一种具有自动联锁保护功能的射线检测系统及其检测方法与流程

本发明涉及射线检测系统，特别是涉及一种具有自动联锁保护功能的射线检测系统及其检测方法。

背景技术：

众所周知，射线是有害的。人体受到射线的照射，随着射线作用剂量的增大，有可能随机出现某些有害效应。放射线包括α射线、β射线、γ射线以及X射线等。X射线照射生物体时，与机体细胞、组织、体液等物质相互作用，引起物质的原子或分子电离，因而可以直接破坏机体内某些大分子结构，如使蛋白分子链断裂、核糖核酸或脱氧核糖核酸的断裂、破坏一些对物质代谢有重要意义的酶等，甚至可直接损伤细胞结构。单个或小量细胞受到辐射损伤(主要是染色体畸变，基因突变等)可出现随机性效应。射线对生物体的危害程度主要取决于射线剂量，受辐射剂量较小时，人体会出现局部不适，剂量较大时，可能会引起死亡，剂量越大，死亡率越高，当增加到一定大的剂量时，则动物100％发生死亡。

射线检测作为无损检测不可缺少的检测项目，在野外管道等设备检测中得到了广泛应用，而人体被射线照射后，轻者人体细胞的活动能力减弱，停止繁殖，重则导致细胞死亡，危害人类安全。因此，人员的安全也引起了重视，尽管通常野外进行射线检测时，会在射线照射区域设置警示标志，或者建立隔离区，但仍然无法完全保证误进入检测范围的人员免受伤害。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，设计出一种具有自动联锁保护功能的射线检测系统及其检测方法，解决了误进入射线检测区域的人员的身体健康受到伤害的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种具有自动联锁保护功能的射线检测系统，包括X射线发生器、用于探测安全防护距离范围内是否有生命体的生命探测装置，用于切断X射线发生器电源的自动联锁保护装置，用于测量射线剂量的射线剂量检测仪，用于控制X射线发生器、生命探测装置、射线剂量检测仪和自动联锁保护装置并实时记录生命信号数据、射线剂量值的操作平台；所述操作平台分别与X射线发生器、射线剂量检测仪和生命探测装置连接，操作平台与自动联锁保护装置的信号输入端连接，自动联锁保护装置的信号输出端与X射线发生器的控制箱连接，所述安全防护距离包括第一安全防护距离和第二安全防护距离，生命探测装置分别均匀设置在第一安全防护距离和第二安全防护距离的圆周上。

进一步地，还包括报警装置，所述报警装置信号输入端与操作平台连接。

所述报警装置为声光报警器。

所述操作平台包括用于控制X射线发生器和生命探测装置动作的控制器、用于记录生命信号探测数据、射线剂量值的检测信息管理系统。

所述控制器和检测信息管理系统均采用LabVIEW软件系统。

所述生命探测装置通过USB接口或无线通信装置与操作平台进行通信连接，所述生命体为人体。

所述X射线发生器通过航空插与操作平台进行通信连接。

一种具有自动联锁保护功能的射线检测系统的射线检测方法，具体包括以下步骤：

步骤一：X射线发生器实时向周围环境发出射线；

步骤二：生命探测装置分别检测第一安全防护距离和第二安全防护距离范围内的生命体信号，当生命体为人体，且人体到达X射线发生器的距离S₂<S≤S₁时，报警装置进行报警，X射线发生器正常工作；

当人体到达X射线发生器的距离S≤S₂时，报警装置进行报警，自动联锁保护装置动作，X射线发生器停止工作。

所述第一安全防护距离和第二安全防护距离分别为S₁和S₂之间满足关系式：S₁＝S₂+S₀，其中，S₀为安全警示距离，S₀的取值范围为1m≤S₀≤5m。

本发明的积极有益效果：本发明通过生命探测装置对安全距离内的生命体进行探测，当探测到生命信号时，将生命信号传递给控制系统，控制系统控制自动联锁保护装置动作，及时切断X射线发生器的电源，防止人们因误进入射线检测区域而受到伤害，保障了人们的人身安全。本发明还设置有报警装置，在自动联锁保护装置切断X射线发生器的电源的同时，也发出报警信号，以提示误进入放射区的人员。

附图说明

图1为本发明的原理框图之一

图2为本发明的原理框图之二

图3为本发明生命探测装置的放置位置示意图

图4为人体所处位置与射线剂量关系的模型图

图中标号的含义为：1为第一安全防护距离S₁、2为第二安全防护距离S₂、3为生命探测装置、4为X射线发生器、5为安全警示距离S₀。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明的具体实施方式。

实施例一，参见图1，本发明的具有自动联锁保护功能的射线检测系统，包括X射线发生器、用于探测安全防护距离范围内是否有生命体的生命探测装置，用于切断X射线发生器电源的自动联锁保护装置，用于测量射线剂量的射线剂量检测仪，用于控制X射线发生器、生命探测装置、射线剂量检测仪和自动联锁保护装置并实时记录生命信号数据、射线剂量值的操作平台；所述操作平台分别与X射线发生器、射线剂量检测仪和生命探测装置连接，操作平台与自动联锁保护装置的信号输入端连接，自动联锁保护装置的信号输出端与X射线发生器的控制箱连接，所述安全防护距离包括第一安全防护距离和第二安全防护距离，生命探测装置分别均匀设置在第一安全防护距离和第二安全防护距离的圆周上。

所述操作平台包括用于控制X射线发生器和生命探测装置动作的控制器、用于记录生命信号探测数据、射线剂量值的检测信息管理系统，所述控制器和检测信息管理系统均采用LabVIEW软件系统。所述X射线发生器通过航空插与操作平台进行通信连接。

所述生命探测装置通过USB接口与操作平台进行通信连接。本申请的生命探测装置通过厘米级逐行扫描方式和120°锥形探测张角对安全防护距离范围内的生命体进行扫查，18s-45s内即能获取扫查结果，本申请的生命探测装置能区分所述生命体为人体还是动物体，可以采用DZ-001W、KG001-12、TAD-WB6、JTY-GF-GSTN701B等型号，只要能区分人体和动物体的生命探测装置均适用于本申请。当探测到的生命体为人体时，将探测的生命信号数据以及其到达X射线发生器的距离信息传递给操作平台。X射线发生器均匀稳定的向其四周发出X射线，且某一位置的射线剂量与该位置到达X射线发生器的距离存在以下关系：

由图4可知，其中，R₁为某一位置到达射线源的距离，R₂为第二安全防护距离到达射线源的距离，D₁为某一位置处的射线剂量，D₂为第二安全防护距离处的射线剂量。人体正常受辐射年剂量应小于等于50mSV，X射线发生器按365天全天不间断工作的话，人体每天受辐射剂量应小于等于0.13mSV。

由上述公式可以计算出某一位置到达射线源的距离因此某一位置到达射线源的距离R₁与该位置处的射线剂量D₁存在固定的关系，生命探测装置只要检测人体到达X射线发生器的距离，就能确定该处的射线剂量对人体是否会造成损害。

射线检测开始前，需要进行训机，以准确获取安全距离S2的数值，以便布置生命探测装置。训机前，安置带有有轨小车的轨道，并在车中放置射线剂量检测仪，布置完毕后，将0-100米规格卷尺与有轨小车连接，并置于射线源正下方。训机开始后，在操作平台控制小车沿轨道移动，并实时记录射线剂量检测仪数值，在数值达到0.13mSV时停止移动，训机结束关闭X射线发生器后记录射线剂量检测仪与射线源的距离，此值即为S2，然后布置生命探测装置。

本申请的具有自动联锁保护功能的射线检测系统的射线检测方法，具体包括以下步骤：

步骤一：X射线发生器实时向周围环境发出射线；

步骤二：生命探测装置分别检测第一安全防护距离和第二安全防护距离范围内的生命体信号，当生命体为人体，且人体到达X射线发生器的距离S₂<S≤S₁时，报警装置进行报警，X射线发生器正常工作；

当人体到达X射线发生器的距离S≤S₂时，报警装置进行报警，自动联锁保护装置动作，放射线设备停止工作。

所述第一安全防护距离和第二安全防护距离分别为S₁和S₂之间满足关系式：S₁＝S₂+S₀，其中，S₀为安全警示距离，S₀的取值范围为1m≤S₀≤5m。

本发明的生命探测装置可以进行不间断地立体球状探测，且能够对闯入射线区域的生物体进行辨别，使自动联锁保护装置做到只针对人进行动作，如果闯入射线区域的生物体为猫、狗等动物体时，自动联锁保护装置不会发生动作，能够避免产生无效保护。

在进行射线检测时，生命探测装置以120°的锥形探测张角进行探测，检测第一安全防护距离和第二安全防护距离范围内是否存在人体，并将探测到的生命信号实时传递给控制系统。当生命探测装置检测到生命信号时，控制系统控制自动联锁保护装置动作，及时切断X射线发生器的电源，避免误进入放射检测区域的人员受到伤害，保障了人员的人身安全。

实施例二，参见图2，本实施例与实施例一的不同之处在于本发明还包括报警装置，所述报警装置信号输入端与操作平台连接，所述报警装置为声光报警器。当生命探测装置在安全距离内检测到生命信号时，自动联锁保护装置切断X射线发生器的电源的同时，声光报警器会发出报警，提示误进入射线检测区的人员。其他实施方式与实施例一相同，具体不再赘述。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。