C3接在放大器UlB的输出端VDDl与双时基芯片U3的12脚之间； 所述第二报警电路(7)与第一报警电路(5)结构相同；所述第二报警电路(7)由双时基芯片U4及其外围元器件稳压管D5、三极管Q2、发光二极管DS3-DS4、开关S2、滑动变阻器VR9- VR10、电容C4- C5和电阻R30-R35组成；所述双时基芯片U4的输入端6脚依次经电阻R30、滑动变阻器VR9接放大器U2C的输出端VDD2，双时基芯片U4的输入端8脚依次经电阻R33、滑动变阻器VRlO接稳压管D5的阳极，稳压管D5的阴极接放大器U2C的输出端VDD2。
全文摘要
本发明涉及一种测量射线剂量的射线测量仪。本发明包括光电传感器、第一放大电路、积分电路、第二放大电路、A/D转换器和单片机控制及显示电路；所述第一放大电路由第一差分放大电路、第一校准电压电路和第一反相比例放大电路组成；所述第二放大电路由第二差分放大电路、第二校准电压电路和第二反相比例放大电路组成；其特征在于它还包括第一报警电路和第二报警电路；所述第一报警电路的输入端接第一反相比例放大电路的输出端；所述第二报警电路的输入端接第二反相比例放大电路的输出端。本发明的有益效果为降低了制作射线曝光曲线的人力物力财力、大大提高了工作效率。
文档编号G01T1/14GK103163545SQ201310059868
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者刘长福, 赵纪峰, 董国振 申请人:河北省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司, 河北省电力建设调整试验所