专利名称：门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备及方法
技术领域：
本发明涉及辐射监测技术，具体涉及一种门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率 检测设备及方法。
背景技术：
近年来，国际社会对于核恐怖及放射源安全问题日益引起重视，许多国家在重要 核设施(如核电站、后处理厂)、边境口岸、机场、港口、高速公路、铸造厂、炼钢厂、废料场、 废渣填埋场和焚化厂、大型集会场所等都安装和配备了检测设备，门式放射性污染监测仪 因此应运而生，它是反恐、预防放射源安全事故发生及保护军用核材料的主要手段。门式放射性监测仪这类设备大都是室外固定安装长期使用的，运行环境恶劣，使 用过程和设备的研发定型过程中，都需要进行定期校准检测，以保证这类设备的检测性能。 有许多参数来评估这类仪器的性能，其中静态灵敏度和误报警率是衡量这类复杂仪器的主 要物理量。特别是为了获得误报警率的数据，需要在精确控制照射时间的条件下，按照逻辑 时序的要求，对仪器进行数万次的测试。所以，非常有必要开展静态灵敏度和误报警率校准 及检测方法研究，建立静态灵敏度和误报警率自动校准及检测装置，可精确定时的装置，确 定仪器的探测灵敏度随不同核素的影响规律和误报警率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备及 方法，为评估门式辐射监测仪的性能提供可靠的依据。本发明的技术方案如下一种门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备， 包括带有脚轮的支架，支架上设有放射源升降运动装置以及控制装置，所述的放射源升降 运动装置包括减速直线电机以及缓冲式直线运动机构，缓冲式直线运动机构与滑杆连接， 滑杆纵向穿过铅室，滑杆的顶部设有放射源容器；在放射源升降运动装置的下方纵向设有 若干个位置检测器，位置检测器与直线运动控制器连接，直线运动控制器连接数显计时器。进一步，如上所述的门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备，其中，所述 的减速直线电机通过变频器与直线运动控制器连接。进一步，如上所述的门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备，其中，所述 的位置检测器共有3个，最下面一个对应滑杆的零点位置，中间一个对应数显计时器开始 计数和结束计数的位置，最上面一个对应滑杆上升到最高点并开始返回的位置。进一步，如上所述的门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备，其中，在支 架上设有控制面板，控制面板上设有控制上升按钮、控制下降按钮、照射工作按钮，以及数 显计时器的显示界面。一种使用上述设备对门式辐射监测仪静态灵敏度进行检测的方法，包括如下步 骤(一 )把检测设备放在门式辐射监测仪两个探测器之间，选择合适的放射源置于检测设备的放射源盒内，并将放射源置于铅室内，同时设置放射源与门式辐射监测仪的探 测器灵敏中心之间的距离；(二)测量门式辐射监测仪的本底计数，并计算本底计数的平均值；(三)触发门式辐射监测仪进入测量状态，并将检测设备的放射源从铅室中升起；(四)记录门式辐射监测仪的测量计数，至少记录20个计数，并计算测量计数的平 均值，通过测量计数的平均值减去本底计数的平均值得到净计数；(五)对放射源半衰期进行修正，计算探测效率，探测效率=净计数/放射源修正 后的活度；(六)按照如下公式计算表征静态灵敏度的参数一最小可探测下限MDA，其中，BN为本底计数平均值，T为测量时间，P为探测效率。进一步，如上所述的门式辐射监测仪静态灵敏度检测方法，该方法还包括步骤 (七)，更换不同活度的放射源，或者改变门式辐射监测仪的测量时间T，或者改变放射源与 门式辐射监测仪的探测器灵敏中心之间的距离，重复步骤(一)至步骤(六)的操作，来确 定最小可探测下限MDA随不同因素变化的影响。一种使用上述设备对门式辐射监测仪误报警率进行检测的方法，包括如下步骤(I)把检测设备放在门式辐射监测仪两个探测器之间，选择合适的放射源置于检 测设备的放射源盒内，并将放射源置于铅室内，同时设置放射源与门式辐射监测仪的探测 器灵敏中心之间的距离；(II)在一个70秒的门式辐射监测仪的测量周期中，其中60秒用于本底测量，更新 本底，10秒触发门式辐射监测仪进入测量状态，在10秒测量内，将检测设备的放射源从铅 室中升起，通过位置检测器和直线运动控制器的共同作用，完成一次1秒照射，并使放射源 返回铅室，1秒的照射周期是通过调节变频器控制减速直线电机的转速，进而控制放射源的 升降速度来保证的；或者，在10秒测量内，放射源不升起，完成1次无源照射；(III)记录在门式辐射监测仪N次测量周期内，放射源升起完成有源照射的次数 N1,门式辐射监测仪没有报警的次数队，以及将放射源保留在铅室中，没有升起，完成无源照 射的次数N3,门式辐射监测仪发生报警的次数N4 ；其中，N = N^N3 ；(IV)计算误报警率=(N2+N4)/(Ni+N3)。本发明的有益效果如下通过本发明所提供的设备和方法，能够确定门式辐射监 测仪的探测灵敏度随不同核素变化的影响，以及不同测量时间和不同距离对探测灵敏度的 影响，开展误报警率测试研究，促进这类仪器的研发过程，保证测量结果的一致性和可靠 性。
图1为本发明设备的工作原理图；图2为本发明设备的外部结构示意图；图3为检测误报警率的工作时序图。图中，1.铅室 2.放射源盒 3.缓冲式直线运动机构 4.减速直线电机5.滑杆6.位置检测器7.输入电源(AV220V) 8.自动空气开关9.变频器10.控制面板 11.直线运动控制器12.指示灯13.数显计时器14.控制上升按钮15.控制下降按钮 16.照射工作按钮17.支架18.脚轮
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图1、图2所示，本发明所提供的门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设 备包括带有脚轮18的支架17，支架17上设有放射源升降运动装置以及控制装置。所述的 放射源升降运动装置包括减速直线电机4以及缓冲式直线运动机构3，缓冲式直线运动机 构3与滑杆5连接，缓冲式直线运动机构3是机械设备中的常用机构，其功能是将电机4的 输出轴的旋转运动转化为滑杆5的上下运动，在滑杆5运动的上、下极限位置上，安装有弹 簧缓冲装置，使得滑杆在上升到最顶端及降到最底部时，能起到缓冲的作用。滑杆5纵向 穿过铅室1，滑杆5的顶部设有放射源盒2 ；在放射源升降运动装置的下方纵向设有三个位 置检测器6，位置检测器6与直线运动控制器17连接，直线运动控制器17连接数显计时器 13。在三个位置检测器6中，最下面一个对应滑杆的零点位置，中间一个对应数显计时器开 始计数和结束计数的位置，最上面一个对应滑杆上升到最高点并开始返回的位置。减速直 线电机4通过变频器9与直线运动控制器17连接，变频器9通过自动空气开关8与输入电 源7连接。在支架17上设有控制面板10，控制面板10上设有控制上升按钮14、控制下降 按钮15、照射工作按钮16，以及数显计时器13的显示界面。上述结构通过变频器9改变减 速直线电机4工作电源频率达到改变电机转速的目的，来实现调节滑杆5上下升降运动的 时间。三个位置检测器6检测升降位置，触发数显计时器13开始和停止计数，并显示记录 的照射时间。指示灯12用来指示零点位置，三个操作按钮，分别完成上升、下降、照射工作 的控制触发。放射源盒用于放置所需要的放射源，铅室1用于屏蔽、储存放射源。门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备是通过控制直线减速电机和缓 冲式直线运动机构使放射源容器从铅室快速上升移出，或下降进入铅室，或定时照射后快 速返回到铅室。初次上电后，滑杆若不在零点位置，运行指示灯“闪烁”，按动“控制上升”或“控制 下降”按钮来调整滑杆。滑杆移动到零点位置时(被最下面的位置检测器检测到)，运行指 示灯“灭”。按动“照射工作”按钮，系统自动完成定时照射后快速返回到铅室的工作循环， 并记录照射工作时间。如果计时器累计时间，大于1.00秒时，在变频器操作面板上按动“▲ 键”增加频率，时间小于1.00秒时，在变频器操作面板上按动“键”减小频率，频率调整后按 变频器ENTER键确认。重复上面的操作并记录计时器时间直到时间调整为1.00秒。按动“控制上升”按钮来调整滑杆上升到最高点(被最上面的位置检测器检测 到)，更换放射源。按动“控制下降”按钮，让滑杆下降到零点位置，运行指示灯“灭”。按动 “照射工作”按钮，滑杆上升到计数开始位置(被中间的位置检测器检测到)，计时器开始计 时，到达最高位置后马上返回，下降到计数开始位置，计时器停止，计时器完成一个1.00秒 计时周期，滑杆继续下降直到零点位置停止，完成一个工作周期。使用该设备进行门式辐射监测仪静态灵敏度检测，包括如下步骤(一 )把检测设备放在门式辐射监测仪两个探测器之间，选择合适的放射源置于
6检测设备的放射源盒内，并将放射源置于铅室内，同时设置放射源与门式辐射监测仪的探 测器灵敏中心之间的距离；( 二)测量门式辐射监测仪的本底计数，并计算本底计数的平均值；(三)触发门式辐射监测仪进入测量状态，并将检测设备的放射源从铅室中升起；(四)记录门式辐射监测仪的测量计数，至少记录20个计数，并计算测量计数的平 均值，通过测量计数的平均值减去本底计数的平均值得到净计数；(五)根据下式对放射源半衰期进行修正，计算探测效率，探测效率=净计数/放 射源修正后的活度；A = A0Xe'0 693^"式中A修正后的放射源活度，Atl放射源初始活度，t放射源衰变时间，Ttl放射源的半衰期；(六)按照如下公式计算表征静态灵敏度的参数一最小可探测下限MDA，其中，BN为本底计数平均值，T为测量时间，P为探测效率；(七)更换不同活度的放射源，或者改变门式辐射监测仪的测量时间T，或者改变 放射源与门式辐射监测仪的探测器灵敏中心之间的距离(分别为0. 5米、1米、2米)，重复 步骤(一)至步骤(六)的操作，来确定最小可探测下限MDA随不同因素变化的影响。在利用上述设备进行的误报警率测试中，应保持放射源升降与门式监测仪占位传 感器触发信号按照严格的时序进行，检测误报警率的工作时序如图3所示。特别是规定放 射源照射时间仅1秒钟，其定时精度对测量结果会有较大影响。采用上述先进的机电一体 化技术可保证系统的定时精度，满足误报警率测试条件。误报警率分为2种情况一是漏报，有源出现，而没有报警的情况；二是误报，无源 出现，却出现报警的情况。使用该设备进行门式辐射监测仪误报警率检测，包括如下步骤(I)把检测设备放在门式辐射监测仪两个探测器之间，选择合适的放射源置于检 测设备的放射源盒内，并将放射源置于铅室内，同时设置放射源与门式辐射监测仪的探测 器灵敏中心之间的距离；(II)在一个70秒的门式辐射监测仪的测量周期中，其中60秒用于本底测量，更新 本底，10秒触发门式辐射监测仪进入测量状态，在10秒测量内，将检测设备的放射源从铅 室中升起，通过位置检测器和直线运动控制器的共同作用，完成一次1秒照射，并使放射源 返回铅室，1秒的照射周期是通过调节变频器控制减速直线电机的转速，进而控制放射源的 升降速度来保证的；或者，在10秒测量内，放射源不升起，完成1次无源照射；(III)记录在门式辐射监测仪N次测量周期内，放射源升起完成有源照射的次数 N1,门式辐射监测仪没有报警的次数队，以及将放射源保留在铅室中，没有升起，完成无源照 射的次数N3,门式辐射监测仪发生报警的次数N4 ；其中，N = N^N3 ；
(IV)计算误报警率=(队+队)/(&+队)。本发明通过设计门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备，进行静态灵敏 度及误报警率检测方法研究，从而能够评估、校准、检测门式辐射监测仪的性能，为这类仪 器的研发和使用过程中定期测试检验提供技术保障。
权利要求
1.一种门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备，包括带有脚轮(18)的支架 (17)，支架(17)上设有放射源升降运动装置以及控制装置，其特征在于所述的放射源升 降运动装置包括直线减速电机以及缓冲式直线运动机构(3)，缓冲式直线运动机构(3) 与滑杆( 连接，滑杆( 纵向穿过铅室(1)，滑杆( 的顶部设有放射源盒O)；在放射源 升降运动装置的下方纵向设有若干个位置检测器(6)，位置检测器(6)与直线运动控制器 (17)连接，直线运动控制器(17)连接数显计时器(13)。
2.如权利要求1所述的门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备，其特征在 于所述的减速直线电机(4)通过变频器(9)与直线运动控制器(17)连接。
3.如权利要求1或2所述的门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备，其特征 在于所述的位置检测器(6)共有3个，最下面一个对应滑杆的零点位置，中间一个对应数 显计时器开始计数和结束计数的位置，最上面一个对应滑杆上升到最高点并开始返回的位 置。
4.如权利要求3所述的门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备，其特征在 于在支架(17)上设有控制面板(10)，控制面板(10)上设有控制上升按钮(14)、控制下降 按钮(15)、照射工作按钮(16)，以及数显计时器(13)的显示界面。
5.一种使用权利要求1中所述设备对门式辐射监测仪静态灵敏度进行检测的方法，包 括如下步骤(一)把检测设备放在门式辐射监测仪两个探测器之间，选择合适的放射源置于检测 设备的放射源盒内，并将放射源置于铅室内，同时设置放射源与门式辐射监测仪的探测器 灵敏中心之间的距离；(二)测量门式辐射监测仪的本底计数，并计算本底计数的平均值；(三)触发门式辐射监测仪进入测量状态，并将检测设备的放射源从铅室中升起；(四)记录门式辐射监测仪的测量计数，至少记录20个计数，并计算测量计数的平均 值，通过测量计数的平均值减去本底计数的平均值得到净计数；(五)对放射源半衰期进行修正，计算探测效率，探测效率=净计数/放射源修正后的 活度；(六)按照如下公式计算表征静态灵敏度的参数一最小可探测下限MDA，2χ/2χβΝ//MDA= /7/ /P其中，BN为本底计数平均值，T为测量时间，P为探测效率。
6.如权利要求5所述的门式辐射监测仪静态灵敏度检测方法，其特征在于该方法还 包括如下步骤(七)更换不同活度的放射源，或者改变门式辐射监测仪的测量时间Τ，或者改变放射 源与门式辐射监测仪的探测器灵敏中心之间的距离，重复步骤(一)至步骤(六)的操作， 来确定最小可探测下限MDA随不同因素变化的影响。
7.一种使用权利要求1中所述设备对门式辐射监测仪误报警率进行检测的方法，包括 如下步骤(I)把检测设备放在门式辐射监测仪两个探测器之间，选择合适的放射源置于检测设备的放射源盒内，并将放射源置于铅室内，同时设置放射源与门式辐射监测仪的探测器灵 敏中心之间的距离；(II)在一个70秒的门式辐射监测仪的测量周期中，其中60秒用于本底测量，更新本 底，10秒触发门式辐射监测仪进入测量状态，在10秒测量内，将检测设备的放射源从铅室 中升起，通过位置检测器和直线运动控制器的共同作用，完成一次1秒照射，并使放射源返 回铅室，1秒的照射周期是通过调节变频器控制减速直线电机的转速，进而控制放射源的升 降速度来保证的；或者，在10秒测量内，放射源不升起，完成1次无源照射；(III)记录在门式辐射监测仪N次测量周期内，放射源升起完成有源照射的次数N1,门 式辐射监测仪没有报警的次数队，以及将放射源保留在铅室中，没有升起，完成无源照射的 次数队，门式辐射监测仪发生报警的次数N4 ；其中，N = N^N3 ；(IV)计算误报警率=(N2+N4)/(NJN3)。
全文摘要
本发明涉及辐射监测技术，具体涉及一种门式辐射监测仪静态灵敏度及误报警率检测设备及方法。该设备包括带有脚轮的支架，支架上设有放射源升降运动装置以及控制装置，所述的放射源升降运动装置包括减速直线电机以及缓冲式直线运动机构，缓冲式直线运动机构与滑杆连接，滑杆纵向穿过铅室，滑杆的顶部设有放射源盒；在放射源升降运动装置的下方纵向设有若干个位置检测器，位置检测器与直线运动控制器连接，直线运动控制器连接数显计时器。本发明涉及的装置能够完成门式辐射监测仪的静态灵敏度和误报警率测试，为这类仪器的研发和使用过程中定期测试检验提供技术保障。
文档编号G01T1/00GK102087364SQ20091024208
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者张庆利, 韩旻晨, 黄亚雯 申请人:中国辐射防护研究院