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一种强辐射场的辐照剂量率测量系统和方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
徐守龙;韩永超;邹树梁;吴其反;邓骞;...
申请/专利权人:
南华大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-04-27
申请/专利号:
CN202010344042.2
公开时间:
2020-07-03
公开号:
CN111366967A
主申请人地址:
421001 湖南省衡阳市蒸湘区常胜西路28号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种强辐射场的辐照剂量率测量系统,其特征在于,包括: 设于辐射区域内,用于接收放射源的辐照,并输出相应的像素特征信号的CMOS传感器; 设于所述辐射区域内,用于设置所述CMOS传感器,并将所述像素特征信号转换输出的线路板; 设于非辐射区域内,和所述线路板通过线缆连接,用于通过所述线路板获得所述像素特征信号,并根据所述像素特征信号和辐照剂量率之间的关联关系获得辐照剂量率的处理器。 2.如权利要求1所述的强辐射场的辐照剂量率测量系统,其特征在于,还包括和所述处理器相连接的驱动装置; 所述处理器用于控制所述驱动装置驱动所述CMOS传感器相对于所述放射源移动,获得所述CMOS传感器和所述放射源相距不同距离时对应的像素特征信号。 3.如权利要求1所述的强辐射场的辐照剂量率测量系统,其特征在于,所述CMOS传感器为积分时间和增益可调的传感器; 所述像素信号和辐照剂量率之间的关联关系为在所述CMOS传感器当前积分时间和当前增益条件下所述像素信号和所述辐照剂量率之间的关联关系。 4.如权利要求1所述的强辐射场的辐照剂量率测量系统,其特征在于,还包括金属屏蔽腔体; 所述线路板和所述CMOS传感器设置在所述金属屏蔽腔体内; 所述金属屏蔽腔体贴合所述CMOS传感器的腔壁设置有辐照窗口,所述CMOS传感器可通过所述辐照窗口接收所述放射源的辐照; 所述金属屏蔽腔体贴合所述线路板表面的腔壁设置有多个散热孔。 5.如权利要求1至4任一项所述的强辐射场的辐照剂量率测量系统,其特征在于,所述CMOS传感器为黑白CMOS传感器。 6.一种强辐射场的辐照剂量率测量方法,其特征在于,包括: 通过线缆接收线路板发送的在CMOS传感器被放射源辐照时生成的像素特征信号; 根据预先获得的像素特征信号和辐照剂量率之间的关联关系,和所述像素特征信号,确定通过所述CMOS传感器测得的放射源的辐照剂量率。 7.如权利要求6所述的强辐射场的辐照剂量率测量方法,其特征在于,获得CMOS传感器在接收放射源辐照生成的像素特征信号,包括: 控制驱动装置驱动所述CMOS传感器相对于所述放射源移动; 获得所述CMOS传感器相距所述放射源在不同距离处,接收辐照生成的像素特征信号。 8.如权利要求7所述的强辐射场的辐照剂量率测量方法,其特征在于,获得所述CMOS传感器相距所述放射源在不同距离处,接收辐照生成的像素特征信号,包括: 根据所述CMOS传感器和所述放射源之间的当前距离,设定所述CMOS传感器的积分时间和增益; 获得所述CMOS在当前积分时间和当前增益的状态下,接收辐照生成的像素特征信号; 根据预先获得的像素特征信号和辐照剂量率之间的关联关系,和所述像素特征信号,确定通过所述CMOS传感器测得的放射源的辐照剂量率,包括: 根据当前积分时间和当前增益对应的所述关联关系,和所述像素特征信号,确定所述辐照剂量率; 在确定所述辐照剂量率之后,还包括: 根据所述辐照剂量率和当前积分时间,确定辐照总剂量。 9.如权利要求6所述的强辐射场的辐照剂量率测量方法,其特征在于,在获得CMOS传感器在接收放射源辐照生成的像素特征信号之前,还包括: 采集所述CMOS传感器在遮光状态且不同增益状态下,输出的多组噪声信号; 根据多组所述噪声信号设定各种不同增益状态下对应的噪声阈值; 根据预先获得的像素特征信号和辐照剂量率之间的关联关系,和所述像素特征信号,确定通过所述CMOS传感器测得的放射源的辐照剂量率,包括: 根据所述CMOS传感器测得所述像素特征信号时的增益大小,选取对应的所述噪声阈值对所述像素信号进行校准,获得校准像素特征信号; 根据所述校准像素特征信号和所述关联关系,确定所述辐照剂量率; 在获得所述校准像素特征信号之后,还包括: 当所述校准像素特征信号低于像素值阈值时,则发出告警。 10.如权利要求6所述的强辐射场的辐照剂量率测量方法,其特征在于,预先获得像素特征信号和辐照剂量率之间的关联关系的过程包括: 采集多组测试CMOS传感器在每种积分时长、每种增益以及每种强度辐照条件下生成的多组像素值样本数据; 采集辐照剂量计在每种强度辐照条件下测得的辐照剂量率; 基于统计学原理,对所述多组像素样本数据进行数据处理,获得每种积分时长、每种增益以及每种强度辐照条件下对应的一组像素值数据; 根据所述像素值数据和所述辐照剂量率数据,获得所述像素值和辐照剂量率之间随积分时长、增益变化的关联关系。
摘要:
本发明公开了一种强辐射场的辐照剂量率测量系统,包括设于辐射区域内,用于接收放射源的辐照,并输出相应的像素特征信号的CMOS传感器;用于设置CMOS传感器,并将像素特征信号转换输出的线路板;设于非辐射区域内,和线路板通过线缆连接,用于通过线路板获得像素特征信号,并根据像素信号和辐照剂量率之间的关联关系获得辐照剂量率的处理器。本申请中利用CMOS传感器接收辐照时输出像素特征信号和辐照剂量率呈正相关这一特性,实现辐照剂量率的测量;而CMOS传感器和处理器之间采用普通线缆即可实现信号的传输,降低了强辐射场的剂量率测量的设备成本。本申请还提供了一种强辐射场的辐照剂量率测...

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