专利名称：便携式金属探测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物体探测仪器，更具体地说是一种应用核辐射源检测藏在行李、包裹或人体携带的金属危险物品的仪器。
目前，在机场、车站、海关等公共场所普遍使用的金属探测仪器一般分为二类一是将被检查的行李包裹放置在一呈U字形的传送带上，传送带的横折部由防护墙围成屏蔽通道，在传送带旁放置射线发射器。在屏蔽通道入口处装有监视器，离屏蔽通道出口一定距离处放置探测器；二是用探测器紧靠在人体外表移动，当探测到含金属物时，仪器会发出断续的警报声。第一种方法的设备笨重，屏蔽也较麻烦，被检测对象一般是物体；第二种方法探测必须紧靠人体外表，因而当需要对流动人群(包括其手提行李)中被怀疑的恐怖分子进行检测而又不惊动该对象的时候，该方法就带来了一定的局限性。
本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足之处，提供一种便携式金属探测仪，适用于检测位于五米以内的人体、行李、包裹内是否藏有枪支、匕首等金属的危险物品。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
众所周知，当一束低能光子，例如X射线或γ射线，分别照射到金属、人体或其他非金属物体上时，反射回来的射线的数量有一定的差别，若此差别较明显地大于测量误差，则可根据反射回来的射线数量上的差别来鉴别反射物中是否存在金属制品。本实用新型就是基于以上原理。
一种便携式金属探测仪，它包括射线发射器，所述的射线发射器由低能光子源、防护屏蔽体和发射辐射准直器三部分组成；射线接收器，所述的射线接收器由辐射探测器、前置放大器、接收辐射准直器和抗干扰辐射屏蔽套组成；信号甄别成形器，所述的信号甄别成形器由脉冲放大器和单道分析器组成；数据存储处理器，所述的数据存储处理器由定时计数器、数据存储器、运算放大器和微处理器组成；光声警报器，由音响发光警报电路组成；和电源。
图1是本实用新型便携式金属探测器的原理框图。
射线发射器产生和发射辐射。本实用新型采用低能光子源，例如低能γ源或X射线源作为发射源。所以，对操作人员是十分安全的。发射辐射准直器做成空心圆柱形，屏蔽体材料可由钨或铅组成。射线接收器接收辐射，并转换输出对应的电信号。其中辐射探测器可以用盖革-米勒计数器或闪烁探测器。接收辐射准直器接收从人体相关部位反射回来的射线，并限定从前方来的射线，可用钨或铅制成。信号甄别成形器将从接收器来的电信号放大，并选取有用的电信号，将其成形为标准电脉冲信号。其中电信号的放大由前置放大器和脉冲放大器来完成，脉冲放大器的输出信号馈送到单道分析器，甄别出对应散射光子幅度的信号，并使信号成形。数据存储处理器将对应于接受辐射的电脉冲还原为数字信号后，按测量时段储存、分析。最后由光声报警器给出对应于接收到异常辐射量(金属物件)的信号，并启动发光管和发出警报声。电源供给高、低压电源。采用四节1.5伏干电池通过变换电路提供所需高、低压电源。探测器所用的电源一般为几百伏至上千伏。
所述的射线发射器中的所述的发射准直器的准直孔形状为圆形的或长方形的，发射准直器的准直孔的线性宽度为1mm～6mm，孔的深度为3～15mm，和防护屏蔽体连为一体，屏蔽体的壁厚度大于4mm。
所述的射线接收器中的所述的接收辐射准直器的大小根据探测器的大小决定，所述的接收辐射准直器的壁厚度大于4mm，所述的接收辐射准直器的长度至少超出闪烁体的前方，该长度为25mm～40mm。
所述的射线接收器的所述的抗干扰辐射屏蔽套和所述的接收辐射准直器，可根据需要选用其一，或者两者均可省略不用。
所述的光声警报器的音响或发光报警可根据需要选用其一。
本实用新型下面将结合实施例作进一步详述。
图2为便携式金属探测仪结构示意图，作为实施例辐射探测器采用由光电倍加管和NaI闪烁体组成的闪烁探测器。图中1— 低能光子源2— 屏蔽体3— 发射准直器4— 遮挡门5— 闪烁体(NaI)6— 接收准直器7— 光电倍加管8— 前置放大器9— 电子学电路，(包括脉冲放大器、单道分析器、定时计数器、数据存储器、运算放大器、微处理器，图中未标出)10— 电池11— 喇叭12— 指示灯在发射准直器3的前方，可以备有一由铅制成的遮挡门4，当本探测仪处于关闭状态时，此遮挡门4用于挡住射线向外辐射。闪烁体5紧贴在光电倍加管7上。
接收准直器6、闪烁体5、光电倍加管7、前置放大器8一起装在一个由硬铝制成的套筒内，套筒底部装有弹簧，保持接触良好。整个便携式金属探测仪的外壳由硬铝制成，其外型尺寸约为30×12×8cm3。
发射辐射准直器3的准直孔为圆形，准直孔的直径为3mm，孔的深度为5mm，和防护屏蔽体2连为一体，屏蔽体2的厚度为5mm。接收辐射准直器6壁厚为5mm，其长度30mm。
图3为便携式金属探测仪的电子学电路工作原理图。
作为实施例，本实用新型采用的低能源为镅-241，源强可以从几十毫居到2居里，对操作人员是很安全的。射线接收器部分的辐射探测器采用闪烁探测器，包括NaI闪烁晶体5、光电倍加管7和前置放大器8。射线粒子落到NaI闪烁晶体中引起闪烁光。闪烁光在光电倍加管7的阴极上打出光电子。光电倍加管7使光电子电流倍增几个量级，输出对应的电脉冲信号，再经前置放大器8送到主脉冲放大器放大。图4为主脉冲放大器输出信号的脉冲幅度谱。其中X轴表示脉冲幅度，Y轴表示脉冲计数。
单道分析器完成信号的甄别成形。单道分析器有上下两个甄别阈，它们的设置应保证有效地记录反射光子和消除本底和噪声。单道分析器输出的脉冲馈送到定时计数器，使对应于接收辐射的电脉冲信号还原为数字信号，并通过数据存储器、运算放大器、微处理器将此数字信号按测量时段储存分析。最后，在发现有超出测量误差以外的计数存在的情况下，光声报警器输出报警信号，启动光声报警电路，发出光声警报。
本实用新型所用电源由四节一号干电池共6伏经电源芯片提供，其中光电倍加管电压为负700V，其余部分为12V。
本便携式金属探测仪对每件探测对象(包括人或物体)的测量时间不超过2秒钟，本仪器辐射的射束为窄束，瞬时在被测的人的局部扫射搜索，假设扫取十个点，每点照射0.1秒，则定时在2秒钟内，收集有用脉冲的计数，可找到计数异常点，即可判得可能存在的金属物。当然也可以设计成使测量时间大于或小于2秒钟，取样点也可增减。
本探测仪的外形尺寸为30×12×8cm3，重量小于2.5kg。
本实用新型和现有技术相比，具有体积小、重量轻、价格适当、操作安全简单和探测准确可靠等优点。
本实用新型的探测仪的操作安全性是很高的，例如应用能量为60keV的光子，源强为3.7×1010/s(＝1居里)，屏蔽体为壁厚5mm的铅，整天24小时都工作的条件下，全年受到的辐照剂量低于在核设施周围居民年允许剂量的万分之一。
本探测仪可作为机场、车站或其他场所检查行李、包裹或人体藏有金属危险品的快速检测之用。
权利要求1.一种便携式金属探测仪，包括射线发射器，所述的射线发射器由低能光子源、防护屏蔽体和发射辐射准直器三部份组成；射线接收器，所述的射线接收器由辐射探测器、前置放大器、接收辐射准直器和抗干扰辐射屏蔽套组成；信号甄别成形器，所述的信号甄别成形器由脉冲放大器和单道分析器组成；数据存储处理器，所述的数据存储处理器由定时计数器、数据存储器、运算放大器和微处理器组成；光声警报器，所述的光声警报器由音响、发光报警电路组成和电源六大部分。
2.根据权利要求1所述的便携式金属探测仪，其特征在于所述的发射准直器的准直孔形状为圆形的或长方形的，发射准直器的准直孔的线性宽度为1mm～6mm，孔的深度为3～15mm，和防护屏蔽体连为一体，屏蔽体的壁厚度大于4mm。
3.根据权利要求1所述的便携式金属探测仪，其特征在于所述的接收辐射准直器的大小根据探测器的大小决定，所述的接收辐射准直器的壁厚度大于4mm，所述的接收辐射准直器的长度至少超出闪烁体的前方，为25mm～40mm。
4.根据权利要求1所述的便携式金属探测仪，其特征在于所述的射线接收器的所述的抗干扰辐射屏蔽套和所述的接收辐射准直器，可根据需要选用其一，或者两者均可省略不用。
5.根据权利要求1所述的便携式金属探测仪，其特征在于所述的光声警报器的音响或发光报警可根据需要选用其一。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式金属探测仪，它包括射线发射器、射线接收器、信号甄别成形器、数据存储处理器、光声报警器和电源六部分。本实用新型可用于检测位于五米以内的人体、行李、包裹内是否藏有枪支、匕首等金属危险物品。它具有体积小、重量轻、价格适当、操作简单安全和探测准确可靠等优点，可作为机场、车站等公共场合对行李物品或人体的快速检测之用。
文档编号G01V5/00GK2526863SQ0220091
公开日2002年12月18日 申请日期2002年1月17日 优先权日2002年1月17日
发明者陈志才, 杨居安, 简利民, 李 远 申请人:中国原子能科学研究院, 杨居安, 李 远