一种X射线检测装置的制作方法

本实用新型涉及X射线检测领域，特别涉及一种X射线检测装置。

背景技术：

对经常有X射线产生的场所，以及有可能产生X射线辐射的场所，需要随时监控环境中的辐射强度以及辐射量。目前被应用的较多的X射线计量仪多以有针对性地检测为目的，只有专门从事辐射检测的机构才会购买和使用。而一些需要检测X射线的单位，只配备供实验检测时使用的计量仪器，不能随时监测环境中的辐射数据，而且现有的仪器价格较高，对于大多数需要X射线监测的企业很难实现完备的配备安装。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种X射线检测装置，能实现感应环境中的X射线并定量检测其强度值，同时满足了用户对X射线检测的需求和成本要求，提高X射线检测系统的普及性。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种X射线检测装置，其包括用于感应X射线并转换为电压信号的传感器和根据所述电压信号输出对应X射线强度值的变送器，所述传感器与变送器电连接；所述传感器包括用于阻挡外部可见光的屏蔽罩、设置在屏蔽罩内部用于接收X射线并激发出可见光的荧光装置，所述荧光装置的下部设置有用于将所述可见光转换为电压信号的光电转换装置。

所述的X射线检测装置中，所述屏蔽罩呈方盒状，其中底板和四周侧板为铅板，盖板为铝板，所述铅板与铝板密封联接。

所述的X射线检测装置中，所述荧光装置为中间夹装有荧光材料的平直透明玻璃板，所述平直透明玻璃板固卡在四周侧板之间。

所述的X射线检测装置中，所述屏蔽罩为密封铅板方盒。

所述的X射线检测装置中，所述荧光装置为中间夹装有荧光材料的球形透明玻璃，所述球形透明玻璃的四周还设置有固定装置。

所述的X射线检测装置中，所述光电转换装置包括光电二极管和用于对电压信号进行放大滤波处理的信号调理电路，所述光电二极管与信号调理电路电连接。

所述的X射线检测装置中，所述变送器包括用于接收所述电压信号并将其转换为数字信号的信号处理模块、用于对所述数字信号进行量化处理，输出X射线强度值的主芯片和用于将量化后的X射线强度值远程输出至总线网络的信号接口电路，所述信号处理模块和信号接口电路均连接主芯片。

所述的X射线检测装置中，所述信号处理模块包括阻抗匹配电路、滤波电路和模数转换电路，所述阻抗匹配电路连接传感器和滤波电路，所述滤波电路还通过模数转换电路连接主芯片。

所述的X射线检测装置中，所述信号接口电路包括标准电流输出电路、RS485总线电路和CAN总线接口电路，所述标准电流输出电路、RS485总线电路和CAN总线接口电路均连接主芯片。

所述的X射线检测装置中，所述变送器还包括用于实时显示X射线强度值的显示屏，所述显示屏与主芯片电连接。

相较于现有技术，本实用新型提供的X射线检测装置包括用于感应X射线并转换为电压信号的传感器和根据所述电压信号输出对应X射线强度值的变送器，所述传感器与变送器电连接；所述传感器包括用于阻挡外部可见光的屏蔽罩、设置在屏蔽罩内部用于接收X射线并激发出可见光的荧光装置，所述荧光装置的下部设置有用于将所述可见光转换为电压信号的光电转换装置，通过传感器接收X射线并激发出可见光，进而转换为电压信号，通过该电压信号定量输出X射线的强度值，能实现感应环境中的X射线并定量检测其强度值，同时满足了用户对X射线检测的需求和成本要求，提高X射线检测系统的普及性。

附图说明

图1为本实用新型提供的X射线检测装置的结构框图。

图2为本实用新型提供的X射线检测装置第一较佳实施例中传感器的结构示意图。

图3为本实用新型提供的X射线检测装置第二较佳实施例中传感器的结构示意图。

图4为本实用新型提供的X射线检测装置中变送器的原理图。

具体实施方式

本实用新型提供的X射线检测装置，能实现感应环境中的X射线并定量检测其强度值，同时满足了用户对X射线检测的需求和成本要求，提高X射线检测系统的普及性。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型提供的X射线检测装置包括用于感应X射线并转换为电压信号的传感器10和根据所述电压信号输出对应X射线强度值的变送器20，所述传感器10与变送器20电连接；其中，所述传感器10包括用于阻挡外部可见光的屏蔽罩11，设置在屏蔽罩11内部用于接收X射线激发内部可见光的荧光装置12，所述荧光装置12的下部设置有用于将所述可见光转换为电压信号的光电转换装置13。

具体实施时，由屏蔽罩11阻挡外部可见光，而X射线由于能量高、穿透力强，可以穿过屏蔽罩11投射到荧光装置12上，荧光装置12被X射线激发产生内部可见光，之后光电转换装置13将该屏蔽罩11内部激发的可见光转换为电压信号，并输出至变送器20，由变送器20根据所述电压信号输出对应X射线的强度值，从而实现了对环境中的X射线进行定量检测的目的，而且该检测系统结构简单，成本低，利于在中小企业甚至是家庭用户中普及推广，提高人们对X射线造成人身伤害的警惕性。

请参阅图2，本实用新型提供的第一较佳实施例中，传感器10适用于检测单一方向的X射线，所述屏蔽罩11呈方盒状，其中底板和四周侧板为铅板111，盖板为铝板112，所述铅板111与铝板112密封联接。使用时将铝板112对准X射线方向，使所有X射线均射入屏蔽罩11中，通过将底板和四周侧板设置为铅板111，有效阻挡外部的散射光线射入，同时由于铅板111和铝板112均不透可见光，有效阻挡外部可见光进入，提高检测的准确性。

进一步地，第一较佳实施例中，所述荧光装置12为中间夹装有荧光材料121的平直透明玻璃板122，所述平直透明玻璃板122固卡在四周侧板之间，直射的X射线经过铝板112后照射在中间夹装有荧光材料121的平直透明玻璃板122上，荧光材料121受激发出可见光，可见光通过光电转换装置13转换为相应的电压信号，具体地，所述荧光材料121可选用CsI，或其他具有相同作用的荧光材料121，本实用新型对此不作限定。

请参阅图3，本实用新型提供的第二较佳实施例中，传感器10适用于检测无固定方向的X射线，所述屏蔽罩11为密封铅板111方盒，即所述屏蔽罩11的各方向密封板均为铝板112，形成密闭的传感空间，阻挡外部可见光，而各个方向的X射线均能穿过铝板112进入该传感空间投射至荧光装置12上，从而可感应无固定方向的X射线。

进一步地，第二较佳实施例中，所述荧光装置12为中间夹装有荧光材料121的球形透明玻璃123，所述球形透明玻璃123的四周还设置有固定装置14，来自各个方向的X射线通过铝板112到达上市球形透明玻璃123，激发球形透明玻璃123中的荧光材料121发出可见光，可见光在球形透明玻璃123内部经过多次反射后到达光电转换装置13，由光电转换装置13将光信号转换为电压信号，优选地，所述球形透明玻璃123的下方还设置有用于密封的不透光密封胶，所述球形透明玻璃123的四周还设置有用于固定该球形透明玻璃123的固定装置14，提高信号接收的稳定性。

具体地，本实用新型提供的光电转换装置13包括光电二极管131和用于对电压信号进行放大滤波处理的信号调理电路132，所述光电二极管131与信号调理电路132通过线缆133电连接，荧光装置12激发的可见光使得光电二极管131产生微弱电信号，之后经过信号调理电路132进行放大滤波处理转换为0-5V范围的电压信号，并输出至变送器20进行进一步量化和可视化处理。优选地，所述信号调理电路132的四周还设置有铅板111，避免出现信号干扰，提高信号处理的准确性。

进一步地，请一并参阅图4，所述变送器20包括用于接收所述电压信号并将其转换为数字信号的信号处理模块21、用于对所述数字信号进行量化处理，输出X射线强度值的主芯片22和用于将量化后的X射线强度值远程输出至总线网络的信号接口电路23，所述信号处理模块21和信号接口电路23均连接主芯片22，由信号处理模块21接收所述电压信号并将其转换为数字信号；由主芯片22对所述数字信号进行量化处理，输出X射线强度值；由信号接口电路23将量化后的X射线强度值远程输出至总线网络，通过将模拟电压信号转换为数字信号，有利于后续主芯片22的量化处理，而主芯片22通过将传感器10输出的电压值与标准的X射线强度值进行标定，输出量化后的当前X射线强度值，并通过信号接口电路23将量化后的X射线强度值远程传输至工业总线网络中，通过集中监控系统对需要的场所进行长时间连续的辐射检测。具体所述主芯片22可采用型号为STM32F103系列的MCU，或者其他具有相同功能的芯片，本实用新型对此不作限定。

具体地，所述信号处理模块21包括阻抗匹配电路211、滤波电路212和模数转换电路213，所述阻抗匹配电路211连接传感器10和滤波电路212，所述滤波电路212还通过模数转换电路213连接主芯片22，通过阻抗匹配电路211使得负载阻抗与激励源内部阻抗相互适配，从而得到最大的功率输出，通过滤波电路212对电压信号进行滤波处理，滤除杂波，提高信号的稳定性，之后通过模数转换电路213将传感器10输的模拟信号转换为数字信号，由主芯片22对所述数字信号进行量化处理。

同时，为了实现X射线强度量化值的远程输出，所述信号接口电路23还包括标准电流输出电路231、RS485总线电路232和CAN总线接口电路233，所述标准电流输出电路231、RS485总线电路232和CAN总线接口电路233均连接主芯片22，用户可选择使用抗干扰能力强的4-20mA标准电流信号，也可以使用RS485总线网络和CAN总线网络，本实用新型提供多种选择。

进一步地，所述变送器20还包括用于实时显示X射线强度值的显示屏24，所述显示屏24与主芯片22电连接，通过显示屏24可实现X射线强度值的可视化，用户能直接明了的知晓当前环境中的X射线强度值，具体所述显示屏24可采用LCD或LED显示屏24，或其他具有相同作用的显示屏24，本实用新型对此不作限定。

更进一步地，所述变送器20还包括变送器供电电路25，接收外部直流供电，用于滤除可能的串入的干扰信号，并且使用可靠性高的供电电路能够降低被测模拟信号的波动，使被测量的模拟信号更加稳定。

优选地，所述变送器20还包括计时器，所述计时器连接主芯片22，当主芯片22检测到有被测信号产生时，计时器开始计时，当被测信号消失时计时结束，从而计算X射线辐射的时间，记为t，为后续计算X射线辐射量提供数据基础。

所述变送器20还包括用于存储数据的EEPROM参数存储电路、运行灯和蜂鸣器，当变送器20正常运行时运行灯常亮，当变送器20运行异常或X射线强度值超过预设值时蜂鸣器发出警报，并且运行灯开始闪烁或熄灭，以提醒用户当前设备运行异常。

以下针对X射线强度值量化处理的处理过程进行说明：

X射线的强度q与传感器产生的电压信号v有一定的数学关系，根据荧光材料CsI的荧光特性可知，X射线的强度与光电二极管产生的电流成正比关系。假设q=m*v+n，其中m、n为系数，使用一系列标准强度（q1、q2、q3……）的X光照射该传感器，通过变送器检测并记录对应的电压值（v1、v2、v3……），再通过统计软件拟合曲线，得出系数m、n的确定值，之后在检测到环境中X射线的电压信号时，即可得出对应的强度值。另外将辐射量记为Q，辐射量Q为辐射强度q与辐射时间t的乘积，因此可得出Q=qt。

综上所述，本实用新型提供的X射线检测装置包括用于感应X射线并转换为电压信号的传感器和根据所述电压信号输出对应X射线强度值的变送器，所述传感器与变送器电连接；所述传感器包括用于阻挡外部可见光的屏蔽罩、设置在屏蔽罩内部用于接收X射线并激发出可见光的荧光装置，所述荧光装置的下部设置有用于将所述可见光转换为电压信号的光电转换装置，通过传感器接收X射线并激发出可见光，进而转换为电压信号，通过该电压信号定量输出X射线的强度值，能实现感应环境中的X射线并定量检测其强度值，同时满足了用户对X射线检测的需求和成本要求，提高X射线检测系统的普及性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。