一种辐射探测装置论文和设计-朱玉珍

全文摘要

本实用新型提供一种辐射探测装置，包括探测器外壳、探测器、主板和把手，探测器包括相互耦合的闪烁晶体以及光电转换器件，主板与光电转换器件通信连接，主板与探测器均设置于探测器外壳内，把手与探测器外壳连接把手内设置有电池仓，电池仓内放置电池，电池与主板电连接，把手上设置有与电池仓配合的电池仓盖，把手外设置有套筒，电池仓盖位于套筒内且抵触套筒内壁。本实用新型还包括调节机构以及防护罩。本实用新型设置多道保险，解决了电池、电池仓盖易脱落的问题，拆卸方便；探测适用范围更广，探测效果更佳，防护罩不易丢失。

主设计要求

1.一种辐射探测装置，所述辐射探测装置包括探测器外壳、探测器以及主板，所述探测器包括相互耦合的闪烁晶体以及光电转换器件，所述主板与所述光电转换器件通信连接，所述主板与所述探测器均设置于所述探测器外壳内，其特征在于，所述辐射探测装置还包括：把手，所述把手与所述探测器外壳连接，所述把手内设置有电池仓，所述电池仓内放置电池，所述电池与所述主板电连接，所述把手上设置有与所述电池仓配合的电池仓盖，所述把手外设置有套筒，所述电池仓盖位于所述套筒内且抵触所述套筒的内壁。

设计方案

1.一种辐射探测装置，所述辐射探测装置包括探测器外壳、探测器以及主板，所述探测器包括相互耦合的闪烁晶体以及光电转换器件，所述主板与所述光电转换器件通信连接，所述主板与所述探测器均设置于所述探测器外壳内，其特征在于，所述辐射探测装置还包括：

把手，所述把手与所述探测器外壳连接，所述把手内设置有电池仓，所述电池仓内放置电池，所述电池与所述主板电连接，所述把手上设置有与所述电池仓配合的电池仓盖，所述把手外设置有套筒，所述电池仓盖位于所述套筒内且抵触所述套筒的内壁。

2.根据权利要求1所述的辐射探测装置，其特征在于，所述闪烁晶体为塑料闪烁体。

3.根据权利要求1所述的辐射探测装置，其特征在于，所述把手的外壁上设置有螺纹，所述套筒一端的内壁上设置有螺纹，所述把手和所述套筒通过匹配的螺纹进行连接。

4.根据权利要求1所述的辐射探测装置，其特征在于，所述把手与所述探测器外壳之间通过调节机构连接，所述把手在所述调节机构作用下围绕所述探测器外壳转动。

5.根据权利要求4所述的辐射探测装置，其特征在于，所述调节机构包括：

转轴座，所述转轴座设置于所述探测器外壳上；

转轴，所述转轴设置于所述转轴座的相对的两个侧面上；

调节外壳，所述调节外壳与所述转轴配合，所述转轴座容置于所述调节外壳内；

弹簧；以及

调节按键，所述弹簧设置于所述调节按键与所述转轴之间，所述调节按键与所述转轴卡接配合。

6.根据权利要求5所述的辐射探测装置，其特征在于，所述把手包括相互连接的把手上盖与把手下盖，所述把手上盖上设置有上盖缺口，所述电池仓盖与所述上盖缺口卡接配合。

7.根据权利要求6所述的辐射探测装置，其特征在于，所述调节外壳包括调节上盖与调节下盖，所述调节上盖与所述调节下盖对接处设置有缺口，所述转轴容置于所述缺口中。

8.根据权利要求7所述的辐射探测装置，其特征在于，所述调节上盖与所述把手上盖一体成型，所述调节下盖与所述把手下盖一体成型。

9.根据权利要求1所述的辐射探测装置，其特征在于，所述探测器外壳包括围成盒状空间的探测器上盖与探测器下盖，所述探测器下盖呈网格状。

10.根据权利要求9所述的辐射探测装置，其特征在于，所述辐射探测装置还包括防护罩，所述防护罩可拆卸地固定于所述探测器外壳上且包覆所述探测器下盖。

11.根据权利要求10所述的辐射探测装置，其特征在于，所述防护罩内设置有磁铁或者软磁，所述探测器外壳上设置有磁铁。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及辐射探测技术领域，更具体地涉及一种用于探测α射线、β射线的辐射探测装置。

背景技术

电离辐射是指一切能引起物质电离的辐射总称，包括α射线、β射线、γ射线、X射线、中子射线等。电离辐射分为直接致电离辐射和间接致电离辐射，其中，α射线、β射线、质子等带电荷，可以直接引起物质电离；X射线、γ光子和中子等不带电荷，但是在与物质作用时产生“次级粒子”从而使物质电离。随着核技术的发展，电离辐射在生活中的应用越来越普遍，比如工作场所、实验室、医院、同位素生产厂房、工作台面、地板、墙壁、手、衣服等表面的α、β放射性污染。然而，电离辐射因为其在人体组织内释放能量，导致细胞死亡、损伤，甚至转化成癌细胞，从而成为很多疑难疾病的隐形杀手，对人体健康有很大的影响。因此，可以通过电离辐射探测进行电离辐射预警，避免或者减少人体遭受电离辐射的伤害。

现有技术中通常采用表面污染检测仪等仪器探测α射线、β射线的辐射。通常情况下，α、β表面污染检测仪要求有效的探测面积不小于60％，因此，表面污染检测仪中的探测器外部对应的防护结构需采取网格形式，而不宜形成为无缝隙的防护面结构，这就进一步导致当存放表面污染检测仪时，存在尖锐物体损伤探测器的风险。针对该问题，现有技术中通常通过增加一个额外的密闭防护罩来解决，该防护罩可紧密固定在探测器对应的探测面上以起到防护作用，使用表面污染检测仪时需将该防护罩取掉，由于通常需要检测的范围很大，导致存在防护罩随手放置、丢失的问题，使得探测器再度出现损伤的风险。

另外，由于α、β表面污染检测仪是手持式检测设备，主要对物体表面、人体进行检测，现有技术中在设计时往往将探测面和把手设置为具有一定的角度以增加使用舒适度。然而，由于α射线、β射线探测的特殊性，往往需要在一些特殊的环境下进行测试，比如物体之间的缝隙、角落等特殊的狭窄的空间内，此时由于现有技术中的表面污染检测仪的把手角度是固定不可调的，不能灵活的变换探测面面积大小和探测面与把手之间的角度，不能有效的探测到每个角落，无法对狭窄的空间进行探测，大大降低了仪器的使用范围和探测效果。

进一步地，由于辐射监测场所的特殊性，表面污染检测仪往往采用电池进行供电，电池通常设计于把手内。现有技术中目前常见的电池仓盖固定方式设计方案有两种：第一种采用螺丝固定的电池仓盖结构，该方式的缺点是更换电池时需借助工具；第二种是采用卡扣固定的电池仓盖结构，以卡扣代替螺丝固定，该方式的缺点是当设备不小心跌落时电池仓盖和电池会自行脱落丢失，存在使用隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种辐射探测装置，从而解决上述最少一种问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种辐射探测装置，所述辐射探测装置包括探测器外壳、探测器以及主板，所述探测器包括相互耦合的闪烁晶体以及光电转换器件，所述主板与所述光电转换器件通信连接，所述主板与所述探测器均设置于所述探测器外壳内，所述辐射探测装置还包括把手，所述把手与所述探测器外壳连接，所述把手内设置有电池仓，所述电池仓内放置电池，所述电池与所述主板电连接，所述把手上设置有与所述电池仓配合的电池仓盖，所述把手外设置有套筒，所述电池仓盖位于所述套筒内且抵触所述套筒的内壁。

根据本实用新型的一个实施例，所述闪烁晶体为塑料闪烁体。

根据本实用新型的一个实施例，所述闪烁晶体相对的两侧均耦合所述光电转换器件，所述光电转换器件分别与所述主板通信连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述把手的外壁上设置有螺纹，所述套筒一端的内壁上设置有螺纹，所述把手和所述套筒通过匹配的螺纹进行连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述套筒的另一端设置有套筒通孔，所述套筒通孔内设置有连接器，所述连接器与所述主板通信连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述把手与所述探测器外壳之间通过调节机构连接，所述把手在所述调节机构作用下围绕所述探测器外壳转动。

根据本实用新型的一个实施例，所述调节机构包括：转轴座、转轴、调节外壳、弹簧以及调节按键，所述转轴座设置于所述探测器外壳上；所述转轴设置于所述转轴座的相对的两个侧面上；所述调节外壳与所述转轴配合，所述转轴座容置于所述调节外壳内；所述弹簧设置于所述调节按键与所述转轴之间，所述调节按键与所述转轴卡接配合。

根据本实用新型的一个实施例，所述把手包括相互连接的把手上盖与把手下盖，所述把手上盖上设置有上盖缺口，所述电池仓盖与所述上盖缺口卡接配合。

根据本实用新型的一个实施例，所述调节外壳包括调节上盖与调节下盖，所述调节上盖与所述调节下盖对接处设置有缺口，所述转轴容置于所述缺口中。

根据本实用新型的一个实施例，所述调节上盖与所述把手上盖一体成型，所述调节下盖与所述把手下盖一体成型。

根据本实用新型的一个实施例，所述探测器外壳包括围成盒状空间的探测器上盖与探测器下盖，所述所述探测器下盖呈网格状。

根据本实用新型的一个实施例，所述辐射探测装置还包括防护罩，所述防护罩可拆卸地固定于所述探测器外壳上且包覆所述探测器下盖。

根据本实用新型的一个实施例，所述防护罩内设置有磁铁或者软磁，所述探测器外壳上设置有磁铁。

本实用新型还提供了一种辐射探测装置，该辐射探测装置包括探测器外壳、探测器、主板以及把手，所述探测器包括相互耦合的闪烁晶体以及光电转换器件；所述主板与所述光电转换器件通信连接，所述主板与所述探测器均设置于所述探测器外壳内；所述把手与所述探测器外壳连接，所述把手内设置有电池仓，所述电池仓内放置电池，所述电池与所述主板电连接，所述把手上设置有与所述电池仓配合的电池仓盖，所述把手通过调节机构与所述探测器外壳连接，所述把手在所述调节机构作用下围绕所述探测器外壳转动。

本实用新型还提供了一种辐射探测装置，该辐射探测装置包括探测器外壳、探测器、主板、把手以及防护罩，所述探测器外壳内设置有磁铁；所述探测器包括相互耦合的闪烁晶体以及光电转换器件；所述主板与所述光电转换器件通信连接，所述主板与所述探测器均设置于所述探测器外壳内；所述把手与所述探测器外壳连接，所述把手内设置有电池仓，所述电池仓内放置电池，所述电池与所述主板电连接，所述把手上设置有与所述电池仓配合的电池仓盖；所述防护罩可拆卸地固定于所述探测器外壳上，所述防护罩内设置有磁铁或者软磁。

本实用新型提供的辐射探测装置，采用电池仓盖配合外盖的方式，设置多道保险，有效的解决了电池、电池仓盖易脱落的问题，取出电池时只需旋转取下套筒，再向下按住电池仓盖，再向外推即可取出，无需借助工具，十分方便。本实用新型提供的辐射探测装置，当探测四周有遮挡物的狭窄空间时，可以调整把手与探测面的夹角，比如调整为90度或180度，从而有效的探测到每个角落，适用范围更广，探测效果更佳。另外，本实用新型提供的辐射探测装置，解决了防护罩不易固定且易丢失的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型的一个实施例的辐射探测装置的爆炸示意图；

图2是根据图1的辐射探测装置的调节机构以及把手的爆炸示意图；

图3是根据图1的辐射探测装置的探测机构的另一个角度的爆炸示意图；

图4是根据本实用新型的另一个实施例的辐射探测装置的探测机构的爆炸示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限制本实用新型的范围。

需要说明的是，当部件\/零件被称为“设置在”另一个部件\/零件上，它可以直接设置在另一个部件\/零件上或者也可以存在居中的部件\/零件。当部件\/零件被称为“连接\/联接”至另一个部件\/零件，它可以是直接连接\/联接至另一个部件\/零件或者可能同时存在居中部件\/零件。本文所使用的术语“连接\/联接”可以包括电气和\/或机械物理连接\/联接。本文所使用的术语“包括\/包含”指特征、步骤或部件\/零件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、步骤或部件\/零件的存在或添加。本文所使用的术语“和\/或”包括一个或多个相关所列项目的任意的和所有的组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，而并不是旨在限制本申请。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1是根据本实用新型的一个实施例的辐射探测装置的爆炸示意图，由图1可知，本实用新型提供的辐射探测装置包括探测器外壳、探测器、主板以及把手，其中，探测器外壳包括探测器上盖10和探测器下盖20，探测器上盖10和探测器下盖20形成盒状空间；探测器30和主板40容置于该盒状空间内，探测器30与主板40通信连接；把手50与探测器外壳之间通过调节机构60连接，把手50呈柄状，把手50内容置电池仓53，电池仓53内放置电池55，电池55与主板40电连接，把手50上还设置有指示灯孔59，指示灯孔59内安装指示灯510，指示灯510与主板40通信连接。

进一步地，在图1的实施例中，探测器上盖10的主体呈盒状，探测器上盖10的一面具有开口，该开口与探测器下盖20的形状匹配，从而使得探测器上盖10和下盖20可以围成中空的盒状空间；探测器10的内部具有多个根据需要设计的螺栓孔座11(图3)，螺栓孔座11上设置有螺栓孔，探测器下盖20上也设置有对应的螺栓孔22，从而使得通过将螺栓紧固于对应的螺栓孔中可以将探测器上盖10和探测器下盖20固定在一起。螺栓孔座11的数量、形状等设计属于本领域技术人员常用的手段，在此不再赘述。

在图1的实施例中，探测器下盖20的整体形状呈板状，并且探测器下盖20的板状主体上分布有多个孔洞，从而使得探测器下盖20的主体形成为网格板的形状；孔洞的面积大小和形状可以相同或者不同，在此不做限定，孔洞的延伸方向垂直于探测器下盖20的主体所在的平面；孔洞的总面积不小于探测器30的闪烁晶体的表面积的60％。

在图1的实施例中，探测器30可以包括闪烁晶体(图中未示)和光电转换器件(图中未示)，闪烁晶体可以将接收到的高能α、β射线光子转换为可见光光子，光电转换器件与闪烁晶体耦合，光电转换器件可以将可见光光子转换为电信号，光电转换器件与主板通信连接，从而将电信号发送至主板进行数据处理。闪烁晶体优选地为塑料闪烁体，从而缩减装置的体积与重量；闪烁晶体还可以为碘化钠(NaI)晶体、硅酸钇镥(LYSO)晶体、硅酸镥(LSO)晶体、硅酸钇(YSO)晶体和碘化铯(CsI)晶体等；闪烁晶体可以形成为若干根闪烁晶体条耦合而成的闪烁晶体阵列或者单独的闪烁晶体块。光电转换器件优选地为SiPM(硅光电倍增器件)、光电二极管(APD)或者光电倍增管(PMT)。

根据本实用新型的一个实施例，探测器30还可以包括光导，光导设置于光电转换器件与闪烁晶体之间并分别与光电转换器件和闪烁晶体耦合，光导用于传导可见光光子并可以提高收集的可见光光子的质量。

根据本实用新型的另一个实施例，探测器30包括两个光电转换器件，同一闪烁晶体相对的两侧分别耦合一个光电转换器件，光电转换器件分别与主板连接并同时读出转换的电信号，从而可以增加光子计数分布的均匀度，提高α、β射线的探测效率。

在图1的实施例中，主板40优选地为FPGA(现场可编程门阵列)或者MCU(微程序控制器)，主板40中可包括前置放大器、主放大器、时间检测电路以及能量检测电路等，从而采集来自于光电转换器件的电信号并计算电信号中对应的α、β射线光子的能量信息。

在图1的实施例中，本实用新型提供的辐射探测装置还可以包括防护罩80，防护罩80设置于探测器下盖20外侧并且与探测器下盖20或者探测器上盖10配合，防护罩80整体上覆盖探测器下盖20以使得存放时灰尘或者异物等不能进入探测器下盖20的孔洞内污染或者损伤探测器。值得注意的是，在本实用新型的一个实施例中，防护罩80可以直接卡接固定于探测器上盖10边缘的凹槽内，或者防护罩80可以设置为直接套设于探测器外部，在此不再赘述。

图2为根据图1的辐射探测装置的调节机构60以及把手50的爆炸示意图，由图1结合图2可知，把手50包括把手上盖51、把手下盖52、电池仓53—电池仓盖54，其中，把手上盖51和把手下盖52围成中空的类似圆筒的柄状，把手上盖51和把手下盖52之间通过螺栓连接固定；把手上盖51上设置有上盖缺口511，上盖缺口511与把手内部的第二空间512连通，从而使得通过该上盖缺口511可以装载或者取出电池55；上盖缺口511与电池仓盖54可拆卸的配合，电池仓盖54上设置有与上盖缺口511配合的卡接部541，从而使得电池仓盖54可以卡接于上盖缺口511处，实现电池仓盖与上盖缺口511的可拆卸配合。电池仓53具有相对设置的正极端531和负极端532，电池55容置于电池仓53内且分别与正极和负极连接；电池仓53上还设置有固定螺栓孔533，电池仓55通过螺栓和固定螺栓孔533的配合固定于把手下盖52的第一空间521内。电池的正极和负极分别通过导线(图中未示)与主板连接，这属于本领域技术人员常用的技术手段，在此不再赘述。本领域技术人员应当注意的是，本实用新型提供的把手50还可以包括套筒57，套筒57呈圆筒状，套筒57的一端571具有开口，开口内侧设置有螺纹，把手上盖51和把手下盖52上设置有对应的螺纹56，从而使得套筒57可以通过螺纹连接套设于把手50的外面，套筒57压紧电池仓盖54，能够防止不甚跌落时电池和电池仓盖的脱落。套筒57的另一端设置有套筒通孔572，套筒通孔572内设置连接器58，连接器58与主板40连接以便于将探测器收集的信息与外部的其它设备(比如主机)连接。进一步地，为了增加握持检测时的舒适度，套筒57的外侧可以设置有便于握持的凸点或者垫层，在此不再赘述。

进一步地，在图2中，把手50通过调节机构60与探测器外壳连接。调节机构60包括转轴座63、调节按键64、弹簧65、转轴66以及调节外壳，其中，调节外壳包括调节上盖61和调节下盖62，调节上盖61和调节下盖62基本对称布置且形状基本相同，调节上盖61上具有第三空间611，第三空间611将调节上盖61分为相对的两部分，这相对的两部分上具有与转轴66的外形匹配的凹槽612，第三空间611用于放置转轴座63；同样地，调节下盖62上具有第四空间621，第四空间621将调节下盖62分为相对的两部分，这相对的两部分上具有与转轴66的外形匹配的凹槽，第四空间621用于放置转轴座63；转轴座63的外形类似于中空的圆柱体，转轴座63相对的两个侧面上设置有转轴66，转轴66卡接于调节上盖61和调节下盖62上的凹槽围成的圆形空间内，从而使得当调节上盖61和调节下盖62安装在一起时，转轴座63容置于第三空间611和第四空间621内，调节外壳可以围绕转轴66转动。进一步地，转轴66上套设有弹簧65，弹簧65的一端抵触转轴座63的侧面，弹簧65的另一端抵触调节按键64，调节按键64上设置有与转轴66卡接配合的机构，当调节按键64按下时，卡接机构释放，调节外壳可以围绕转轴66自由转动，当调节按键64松开后，弹簧65将调节按键64向远离转轴66的方向顶离，卡接机构卡住转轴66，此时调节外壳不能继续转动。值得注意的是，在图2的实施例中，调节上盖61和调节下盖62分别与把手上盖51和把手下盖52一体成型，从而实现把手50通过调节机构60与探测器外壳的连接，把手50可以实现与调节外壳的同时转动，调整把手相对于探测器外壳的不同角度。另外，在图2的实施例中，探测器下盖20靠近把手的一侧还设置有盖板21，盖板21用于与调节外盖一起形成密闭的空间，以防止灰尘等污染物进入装置内部影响装置的使用，在此不再赘述。

图4是根据本实用新型的另一个实施例的辐射探测装置的探测机构的爆炸示意图，在图4的实施例中，探测器下盖20、探测器30以及主板40、调节机构等均与上述实施例中相同，不同之处在于，探测器上盖10上设置有若干块磁铁12，磁铁12可以镶嵌于探测器上盖10形成的盒体空间的内部，磁铁12还可以在探测器上盖10制作时设置于盖体内部。防护罩80的内侧也对应的设置有磁铁81，或者磁铁81可以在防护罩80制作时设置于防护罩内部。当使用本实用新型提供的辐射探测装置时，将防护罩80取下，放在探测器上盖10的背面，此时探测器上盖10中的磁铁12和防护罩80内的磁铁81强力吸引，可以使得防护罩80牢固的固定于探测器上盖10的表面，在进行辐射探测时随探测器一起移动，当探测结束时，取下防护罩80，将防护罩重新安装回探测器下盖20处即可，从而可以很好的预防防护罩80的丢失。

本实用新型提供的辐射探测装置尤其适用于以手持方式检测α、β等射线的表面污染，主要对物体表面、人体表面进行检测，通过在把手与探测器外壳之间设置调节机构，使得探测时手持把手与探测面之间形成一定的角度，譬如探测空旷无阻碍的平面时，把手与探测面的角度调节为30度左右，能够使得手握持的舒适度最高和探测效率最高；当探测四周有遮挡物的狭窄空间时，可以调整把手与探测面的夹角，比如调整为90度或180度，从而有效的探测到每个角落。

本实用新型提供的辐射探测装置，采用电池仓盖配合外盖的方式，设置多道保险，有效的解决了电池、电池仓盖易脱落的问题，取出电池时只需旋转取下套筒，再向下按住电池仓盖，再向外推即可取出，无需借助工具，十分方便。本实用新型提供的辐射探测装置，通过在探测器外壳和防护罩上设置对应的磁铁，能够放防止取下防护罩后随意丢弃的问题，防止部件丢失造成探测器损坏。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

设计图

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