辐射探测装置和方法_2

文档序号:9457560阅读:来源:国知局
分为多个子范围;
[0037]当扫描时,对所述子范围内的被测辐射实例进行监测;并且
[0038]利用与所述子范围内的被测辐射实例有关的数据形成辐射数据。
[0039]所述扫描步骤可以包括小于五次、优选小于三次并且甚至更优选仅单次跨所述电压范围的横扫。在本发明的实施例中,这能够实现快速读出时间。
[0040]所述形成辐射数据的步骤可以包括将与子范围内的被测辐射实例有关的数据传送到所述数据处理器,但是不传送其中与无辐射已被检测的子范围有关的数据。在本发明的实施例中,由于带宽无效性,这能够无延迟地进行连续读出。
[0041]可以每秒钟将位置数据与辐射数据关联至少一次,优选每500ms至少一次,并且更优选大约每10ms—次。高频率数据关联能够使车辆在监测期间更快移动,无遗漏区。通过将标识符诸如唯一的参考分派至位置数据段和辐射数据段中的每一个,可以形成组合数据。
[0042]所述方法可以包括:
[0043]在所述组合数据的创建期间,相对于目标表面移动所述无人驾驶车辆,从而与那里隔开不大于5m。
[0044]所述无人驾驶车辆可以适合于移动,或者被配置成以0-5m/s之间的速度移动,优选以0-3m/s之间、更优选以0-2m/s之间并且在一些实施例中以小于lm/s的速度移动。较慢的速度可以导致增加的辐射传感器灵敏度。已经发现0-2m/s提供了灵敏度和车辆前进之间的最佳权衡。
[0045]本发明的实施例可以被用于探测辐射,用于以下多个目的的一个或多个:
[0046].核事件的快速灾难响应监测,提供关于传播、源和强度的实时数据。这能够从现场事件延伸到恐怖主义事件。
[0047].核地点(内部地和外部地)、采矿作业和油气设施的日常监测。
[0048].用于停用作业地点的环境监测。
[0049].对于消耗了贫铀弹药的交战地带的环境监测。
【附图说明】
[0050]现在将参照附图描述本发明的实施例,其中:
[0051]图1是根据本发明的一种实施例的辐射探测装置的示意图;
[0052]图2是多面板辐射传感器的示意图;
[0053]图3是具有处于不同定向的面板的多面板辐射传感器的示意图;
[0054]图4是多面板辐射传感器的示意图;
[0055]图5a和5b是被准直的福射传感器的不意图;
[0056]图6是示出了根据本发明的一种实施例的检测辐射的方法的流程图;以及
[0057]图7是根据本发明的一种实施例的无人驾驶飞行器和辐射探测装置的简图。
【具体实施方式】
[0058]图1是根据本发明的一种实施例的辐射探测装置10的示意图。辐射探测装置10可以被设置成探测目标表面诸如地面上的辐射点源。
[0059]辐射探测装置10被设置成与无人驾驶车辆12物理地关联。例如,辐射探测装置10可以被安装到无人驾驶车辆12的上面或下面,或者以其他方式与无人驾驶车辆12物理地连接。优选的是,辐射探测装置被物理地定位在无人驾驶车辆12的外表面上的一点的Im以内,并且优选在0.5m以内,从而提供合理的小的整体包层。
[0060]辐射探测装置10包括数据处理器14,可以是任何适当的数据处理器,诸如微处理器或微控制器;例如 Raspberry Pi (TM)、Arduino (TM)或 Beagleboard (TM)。在一些实施例中,数据处理器14可以包括多个数据处理器。
[0061]数据处理器14被配置成从位置传感器16接收位置数据。位置传感器16可以是设置成提供与位置传感器16的位置有关的信息的任何适当的装置。由此能够确定辐射探测装置10和/或无人驾驶车辆12的位置。优选的是,位置传感器16提供三维的位置数据。位置传感器16可以包括一个或多个分离的定位元件,诸如全球定位系统(GPS)探测器,用于提供空间的X和Y位置至+/-1Ocm以内,以及用于测定差压的装置,以提供高度或Z位置至+/-1cm以内,红外激光传感器;LIDAR,声传感器。传感器的组合可以导致更加准确的位置数据。在一些实施例中,Z轴范围探测器可以被包括,以提供关于潜在的目标表面的信息。
[0062]在其他的实施例中,位置传感器16可以被设置成具有其环境和环境内的起始点的已有知识,并且可以利用传感器测量并追踪其在环境内的移动。
[0063]数据处理器14被配置成从固态辐射传感器18接收辐射数据。任何适当的固态辐射传感器18即半导体辐射传感器可以被提供,以便将X-射线或伽马-射线光子转化为电子。这种探测器可以被调谐到仅排除具有给定能量的伽马射线。优选地,可以使用镉锌碲探测器,这是因为这种探测器具有对伽马-射线的高灵敏度和理想的能量分辨率。与其他类型的辐射传感器(诸如闪烁管)相比,固态辐射传感器18能够实现快速读出。当和移动的无人驾驶车辆一起使用时,快速辐射传感器读出可以导致增加的空间分辨率。优选的是,辐射传感器18是伽马射线光谱仪,由于这能够使辐射强度和放射性核素类型都将被确定。对于高辐射应用或长期的暴露,优选使用单晶或多晶金刚石晶片探测器。
[0064]存储器装置15被设置成与数据处理器14通讯。存储器装置15可以包括一个或多个存储器装置。存储器装置15储存控制软件和装置驱动器,用于能够使数据处理器14与位置传感器16和固态辐射传感器18通讯并且产生组合数据。
[0065]辐射传感器装置驱动器被配置成在诸如0-500V的电压范围内并且在诸如10Hz的特定频率处改变检测面板上的势差(PD)。电压范围与可能探测的能量值范围有关。可能探测的能量值范围被划分为组或“箱”。较少数量的箱可以提高处理效率。箱的数量和配置可以由感兴趣的辐射源确定。当ro改变时,如果辐射传感器检测处于相应于箱的能量水平的辐射,一个“计数”被放置在箱中。驱动器被配置成使辐射传感器读出包括以比ro频率慢的速度跨ro范围的单次横扫。在单次横扫期间,驱动器注释哪个箱子具有计数,并且一旦被注释,删除计数。一旦已经完成横扫,驱动器将仅与具有计数的箱子有关的数据发送到数据处理器,以形成组合数据。单次横扫提供快速读出时间。计数数据的发送仅增加传输效率,减少了整个通道带宽对于随后的横扫传输不可用的可能性。
[0066]位置传感器装置驱动器被配置成接收与位置传感器16的XYZ位置有关的信息。驱动器优选地通过采用多个在那里可利用的卫星的差分GPS获得X和Y位置。驱动器从差分气压获得Z值,其与声阵列(或类似的)组合,以获得平台周围的地形信息。该信息被转播到处理单元14。
[0067]数据处理器14被配置成周期性地将来自位置传感器16的位置数据与来自辐射传感器18的辐射数据进行关联,以形成代表特定场所的辐射水平的组合数据。组合数据产生的频率通常受限于辐射传感器18的读出时间。通过将相应的位置数据段和辐射数据段分派唯一的参考,诸如辐射传感器18读出时间,可以形成组合数据。在大多数的实施例中,每当辐射传感器18被读出时,将形成组合数据,但是在一些实施例中,数据处理器14可以被配置成较不频繁地从位置传感器16读出,并且对位置数据读出数值进行插值,以获得用在组合数据中的估计的位置数据;这在无人驾驶车辆12不大可能偏离配置的行进路径的实施例中可能是可接受的。优选的是,相应的辐射和位置数据被暂时同步,即对应于相同的时间点,因而这提供了高度的空间准确性。然而,将被领会的是,实际上通常将存在小的时间延迟,并且较大的时间延迟对于一些应用可能是可接受的,诸如其中无人驾驶车辆被设置成以0.lm/s或更小的速度沿着行进路径移动的那些应用。
[0068]数据处理器14可以被构造成每秒钟将位置数据与辐射数据关联至少一次,优选每500ms至少一次,并且更优选大约每10ms —次。高频数据关联能够使无人驾驶车辆12在监测期间更快移动,无遗漏区。
[0069]数据处理器14可以与输入/输出(I/O)模块20,诸如无线收发器,通讯,以便能够使位置数据、辐射数据和/或组合数据将被传输到远程装置。I/o模块20也可以被用于接收用于控制无人驾驶车辆12的指令。在一些实施例中,信号可以经由柔性系绳线往返于无人驾驶车辆进行发送。
[0070]因此,根据本发明的第一方面的辐射探测装置包括数据处理器,其周期性地将位置数据与辐射数据进行组合,以产生组
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