基於電離室系統的檢測方法與流程
2023-04-27 14:20:32 2
本發明涉及一種輻射監測技術領域，尤其涉及一種基於電離室系統的檢測方法。
背景技術：
目前國內外主要應用的基準電離室包括自由空氣電離室和石墨空腔電離室。在250kV～600kV X射線空氣比釋動能基準建立中，當X射線管電壓超過400kV時，次級電子間距的增加使得所需自由空氣電離室的電極距非常大，由於自由空氣電離室在測量較高能量段射線方面的局限性，現欲使用石墨空腔電離室作為基準電離室。
電離室檢測系統是利用電離輻射的電離效應測量電離輻射的探測器。在應用電離室檢測系統的過程中，附加濾過片的作用是對入射的X射線進行過濾，過濾後的X射線射入石墨電離室，使電離室內空氣電離產生電離電流。石墨電離室的位置不能進行精確調節，從而導致現有電離室檢測系統的測量精度較低。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種基於電離室系統的檢測方法，通過多維調節平臺裝置能夠對電離室裝置的位置進行精確調節，從而提高了電離室檢測系統的測量精度，可操控性高。
為實現上述目的，本發明提供了一種基於電離室系統的檢測方法，所述基於電離室系統的檢測方法包括：
將X光機設置於X光機平臺上；
將附加濾過片插接於濾過裝置上；
調節所述濾過裝置，使所述附加濾過片中心與X光機的X光出射位置在同一水平位置；
控制第一電機驅動第一底座在第一導軌上運動至工作位置；並且控制第二電機驅動第二底座在第二導軌上運動至工作位置；
調節升降裝置和所述升降裝置上的旋轉臺，使設置於所述旋轉臺上的電離室裝置的接收射線位置與所述附加濾過片中心、X光機的X光出射位置在同一條直線上；
所述X光機產生初始X射線束；
所述初始X射線束經過附加濾過片後，對低於第一閾值能量的射線進行濾除；
所述電離室裝置接收過濾後的X射線束，所述過濾後的X射線束使所述電離室裝置內的空氣發生電離，產生電離電流；
靜電計對電離電流進行檢測，得到電離電流值。
優選的，所述濾過裝置具有濾過轉盤，所述濾過轉盤設有包括N個濾光孔，所述N為大於1的正整數，所述附加濾過片插接於所述濾光孔中；所述濾過轉盤由濾過旋轉電機驅動；
所述調節所述濾過裝置具體為：所述濾過旋轉電機接收濾過旋轉信號，驅動所述濾過轉盤轉動，帶動所述濾過轉盤的附加濾過片旋轉至工作位。
優選的，所述旋轉臺包括旋轉驅動電機、固定部和旋轉盤；所述旋轉盤設置於所述固定部上；
所述調節旋轉臺具體為：所述旋轉驅動電機接收旋轉信號，驅動所述旋轉盤在所述固定部上旋轉。
優選的，所述第一導軌包括：固定平臺、兩條滑軌、第一滑塊和絲槓；
所述兩條滑軌平行設置於所述固定平臺上；所述絲槓設置於所述兩條滑軌中間，並平行於所述兩條滑軌；所述第一滑塊設置於所述絲槓上並與第一底座的底部相連；
所述控制第一電機驅動所述第一底座在第一導軌上運動至工作位置具體為：所述第一電機接收第一位移信號，驅動所述絲槓轉動，帶動所述第一滑塊沿所述絲槓運動至工作位置。
優選的，在所述靜電計對電離電流進行檢測之後，所述檢測方法還包括：改變所述初始X射線束的強度和平均能量，再次進行檢測。
進一步優選的，在所述靜電計對電離電流進行檢測之後，所述檢測方法還包括：旋轉所述濾過轉盤，更換處於工作位的附加濾過片，再次進行檢測。
本發明實施例提供的基於電離室系統的檢測方法，通過多維調節平臺裝置能夠對電離室裝置的位置進行精確調節，從而提高了電離室檢測系統的測量精度，可操控性高。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的電離室系統的結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的基於電離室系統的檢測方法的流程圖。
具體實施方式
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
本發明實施例提供的基於電離室系統的檢測方法，執行於電離室系統中，所述電離室系統包括多維調節平臺裝置和濾過裝置，為了便於理解本發明實施例提供的檢測方法，首先結合圖1，對發明檢測方法所基於的電離室系統進行介紹。
圖1為本發明實施例提供的電離室系統的結構示意圖。如圖所示，本發明實施例的電離室系統包括：多維調節平臺裝置、濾過裝置(圖中未示出)、X光機平臺(圖中未示出)、電離室裝置(圖中未示出)、附加濾過片(圖中未示出)和X光機(圖中未示出)。
下面首先對多維調節平臺裝置進行詳述：
多維調節平臺裝置用於放置電離室裝置(圖中未示出)，通過調節多維調節平臺裝置能夠對電離室裝置的位置進行精確調整。
多維調節平臺裝置包括：移動基座1、升降裝置2、第一導軌3、第一底座4、第二導軌5、第二底座6和旋轉臺7。
移動基座1包括基座平臺11和多個支撐柱12；其中，所述多個為大於等於四個；基座平臺11架設在多個支撐柱12上，具體的，基座平臺11的底面與多個支撐柱12的一端固定連接，多個支撐柱12平行設置，且與基座平臺11垂直；為了保證移動基座1的穩定性，在相鄰兩個支撐柱12之間還設有連接板13，在連接板13的下方還安裝了滑輪15，可以實現移動基座1的任意角度的旋轉和移動。此外，每個支撐柱12的底部都設有固定部14，固定部14與支撐柱12之間通過伸縮部件(圖中未示出)連接，伸縮部件可以對固定部14和支撐柱12底部之間的距離進行調節，從而調節移動基座1的高度。當移動基座1運動到合適位置的時候，可以通過伸縮部件調節移動基座1的高度，使固定部14的底面低於滑輪15的地面，這樣滑輪15不在與地面接觸，不能進行滑動，從而對移動基座1的位置進行固定；當需要對移動基座1的位置進行調整時，通過伸縮部件調節移動基座1的高度，使固定部14的底面高於滑輪15的地面，這樣滑輪15與地面接觸，可以通過滑輪15的轉動實現移動基座1任意方向上的旋轉和位移。
升降裝置2設置在移動基座1上，包括第一固定座21、升降平臺22、第二固定座23、運動平臺24、升降驅動電機25和升降驅動杆26；其中，第一固定座21與基座平臺11相接，第一固定座21上設有多個第一固定柱211，第二固定座23架設在多個第一固定柱211上，第一固定座21與第二固定座23之間的距離是固定的，即為第一固定柱211的長度，因此第一固定座21與第二固定座23是相對靜止的。
升降平臺22設置在第一固定座21與第二固定座23之間，升降平臺22具有第一螺紋孔和多個第二通孔；其中，第二通孔的數量與第一固定柱211相同，且第二通孔的位置與第一固定柱211的位置相對應，升降平臺22通過第二通孔套接在第一固定柱211上；升降驅動杆26通過第一螺紋孔穿設於升降平臺22；升降驅動電機25驅動升降驅動杆26轉動，帶動升降平臺22在垂直於第一固定座21所在平面的方向運動。
運動平臺24與升降平臺22同步運動，具體的，在升降平臺22上設有多個第二固定柱221，第二固定座23上具有多個第三通孔，第三通孔的數量、位置與第二固定柱221相對應，多個第二固定柱221經由多個第三通孔穿設於第二固定座23，運動平臺24架設在第二固定柱221上，第二固定柱221的一端與升降平臺22的頂面相連，另一端與運動平臺24的底面相連，因此運動平臺24與升降平臺22之間的距離是固定的，即為第二固定柱221的長度，運動平臺24與升降平臺22是同步運動的。當升降驅動電機25驅動升降驅動杆26轉動，帶動升降平臺22在垂直於第一固定座21所在平面的方向運動時，升降平臺22上的第二固定柱221隨升降平臺22運動，從而帶動運動平臺24隨升降平臺22同步在垂直於第一固定座21所在平面的方向運動，此時第一固定座21與第二固定座23仍是靜止狀態。
第一導軌3安裝在運動平臺24上，包括固定平臺、兩條滑軌、第一滑塊和絲槓；兩條滑軌平行設置於固定平臺上；兩條滑軌中間設有絲槓，絲槓平行於兩條滑軌，由第一電機驅動轉動；絲槓上設有第一滑塊，隨絲槓的轉動沿絲槓運動。
第一底座4平行第一導軌3所在平面並滑設在第一導軌3上，沿第一導軌3方向運動；具體的，第一底座4的底面兩側設有兩排第二滑塊，每排可以設有兩個第二滑塊，其中，第二滑塊的數量是根據第一底座4的大小進行設定的；第二滑塊滑分別滑設在第一導軌3的兩條滑軌上，並且兩排第二滑塊之間的距離與兩條滑軌之間的距離相等；第一底座4的底面與第一滑塊固定連接，第一電機驅動絲槓運動，帶動第一滑塊沿絲槓運動，從而實現第一底座4沿第一導軌3運動。
第二導軌5，安裝在第一底座4上，與第一導軌3方向垂直。第二導軌5的結構、工作原理與第一導軌3相同，此處不再贅述。
第二底座6，平行第一底座4滑設在第二導軌5上，由第二電機驅動，沿第二導軌5方向運動。第二底座6的結構與第一底座4相同，此處不再贅述。
為了能夠進一步實現所述多維調節平臺裝置的精確調節，所述多維調節平臺裝置還包括旋轉臺7，旋轉臺7固定在第二底座6上，旋轉臺7的具體實現可以包括旋轉驅動電機、旋轉底座和旋轉盤(圖中未示出)；旋轉盤設置在旋轉底座上；旋轉驅動電機驅動旋轉盤在旋轉底座上旋轉。
下面基於上述電離室系統，介紹本發明實施例的電離室系統的校準方法，如圖2所示，本發明實施例的電離室系統的校準方法包括如下步驟：
步驟110，將X光機設置於X光機平臺上。
具體的，通過X光機平臺上的X光機夾具將X光機固定在X光機平臺上。
步驟120，將附加濾過片插接於濾過裝置上。
具體的，濾過裝置具有濾過轉盤，濾過轉盤設有包括N個濾光孔，其中N為大於1的正整數；在不同的濾光孔中將插接不同厚度的附加濾過片。
步驟130，調節濾過裝置，使附加濾過片中心與X光機的X光出射位置在同一水平位置。
在X光機平臺上設有第一雷射發射器，濾過轉盤上設有第一標記位置，第一標記位置設置在相鄰兩個濾光孔中間，所述第一標記位置是根據第一雷射發射器的位置、X光機的X光出射位置的位置和附加濾過片位置進行設計的，當第一雷射發射器發射的雷射射在濾過轉盤的第一標記位置時，附加濾過片處於工作位，此時附加濾過片中心與的X光出射位置在同一水平位置。
具體的，濾過旋轉電機接收濾過旋轉信號，驅動濾過轉盤轉動，帶動濾過轉盤的附加濾過片旋轉至工作位，此時第一雷射發射器發射的雷射射在濾過轉盤的第一標記位置，附加濾過片中心與的X光出射位置在同一水平位置。其中，其中，濾過旋轉信號可以是由操作人員通過計算機控制系統發出的。
步驟140，控制第一電機驅動第一底座在第一導軌上運動至工作位置；並且，控制第二電機驅動第二底座在第二導軌上運動至工作位置。
當X光機平臺和濾過裝置的位置確定之後，需要對電離室裝置的位置進行調節。此時，第一電機接收第一位移信號，驅動絲槓轉動，帶動絲槓上第一滑塊沿絲槓運動至工作位置，從而帶動電離室裝置在第一導軌上運動至工作位置，實現電離室裝置在X軸方向(平行第一導軌方向)上的位置調節；接著，第二電機接收第二位移信號，驅動絲槓轉動，帶動絲槓上第一滑塊沿絲槓運動至工作位置，從而帶動電離室裝置在第二導軌上運動至工作位置，實現電離室裝置在Y軸方向(平行第二導軌方向)上的位置調節。其中，第一位移信號和第二位移信號可以是由操作人員通過計算機控制系統發出的。
步驟150，調節升降裝置和升降裝置上的旋轉臺，使設置於旋轉臺上的電離室裝置的接收射線位置與附加濾過片中心、X光機的X光出射位置在同一條直線上。
具體的，升降驅動電機接收升降驅動信號，驅動升降驅動杆轉動，帶動升降驅動杆上升降平臺在垂直所述第一導軌和第二導軌所在平面運動，從而實現電離室裝置在Z軸方向(垂直第一導軌和第二導軌所在平面方向)上的位置調節。其中，升降驅動信號可以是由操作人員通過計算機控制系統發出的。
其次，旋轉驅動電機接收旋轉信號，控制旋轉盤在固定部上旋轉，從帶動旋轉臺上的電離室裝置的旋轉，使電離室裝置的接收射線位置與附加濾過片中心在同一條直線上。其中，旋轉信號可以是由操作人員通過計算機控制系統發出的。
具體的，旋轉臺上設有第二雷射發射器，濾過轉盤上設有第二標記位置，所述第二標記位置是根據第二雷射發射器的位置、電離室裝置的位置和附加濾過片的位置進行設計的，當第二雷射發射器發射的雷射射在濾過轉盤的第二標記位置時，附加濾過片中心與電離室裝置的接收射線位置在同一水平位置，從而實現電離室裝置的接收射線位置與附加濾過片中心、X光機的X光出射位置在同一條直線上。
步驟160，X光機產生初始X射線束。
具體的，開啟X光機平臺上的X光機，發射初始X射線束，射向濾過裝置上的附加濾過片。
步驟170，初始X射線束經過附加濾過片後，對低於第一閾值能量的射線進行濾除。
其中，第一閾值是由所選附加濾過片決定的，不同附加濾過片所對應的第一閾值不同。
具體的，附加濾過片對初始X射線束的低於第一閾值能量的射線進行濾除，濾掉初始射線的低能部分，而對高能部分的光子分布影響不明顯，能譜被硬化，提高了X射線穿透能力，但是降低了光子強度。
步驟180，電離室裝置接收過濾後的X射線束，過濾後的X射線束使電離室裝置內的空氣發生電離，產生電離電流。
電離室裝置可以為石墨電離室，包括石墨腔室和收集極，過濾後的X射線束射入石墨腔室內，使石墨腔室內的空氣電離產生電子，石墨腔室內的收集杆對電子進行收集，再通過收集杆傳輸。
步驟190，靜電計對電離電流進行檢測，得到電離電流值。
靜電計與電離室裝置的收集杆進行連接，經靜電計檢測得到電離電流值。
旋轉濾過盤，更換處於工作位的附加濾過片，應用不同厚度的濾過片對初始X射線束進行過濾，附加濾過片的厚度能夠改變對X射線低能部分的過濾程度，附加濾過片的厚度越厚相對於X射線高能部分過濾掉的低能部分越多，再重複上述步驟130至步驟190。直至完成所有所需附加濾過片的測量。
改變加載在X射線光管的電壓，使初始X射線束的強度和平均能量發生改變，再重複上述步驟130至步驟190，直至完成所有所需參數的測量。
本發明實施例提供的基於電離室系統的檢測方法，通過多維調節平臺裝置能夠對電離室裝置的位置進行精確調節，從而提高了電離室檢測系統的測量精度，可操控性高。
專業人員應該還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬體、計算機軟體或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬體和軟體的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的範圍。
結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以用硬體、處理器執行的軟體模塊，或者二者的結合來實施。軟體模塊可以置於隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬碟、可移動磁碟、CD-ROM、或技術領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。
以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。