用來測量輻射的一種設備和一種方法
2023-06-17 17:16:36
專利名稱：用來測量輻射的一種設備和一種方法
技術領域：
本發明涉及用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的輻射的一種設備和一種方法。
通過分析呼出的空氣試樣以確立一定物質的濃度，能指示一定的狀態和疾病。一個例子是通過在呼出的CO2中測量在測量之前吞入的用作用於脲製品標記的14C的濃度、檢測胃腸道中的幽門螺旋菌-胃潰瘍的一種良好指示-的方法。該濃度通過測量從14C發出的β-輻射確定。然而，由於來自14C的濃度是低能β-輻射，所以該方法當今要求昂貴、耗時及笨重設備的使用。
用在分散健康保健中的簡單和便宜方法的提供仍然沒有適當解決。因而，有對用來檢測低能輻射，特別是用在健康保健中，的方法和改進設備的需要，該設備簡單、便宜、體積小，並且提供滿意的診斷精度。
本發明的一個目的在於，提供一種用來測量從試樣中的輻射物質發出的低能輻射，特別是用來測量從14C標記化合物發出的β-輻射，的方法，該方法快速、簡單並且提供滿意的精度。
本發明進一步的目的在於，提供一種用來測量從試樣中的輻射物質發出的低能輻射的設備，該設備便宜、重量輕及尺寸小。
本發明的另一個目的在於，提供一種為了對製造和服務有利而絕不包括運動部分的設備。
根據本發明，通過具有在附屬權利要求書中定義的特徵的一種方法、一種設備、和一種設備和試樣裝置的組合，實現上述目的。
根據本發明的第一方面，這裡公開了一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的一種設備，該設備包括第一和第二輻射檢測器，用來測量所述輻射和背景輻射，所述第一和第二輻射檢測器基本上平行於其彼此在對準位置中面對著的相應活性表面、以允許平面配置的試樣裝置臨時插入在檢測器之間的測量空腔中的距離定位；外部屏蔽裝置，包圍著輻射檢測器，所述屏蔽裝置減小測量空腔中存在的背景輻射，所述屏蔽裝置裝有用來接收所述試樣裝置的一個開口；電子處理裝置，用來處理從輻射檢測器接收的衰減脈衝、由所述脈衝計算源於試樣的輻射及估計所述計算的結果；及用來記錄和／或顯示所述估計結果的裝置。
根據本發明的第二方面，這裡公開了一種上述設備和一種試樣裝置的組合，該試樣裝置具有平面配置且包括一個試樣載體和由所述試樣載體攜帶的輻射試樣物質，所述輻射試樣物質提供在所述試樣載體上，從而從所述試樣載體的兩個表面側發出試樣輻射，當試樣裝置已經插入在所述設備中時，所述表面側面對著所述第一和第二輻射檢測器。
根據本發明的第三方面，這裡公開了一種上述設備和一種試樣裝置的組合，該試樣裝置具有平面配置且包括一個試樣載體和由所述試樣載體攜帶的輻射試樣物質，所述輻射試樣物質提供在所述試樣載體上，從而基本上僅從所述試樣載體的一個表面側發出試樣輻射，當試樣裝置已經插入在所述設備中時，所述一個表面側面對著所述第一輻射檢測器。
根據本發明的第四方面，這裡公開了一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的方法，該方法包括步驟把一個試樣插入在兩個彼此面對著的對準輻射檢測器之間的測量空腔中，從而所述試樣輻射僅到達所述輻射檢測器的一個第一檢測器；在一個預定時間周期期間，測量源於發生在相應輻射檢測器中的電離事件的輸出脈衝的相應數量；提供一個從來自所述第一檢測器的脈衝數量得到的第一輻射值、和一個從來自第二檢測器的脈衝數量得到的第二輻射值；
通過從所述第一值上減去一個背景輻射值提供一個試樣輻射值，其中所述背景輻射值基於在插入試樣之前藉助於所述第二檢測器、以及所述第二輻射值得到的歷史背景輻射值；估計所述試樣輻射值，由此確定試樣中輻射物質的量。
根據本發明的第五方面，這裡公開了一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的方法，該方法包括步驟把一個試樣插入在兩個彼此面對著的對準輻射檢測器之間的測量空腔中；在一個預定時間周期期間，測量源於發生在相應輻射檢測器中的電離事件的輸出脈衝的相應數量；提供一個從來自所述第一檢測器的脈衝數量得到的第一輻射值、和一個從來自第二檢測器的脈衝數量得到的第二輻射值；通過從所述第一和第二輻射值之和上減去一個背景輻射值提供一個試樣輻射值，其中所述背景輻射值基於在插入試樣之前得到的歷史背景輻射值；及估計所述試樣輻射值，由此確定試樣中輻射物質的量。
根據本發明的第六方面，這裡公開了一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的方法，該方法包括提供一個第一輻射檢測器和一個第二輻射檢測器，從而兩個輻射檢測器都基本測量相同的背景輻射；使用用來測量一個歷史背景輻射平均值的所述第二輻射檢測器；此後相對於所述輻射檢測器定位試樣，從而試樣輻射僅達到所述第一輻射檢測器；既測量來自所述第一輻射檢測器的輸出脈衝又測量來自所述第二輻射檢測器的輸出脈衝；及通過從來自所述第一輻射檢測器的輸出脈衝測量數量上減去基於所述歷史背景輻射平均值和來自所述第二輻射檢測器的輸出脈衝測量數量的相應背景輻射值，計算試樣輻射值。
根據本發明的第七方面，這裡公開了一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的方法，該方法包括提供一個第一輻射檢測器和一個第二輻射檢測器，從而兩個輻射檢測器都基本測量相同的背景輻射；使用用來測量一個歷史背景輻射平均值的所述輻射檢測器；此後相對於所述輻射檢測器定位試樣，從而試樣輻射僅達到兩個輻射檢測器；既測量來自所述第一輻射檢測器的輸出脈衝又測量來自所述第二輻射檢測器的輸出脈衝；及通過從來自所述檢測器的輸出脈衝測量數量上減去基於所述歷史背景輻射平均值的相應背景輻射值，計算試樣輻射值。
因而，第一和第二輻射檢測器定位於在對準位置中基本平行的測量空腔中，其相應活性表面彼此面對著。檢測器適於使他們能夠測量從基本上具有平面配置、插入在測量空腔中的試樣裝置發出的輻射，試樣儘可能靠近檢測器定位且與其基本上平行，從而使散射最小，並且從試樣發出的基本上所有輻射能夠達到檢測器。其中檢測器與插入其之間的試樣裝置彼此面對著的這種配置，保證不發生通過其他檢測器屏蔽試樣輻射。
所述第一和第二輻射檢測器都能用來測量試樣輻射。這使得能夠檢測從平面配置試樣裝置兩側的輻射表面發出的輻射，並且增大測量的電離事件的數量。因而，能達到較高的診斷精度。在這種情況下，要從試樣測量結果減去的背景輻射構成一個歷史背景輻射值，所述歷史值在試樣裝置每次插入測量空腔之前得到和更新。使用用來測量背景輻射的兩個輻射檢測器能得到該歷史值。
另外，第二輻射檢測器僅能用來測量背景輻射。這提供了電離事件的較低計數，而不是給出關於要減去的背景輻射的測量量的較高精度，這歸因於在測量空腔中存在的背景輻射量隨時間變化的事實。然而，已經驚奇地發現，當從試樣輻射測量上減去背景時，如果與背景輻射相對應的值是從在試樣輻射測量期間進行的背景輻射測量的結果、和歷史背景輻射值計算的加權平均值，則能實現測量精度的相當改進，所述歷史值在在試樣裝置每次插入測量空腔之前得到和更新。
為了保證試樣輻射不由第二輻射檢測器測量，在第二檢測器布置成僅測量背景輻射的情況下，能提供有內部屏蔽裝置。所述屏蔽裝置能是設備的一部分、試樣裝置的一部分或兩者。最好可拆除地安裝試樣輻射屏蔽(如果在試樣裝置中固有)，從而如果被汙染，則能容易地更換它。為了得到在測量空腔中存在的背景輻射量的可靠值，重要的是第二檢測器的內部屏蔽高效地防止來自試樣的輻射到達第二檢測器，同時防止儘可能少的背景輻射到達第二檢測器。因此，必須相對於測量的試樣輻射能量值和類型選擇內部屏蔽的材料和厚度。
為了進一步改進關於在試樣輻射測量期間在測量空腔中存在的輻射的測量的精度，在第一和第二檢測器都測量試樣輻射的情況下，一個第三輻射檢測器能提供在測量空腔內。這使得能夠在測量試樣輻射的同時測量背景輻射。所述第三檢測器能放置在所述第一或第二檢測後面，從試樣裝置看到，或者放置在儘可能靠近試樣的位置中。
當測量試樣輻射或背景輻射時，能自動忽略重合脈衝，即同時碰到第一和第二輻射檢測器的輻射脈衝，因為重合脈衝能以非常高的概率不源於試樣，這歸因於試樣輻射表面相對於第一和第二輻射檢測器的的取向和歸因於從試樣發出的電離事件的較小數量。這能通過不用、或單獨地登記在第一和第二輻射檢測器中在預定短時間間隔內發生的電離事件實現。
最好，根據本發明的設備進一步包括一個試樣位置檢測器，該試樣位置檢測器用來檢測試樣是否在其正確位置，並且如果不在正確位置，則防止試樣輻射測量的開始。使用所述檢測器，以便保證儘可能多的試樣輻射由第一輻射檢測器捕獲。如果試樣不在正確位置中，則輻射的散射可能導致假的、低的電離事件的計數和輻射物質量的虛假值。當把設備用於診斷目的時，這可能又導致錯誤診斷。
為了減少出現在測量空腔內的背景輻射的量，所述空腔可以用高密度材料製成的外部屏蔽來提高信噪比，從而增大測量精度。
為了使試樣不汙染測量空腔，試樣裝置能裝有對試樣物質不可穿過但對於試樣輻射可穿過的試樣物質罩蓋。這樣一種罩蓋能包括一些類型的薄膜。最好，罩蓋包括約1μm典型厚度的聚酯薄膜。
輻射檢測器將在如下描述中表示在水平位置中。然而，這不應看作是本發明的限制，僅作為本發明的最佳實施例的表示。在本發明的範圍內設想幾個其他選擇例，如豎直地放置檢測器等。豎直地放置第一和第二檢測器，使試樣裝置豎直地放置在檢測器之間，將消除試樣物質汙染這些檢測器的危險，因為輻射物質不可能落到檢測器上。
考慮到用於輻射實際檢測的裝置，熟悉本技術的人員認識到，能使用各種類型的檢測器裝置，如比例計數器，或希望的蓋格-彌勒計數管。因而，為了使描述更容易理解，描述的其餘部分是指蓋格-彌勒計數管作為用來檢測輻射的裝置。
在根據本發明的設備中的輻射檢測器不限於具體形狀或尺寸。然而，由於本發明的目的在於提供一種便宜和小型測量設備，蓋格-彌勒計數管因此將滿足相同的要求。描述的設備配置以及描述的測量試樣輻射的方法使得以保持的滿意診斷精度，實現當今使用的最便宜和最小蓋格-彌勒計數管的應用。
圖1-4示意地表示根據本發明最佳實施例的設備的俯視、仰視、前視和側視圖。
圖5示意地表示根據本發明另一個實施例的設備的側視圖。
圖6-8示意地表示一個引導舌狀物、及根據本發明最佳實施例的試樣裝置的俯視和剖視圖。
圖9示意地表示根據本發明最佳實施例的蓋格-彌勒計數管的視圖。
圖10和11示意地表示根據本發明最佳實施例的電子電路的方塊圖。
圖12示意地表示脈衝圖。
圖13-15示意地表示表明根據本發明最佳實施例的方法的流程圖。
參照圖1-9，表示有本發明一種設備的一個實施例。設備1包括一個殼體，該殼體包括分離的、由塑料形成的基本上為圓柱形的項部和底部2、3。一個向外突出的引導舌狀物4裝配在頂部和底部2、3之間，從頂部2的側壁向內延伸以形成用於具有平面配置的試樣裝置6的平支撐區域。引導舌狀物4帶有一個圓形孔4a和兩個引導法蘭4b和4c。一個槽開口5形成在頂部2與引導舌狀物4之間，用來接收試樣裝置6，當處於插入位置中時，試樣裝置6填上所述槽開口5。
該設備進一步包括一個安裝在頂部與底部2、3之間的碳鋼背景輻射屏蔽7。該屏蔽包括四塊緊密裝配在一起的分離圓柱形屏蔽板7a、7b、7c、7d。所述第一和第四屏蔽板7a、7d具有均勻的厚度，而所述第二和第三屏蔽板7b、7c帶有一個用來容納相應第一和第二蓋格-彌勒計數管11、12的相應通孔。包含第一管11的所述第二屏蔽板7b也裝有一個用來接收安裝的引導舌狀物4的切入部分。所述切入部分能最好地見於圖2。蓋格-彌勒計數管11、12彼此平行地安裝，使其稍微凹下的圓形活性表面11a、12a在對準位置中彼此面對著。所述管11、12在其之間與所述第二屏蔽板7b的切入部分一起形成一個用來接收試樣裝置6的測量空腔8。第二蓋格-彌勒計數管12根據本發明的一個實施例，或者通過把試樣裝置6本身布置成僅在一個方向提供試樣輻射，或者通過把一個分離試樣輻射屏蔽板(未表示)定位在第二管12與試樣裝置6之間的空腔8內，布置成不從試樣6b接收任何輻射。這樣一種分離輻射屏蔽板應該布置成不顯著地把第二管與背景輻射屏蔽開。這樣一種屏蔽板最好能布置在所述引導舌狀物4的所述圓形孔4a中。
第一和第二蓋格-彌勒計數管11、12的相互面對活性表面11a、12a可操作地分開一個基本上對應於槽5的高度的距離，槽5適於在試樣輻射的測量期間，用來插入平面配置的試樣裝置6和用來把試樣的輻射物質儘可能定位到所述第一管。
現在參照圖6-8，表示試樣裝置6的一個例子、一個另外的試樣裝置6Ⅰ和引導舌狀物4。試樣裝置6一般包括一個平的試樣載體6a，試樣載體6a具有一般與引導舌狀物4配置相對應的配置和與槽開口5的高度相對應的厚度，槽開口5在一個表面上提供帶有圓形孔的區域6b，形成一個窗口，其中安裝有包含標有14C的實際試樣的CO2吸收材料。試樣載體6a除其中是窗口6b的部分之外，由把其周圍與試樣輻射屏蔽開的塑料形成。因此，輻射物質僅從所述窗口6b輻射。所述窗口6b進一步提供有一層用來避免測量空腔8的汙染的薄保護膜。所述試樣載體6a也帶有一個具有高反射性的區域6c，這使得能夠由試樣裝置位置檢測器16檢測。所述區域6c定位在試樣載體6a最裡面的左上角，見插入方向。
另外的試樣裝置6Ⅰ包括一個平的試樣載體6aⅠ，具有與上述試樣載體6a相同的特徵，在一個表面上提供一個區域6bⅠ，而在另一個表面上提供一個區域6bⅡ，兩個所述區域都具有與上述區域6b相同的特徵。因此，另外的試樣裝置6Ⅰ布置成在兩個方向都提供試樣輻射。所述另外試樣裝置進一步帶有一個具有與上述試樣裝置相同的高反射性(未表示)的區域。
引導舌狀物4帶有用來引導試樣裝置6、6Ⅰ的引導凸臺4b、4c。引導凸臺稍微向設備1的中心會聚，以在由管11、12限定的測量空腔8中提供對應試樣裝置6的正確定位，即從而使試樣裝置6、6Ⅰ的窗口6b、6bⅠ、6bⅡ與所述蓋格-彌勒計數管11、12的所述相應活性表面11a、12a對準。為了使到達測量腔室8的背景輻射等同地由兩個管11、12檢測，引導舌狀物4帶有所述通孔4a。在腔室8中在管11、12之間的背景輻射的唯一屏蔽是藉助於試樣裝置6、6Ⅰ本身。然而所述裝置設計成不相對於背景輻射屏蔽。
為了減小進入測量空腔8的背景輻射量，槽開口5繼續進入在第二與第三背景輻射屏蔽板7b、7c之間形成的細長空間中，該細長空間具有基本上與平面試樣裝置6、6Ⅰ的厚度相對應的高度。由於在所述屏蔽板7b、7c之間形成空間的幾何形狀，只有背景輻射的較小部分能通過所述槽開口5進入測量空腔8中。所述空間的高度是適用的，從而使包含實際試樣的所述試樣載體6a、6aⅠ的所述區域6b、6bⅠ、6bⅡ儘可能靠近所述第一和第二蓋格-彌勒計數管11、12定位。
該設備進一步包括試樣裝置位置檢測器16，試樣裝置位置檢測器16用來檢測試樣裝置6、6Ⅰ是否已經以正確取向插入、和所述裝置是否已經達到正確位置。位置檢測器包括一個能檢測具有高反射性的試樣裝置6、6Ⅰ的區域6c的反射傳感器。所述位置檢測器16安裝在所述第二屏蔽板7b中在引導舌狀物4的內端。
參照圖5，這裡表示一種根據本發明另一個實施例的設備。該設備包括一個由五塊分離圓柱形屏蔽板7a、7b、7c、7dⅠ、7e組成的碳鋼背景輻射屏蔽板7，其中三塊頂部屏蔽板7a、7b、7c具有與上述相同的特徵。第四屏蔽板7dⅠ帶有一個用來容納第三蓋格-彌勒計數管13的通孔，而第五屏蔽板具有均勻的厚度。三個蓋格-彌勒計數管11、12、13在對準位置全部彼此平行地安裝，第一和第二管11、12使其活性表面11a、12a在對準位置中精密地彼此面對著。所述管11、12在其之間與所述第二屏蔽板7b的切入部分一起形成一個用來接收所述另外試裝置6Ⅰ的測量空腔8。因而，第一和第二蓋格-彌勒計數管布置成用來測量試樣輻射。第三蓋格-彌勒計數管布置成僅用來測量背景輻射。
在背景輻射屏蔽板7下方的殼體的底部3中，安裝一塊包括第一電子單元9的電路板。參照圖2，所述單元9包括一個中央處理單元(CPU)50；一個EPROM 62；一個實時時鐘63；一個檢測器電壓單元15，包括一個變壓器和一個電壓控制單元；脈衝整形電路31、32、33；一個邏輯OR(或)元件44；及脈衝持續時間調節器41、42、43。CPU 50能從外部經布置在殼體底部3的後壁上的串行埠17(圖2)存取。與串行埠17相鄰也提供有一個用來連接以低電壓直流功率向儀器供電的常規代電池(9V，7W)的連接器18。
第一電子單元9也連接到定位在在所述背景輻射屏蔽板上方的殼體頂部2中的第二電子單元10上。參照圖1、10和11，所述第二電子單元包括包括一個顯示器61。顯示器61是能經在所述頂部2中的面向上窗口看到的16×2段後照亮液晶顯示器(LCD)。一個是帶有用來啟動預編程程序菜單的4個隔膜鍵的整體鍵盤的鍵盤60、和兩個發光二極體(LED)64a、64b也提供在所述頂部2的頂部上，並且經所述頂部2中的一個開口(未表示)電氣連接到所述第一電子單元9上。LED′64a、64b包括一個用來指示試樣測量狀態或備用狀態的綠和黃雙色LED、和一個用來指示一些種類錯誤的紅LED。
再次參照圖10和11，表示一個與兩個檢測器(圖10)和與三個檢測器(圖11)連接的方塊圖。蓋格-彌勒計數管11、12、13在屏蔽板7內，並且分別連接到檢測器電壓單元15上，並且經電容器21、22、23連接到相應脈衝整形器31、32、33上。相應脈衝整形器31、32、33連接到相應脈衝持續時間調節器41、42、43上以及共用邏輯OR元件44上。在屏蔽板7內，也定位直接連接到CPU 50的I／O埠55上的位置檢測器16。CPU 50也經I／O埠54連接到邏輯OR元件44上；經I／O埠51、52、53連接到脈衝持續時間調節器41、42、43上；經一個I／O埠56連接到鍵盤60上；及經一根數據總線連接到顯示器61、EPROM 62和實時時鐘63上。
CPU 50，一個68HC11微處理器，保證儀器控制和測量數據處理以及控制警報功能。EPROM 62包含用於CPU 50的程序代碼，並且實時時鐘63提供用於CPU 50的分析的時間信息。由CPU 50控制的控制的警報功能包括檢測器功能和測量空腔8的可能汙染。這當測量空腔8是空的時通過測量背景輻射值實現，並且當所述值高於預置值或零時，通過提供一個警報信號(光學和／或聲學的)實現。
電壓控制單元15控制用來把供給的低直流電壓變換到用於最好約500 V的蓋格-彌勒計數管的高壓的變壓器。希望電壓電平經一個調節電位計(未表示)設置。
如下描述涉及設備包括兩個輻射檢測器的情形。當電離事件出現在蓋格-彌勒計數管11、12的任一個中時，相應脈衝整形器31、32從所述管接收脈衝，所述接收脈衝整形成方波脈衝，如能在圖12中看到的那樣，脈衝長度約為20μs。脈衝整形器31、32提供有一個分辨值，以便除去可能的噪聲。然後把每個方波脈衝送到邏輯OR元件44，邏輯OR元件44因而每當由管11、12的至少一個檢測到電離事件時把一個脈衝送到CPU。當從OR元件44接收到脈衝時，CPU 50中斷其當前動作，並且檢測在I／O埠51、52任一個上是否有脈衝，並且把一個變量(Var_port)設置到三個可能值之一，該值分別指示一個來自檢測器1的脈衝、一個來自檢測器2的脈衝或來自兩個檢測器的脈衝。為了當CPU忙時使CPU 50能夠檢測出現在所述I／O埠51、52上的脈衝，來自相應脈衝整形器31、32的脈衝經相應脈衝持續時間調節器41、42通到CPU 50，各脈衝持續時間調節器41、42把脈衝從約20μs的持續時間調節到約40μs的持續時間。這能在圖12中看到。
現在參照圖13-15，表示有根據本發明一種方法的流程圖，現在將更詳細地描述。在接通設備之後，進行啟動例行程序。啟動例行程序包括藉助於兩個蓋格-彌勒計數管11、12的1，000秒背景輻射測量，以便檢測管和／或電子電路的故障，並且也檢測測量空腔8的可能汙染。另外來自第二蓋格-彌勒計數管12或來自兩個蓋格-彌勒計數管11、12的測量用來得到一個第一值，該第一值用來計算與背景輻射相對應的一個值，下文稱作BGR，BGR在插入試樣裝置6、6Ⅰ之前存在於空腔8中。接著在儀器處於備用模式中工作的同時，得到啟動例行程序BGR。
在預定長度的時間周期期間實現得到BGR的方法，並且把最後測量周期的預置次數的平均值寄存為BGR。在最佳實施例中，在50秒時間周期期間檢測的電離事件的數量形式的值寄存在存儲器中，由此更換以前得到的值，在先進-先出(FIFO)的基礎上拋棄以前得到的值，從而最後12個值寄存在存儲器中。
然後由這些值，不包括最高和最低值，計算平均值。歸一化所有值，以與1，000秒的時間周期相對應。接著一個背景輻射測量周期的結束，立即開始下個背景輻射測量周期。以這種方式，得到與背景輻射相對應的經常更新的歷史平均值。因此，只要沒有定位在測量空腔8內的試樣裝置6，就連續地得到和更新BGR。當把試樣裝置6、6Ⅰ插入在所述空腔8中並且由檢測器16檢測時，立即停止BGR的測量。當BGR的測量首先開始時，在所有12個位置中的值包含在啟動例行程序期間寄存的電離事件的數量。因而，在啟動例行程序之後，試樣輻射測量能立即開始。以與用於下述的試樣輻射測量相同的方式，進行在背景輻射測量期間的電離事件的寄存。因此，在背景輻射測量期間拋棄重合脈衝，並且BGR不包括重合脈衝。
在把包含輻射試樣的試樣裝置6、6Ⅰ插入在測量空腔中之後，試樣位置檢測器16檢測試樣裝置6、6Ⅰ是否處於正確位置並且對於試樣測量是否具有正確的取向。如果是這樣，則當致動開始鍵時，能開始試樣輻射測量(圖15)；如果不是，則對於要開始的試樣輻射測量必須調節試樣位置。由於14C的衰減時間較長，所以試樣輻射測量開始的時間不是決定性因素。
當中央處理單元(CPU)從試樣輻射測量將開始的啟動鍵接收指示時，把一個時間參數設置到一個選擇值，最好為250秒，並且倒計數立即開始。同時，CPU開始寄存在I／O埠51、52、53、54上從OR元件44和脈衝持續時間調節器41、42、43接收的脈衝。以與脈衝源於其中的蓋格-彌勒計數管或諸管相對應的值，設置一個變量Var_port。根據所述Var_port，用來寄存重合脈衝的變量Var_coinc；用來寄存源於第一蓋格-彌勒計數管的脈衝的Var_1；及用來寄存源於第二蓋格-彌勒計數管脈衝的Var_2的一個增大1。進行重合脈衝的分離，以便簡化如下計算，因為具有非常高概率的重合脈衝不源於試樣輻射。事實上，在第二管與試樣輻射屏蔽開的情況下，重合脈衝不可能源於試樣輻射。
當試樣輻射測量時間周期已經期滿時，在懷疑測量結果的情況下，所述時間周期自動延伸。預置一定的最大延伸時間，以便避免過長的延伸時間。
在試樣測量周期期滿之後，包括可能的延伸周期，設備返回監視BGR，並且由CPU 50計算源於試樣D的輻射量。在只有第二蓋格-彌勒計數管測量背景輻射的情況下，這根據如下公式實現D=D1-D2+BGR2]]>其中D1=在蓋格-彌勒計數管1中產生的脈衝的測量值(試樣)，D2=在蓋格-彌勒計數管2中產生的脈衝的測量值(背景)，BGR=與背景輻射對應的平均值，每個值對於1000秒的時間周期歸一化。
令人驚奇地是，已經發現考慮背景輻射的以上專用方法大大地改進了測量精度。
在兩個蓋格-彌勒計數管測量背景輻射的情況下，根據如下公式計算源於試樣D的輻射量D=D1+D2-BGR其中D1=在蓋格-彌勒計數管1中產生的脈衝的測量值(試樣)，D2=在蓋格-彌勒計數管2中產生的脈衝的測量值(試樣)，BGR=與背景輻射對應的平均值，每個值對於1000秒的時間周期歸一化。
根據其中第一和第二蓋格-彌勒計數管11、12測量試樣輻射的本發明的另外一種方法，在試樣輻射測量期間由一個第三蓋格-彌勒計數管13也進行背景輻射的測量。以與寄存來自上述第一和第二管11、12的事件相同的方式，實現在第三管13中電離事件的寄存。以與上述相同的方式拋棄重合脈衝，不同之處在於重合脈衝是指從所有三個蓋格-彌勒計數管同時得到的脈衝。
在這種情況下，根據如下公式計算源於試樣D的輻射量D=D1+D2-D3+BGR2]]>
其中D1=在蓋格-彌勒計數管1中產生的脈衝的測量值(試樣)，D2=在蓋格-彌勒計數管2中產生的脈衝的測量值(試樣)，D3=在蓋格-彌勒計數管2中產生的脈衝的測量值(背景)，BGR=與背景輻射對應的平均值，每個值對於1000秒的時間周期歸一化。
然後，把在根據本發明的方法中與從試樣發出的輻射量相對應的得到值D，與用於結果分類的兩個預置閾值L1、L2相比較。如果得到的試樣輻射值D低於第一閾值L1，則把測量結果分類為「負的」；如果試樣輻射值D高於第二閾值L2，則把它分類為「正的」。因此，在所述第一與第二閾值L1、L2之間的值D分類為「不確定的」。然後在顯示器61上呈現分類結果。
權利要求
1．一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的一種設備(1)，包括第一和第二輻射檢測器(11、12)，用來測量所述輻射和背景輻射，所述第一和第二輻射檢測器基本上平行於其彼此在對準位置中面對著的相應活性表面(11a、12a)、以允許平面配置的試樣裝置(6、6I)臨時插入在檢測器之間的一個測量空腔(8)中的距離定位；外部屏蔽裝置(7)，包圍著輻射檢測器，所述屏蔽裝置(7)減小測量空腔(8)中存在的背景輻射，所述屏蔽裝置(7)裝有用來接收所述試樣裝置(6、6I)的一個開口(5)；電子處理裝置(50)，用來處理從輻射檢測器(11、12)接收的衰減脈衝、由所述脈衝計算源於試樣的輻射及估計所述計算的結果；及用來記錄和／或顯示所述估計結果的裝置。
2．根據權利要求1所述的設備，進一步包括一個第三輻射檢測器(13)，僅用來測量背景輻射。
3．根據權利要求1所述的設備，其中所述第二輻射檢測器(12)僅為測量背景輻射而提供。
4．根據以上權利要求任一項所述的設備(1)，進一步包括用來檢測一個插入的試樣裝置(6、6I)是否在正確位置且是否具有用來測量的正確取向的試樣位置檢測裝置(16)。
5．根據以上權利要求任一項所述的設備(1)，進一步包括用來寄存重合脈衝的裝置，重合脈衝是由所述第一和第二輻射檢測器(11、12)同時測量的脈衝；用來從由所述輻射檢測器(11、12、13)測量的脈衝數量減去重合脈衝數量的裝置。
6．根據以上權利要求任一項所述的設備(1)，其中所述輻射檢測器(11、12、13)是蓋格-彌勒計數管。
7．根據權利要求1、2或4-6任一項所述的設備(1)和一個試樣裝置(6I)的組合，試樣裝置(6I)具有一種平面配置，並且包括一個試樣載體(6aI)和由所述試樣載體(6aI)攜帶的輻射試樣物質(6bI)，所述輻射試樣物質(6bI)提供在所述試樣載體(6aI)上，從而試樣輻射從所述試樣載體(6aI)的兩個表面側發出，當所述試樣裝置(6I)已經插入到所述設備中時，所述表面側面對著所述第一和第二輻射檢測器(11、12)。
8．根據權利要求1-3、5或6任一項所述的設備(1)和一個試樣裝置(6)的組合，試樣裝置(6)具有一種平面配置，並且包括一個試樣載體(6a)和由所述試樣載體(6a)攜帶的輻射試樣物質(6b)，所述輻射試樣物質(6b)提供在所述試樣載體(6a)上，從而基本上僅從所述試樣載體(6a)的一個表面側發出試樣輻射，當試樣裝置(6)已經插入在所述設備中時，所述一個表面側面對著所述第一輻射檢測器(11)。
9．一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的方法，包括步驟把一個試樣插入在兩個彼此面對著的對準輻射檢測器(11、12)之間的測量空腔(8)中，從而所述試樣輻射僅到達所述輻射檢測器(11、12)的一個第一檢測器(11)；在一個預定時間周期期間，測量源於發生在相應輻射檢測器(11、12)中的電離事件的輸出脈衝的相應數量；提供一個從來自所述第一檢測器(11)的脈衝數量得到的第一輻射值(D1)、和一個從來自第二檢測器(12)的脈衝數量得到的第二輻射值(D2)；通過從所述第一值上減去一個背景輻射值提供一個試樣輻射值(D)，其中所述背景輻射值基於在插入試樣之前藉助於所述第二檢測器、以及所述第二輻射值(D2)得到的歷史背景輻射值(BGR)；估計所述試樣輻射值(D)，由此確定試樣中輻射物質的量。
10．根據權利要求9所述的方法，其中由下式計算所述試樣輻射值D=D1-D2+BGR2]]>其中D1=來自所述第一輻射檢測器(11)的脈衝數量值，D2=來自所述第二輻射檢測器(12)的脈衝數量值，BGR=歷史背景輻射值，所有值對於給定時間周期歸一化。
11．根據權利要求9或10所述的方法，其中試樣裝置(6)本身用於把所述第二輻射檢測器(12)與試樣輻射屏蔽開。
12．一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的方法，包括步驟把一個試樣插入在兩個彼此面對著的對準輻射檢測器(11、12)之間的測量空腔(8)中；在一個預定時間周期期間，測量源於發生在相應輻射檢測器(11、12)中的電離事件的輸出脈衝的相應數量；提供一個從來自所述第一檢測器(11)的測量脈衝數量得到的第一輻射值(D1)、和一個從來自第二檢測器(12)的測量脈衝數量得到的第二輻射值(D2)；通過從所述第一和第二輻射值(D1、D2)之和上減去一個背景輻射值提供一個試樣輻射值(D)，其中所述背景輻射值基於在插入試樣之前得到的歷史背景輻射值(BGR)；及估計所述試樣輻射值(D)，由此確定試樣中輻射物質的量。
13．根據權利要求12所述的方法，其中使用所述第一和第二輻射檢測器得到所述歷史背景輻射值。
14．根據權利要求12或13所述的方法，進一步包括步驟當試樣插入在測量空腔中時，在預定時間周期內，測量源於在一個第三輻射檢測器(13)中出現的電離事件的輸出脈衝的數量，所述第三檢測器布置在測量空腔中，從而源於試樣的輻射不會到達所述第三輻射檢測器(13)；提供從來自所述第三輻射檢測器(13)的脈衝測量數量得到的一個第三輻射值(D3)；及提供基於所述歷史背景輻射值(BGR)以及所述第三輻值(D3)的背景輻射值。
15．根據權利要求9-14任一項所述的方法，其中通過取在相應測量脈衝與測量脈衝的重合脈衝的數量之間的差，提供所述第一和第二輻射值(D1、D2)以及所述歷史背景輻射值(BGR)。
16．根據權利要求15所述的方法，其中重合脈衝的數量是由兩個輻射檢測器(11、12)同時測量的脈衝。
17．根據權利要求9-16任一項所述的方法，其中在試樣(6a、6aI)的插入之前測量和更新所述歷史背景輻射。
18．根據權利要求17所述的方法，其中在連續預定時間周期期間進行所述歷史背景輻射測量；在每個時間周期之後，把與在該時間周期期間測量的電離事件的數量相對應的一個值存儲在一個存儲器中，所述存儲器包含預定數量的連續的這樣的值，同時在先進先出的基礎上更換最老的值；及根據這樣的存儲值計算一個平均值，最好同時排除最高值和最低值，所述平均值用作所述歷史背景輻射值。
19．根據權利要求9-18任一項所述的方法，其中要測量的所述輻射是最好來自14C標記的輻射物質的β輻射。
20．一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的方法，該方法包括提供一個第一輻射檢測器(11)和一個第二輻射檢測器(12)，從而兩個輻射檢測器(11、12)都基本測量相同的背景輻射；使用用來測量一個歷史背景輻射平均值的所述第二輻射檢測器(12)；此後相對於所述輻射檢測器(11、12)定位試樣，從而試樣輻射僅達到所述第一輻射檢測器(11)；既測量來自所述第一輻射檢測器(11)的輸出脈衝又測量來自所述第二輻射檢測器(12)的輸出脈衝；及通過從來自所述第一輻射檢測器(11)的輸出脈衝測量數量上減去基於所述歷史背景輻射平均值(BGR)和來自所述第二輻射檢測器(12)的輸出脈衝測量數量的相應背景輻射值，計算試樣輻射值。
21．根據權利要求20所述的方法，其中試樣定位在所述第一和第二輻射檢測器(11、12)的相對著的、相互面對著的檢測器窗口(11a、12a)之間，從而試樣輻射僅碰到所述第一輻射檢測器(11)的檢測器窗口。
22．一種用來測量從包含一種輻射物質的試樣發出的低能試樣輻射的方法，該方法包括提供一個第一輻射檢測器(11)和一個第二輻射檢測器(12)，從而兩個輻射檢測器(11、12)都基本測量相同的背景輻射；使用所述輻射檢測器(11，12)用來測量一個歷史背景輻射平均值的；此後相對於所述輻射檢測器(11，12)定位試樣，從而試樣輻射達到兩個輻射檢測器(11、12)；既測量來自所述第一輻射檢測器(11)的輸出脈衝又測量來自所述第二輻射檢測器(12)的輸出脈衝；及通過從來自所述檢測器(11、12)的輸出脈衝測量數量上減去基於所述歷史背景輻射平均值的相應背景輻射值，計算試樣輻射值。
23．根據權利要求22所述的方法，進一步包括提供一個第三輻射檢測器(13)，從而試樣輻射不會到達第三輻射檢測器(13)；使用用來測量背景輻射的所述第三輻射檢測器(13)；測量來自所述第三輻射檢測器(13)的輸出脈衝；及提供基於所述歷史背景輻射平均值和來自所述第三輻射檢測器(13)的輸出脈衝的測量數量的所述背景輻射值。
24．根據權利要求22或23所述的方法，其中試樣定位在所述第一和第二輻射檢測器(11、12)的相對著的、相互面對著的檢測器窗口(11a、12a)之間，從而試樣輻射碰到所述第一和第二輻射檢測器(11、12)的檢測器窗口。
25．根據權利要求22-24任一項所述的方法，其中當測量時忽略重合脈衝。
全文摘要
一種用來測量來自一個試樣載體(6、文檔編號G01T1/18GK1279766SQ9881135
公開日2001年1月10日 申請日期1998年11月19日 優先權日1997年11月20日
發明者歐勒夫·安德森, 阿爾夫·勒朱恩達赫爾, 科特·史蒂芬奎斯特, 勒那特·瓦爾穆 申請人:斯圖德斯維克儀器股份公司