用于劑量計檢測的光學望遠鏡定位系統的制作方法
【專利摘要】一種用于劑量計檢測的光學望遠鏡定位系統，包括導軌、光學望遠鏡、視頻讀數裝置、十字分劃板、輻射束出射裝置和測量平臺，光學望遠鏡設置在導軌的一側并安裝在設置與底座的四維微調支架上；十字分劃板和輻射束出射裝置設置在導軌的另一側，十字分劃板設置在輻射束出射裝置的前方；導軌上安裝有測量平臺，測量平臺上安裝有視頻讀數裝置；該系統通過四維微調支架和導軌調節(jié)光學望遠鏡的光學軸和輻射源出射束軸同軸；根據被測輻射探測器在光學望遠鏡中的成像調節(jié)探測器使其中心與中心十字標線對準，并由視頻讀數裝置讀取探測器距離輻射源的距離定位，實現對劑量計探測器在輻射場中的精準定位，操作簡單，穩(wěn)定可靠，定位精度高。
【專利說明】用于劑量計檢測的光學望遠鏡定位系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于對電離輻射劑量計檢測裝置中對劑量計位置進行測定的裝置，屬于核輻射或X射線輻射的測量【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的飛速發(fā)展，在核科學、工業(yè)【技術領域】中的科學研究、醫(yī)學診斷、治療、工農業(yè)生產以及人們日常生活中越來越多的接觸和應用各種核輻射能和原子核能以及其它包括X射線輻射、質子和其它重帶電粒子輻射等的各種電離輻射能。其中，核輻射包括Y輻射、中子輻射、α和β輻射等。因此，電離輻射對人體的危害及防護問題已然成為現代工業(yè)生產中的一個重要課題。
[0003]在核電站應用方面，核電站工作人員的場所安全檢測、個人防護劑量檢測、應急核事故監(jiān)測以及環(huán)境評價、環(huán)境監(jiān)測等都需要輻射安全檢測保障系統提供相關技術支持；在醫(yī)療安全方面，放射診斷與放射治療中醫(yī)務人員和患者的安全防護十分重要，對于醫(yī)療照射有著嚴格的限制，在達到診療目的的同時采取措施盡量減少患者所受到的不必要照射。與此同時，大批核設施退役以及退役后的場所評估要大批使用環(huán)境輻射安全檢測儀器，對場所以及周圍環(huán)境進行環(huán)境福射安全評估。在建材工業(yè)方面，建材用工業(yè)廢洛和建筑材料的放射性檢測也成為人們關注的重要問題。
[0004]劑量計又稱劑量儀，是一種能在給定時間內測量所接受的核輻射劑量的測量儀，它包括一個或幾個輻射探測器，以及若干與探測器相連接的部件或基本功能單元。絕大多數的探測器都是利用電離與激發(fā)效應來探測入射粒子的。為了探測不同的射線及不同的探測要求，劑量計需要選用不同的探測器。最常用的輻射探測器按探測介質類型和作用機制主要分為氣體探測器、半導體探測器和閃爍探測器三大類。
[0005]劑量計通常用于輻射防護、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)學診療等方面。在輻射防護工作中，個人劑量監(jiān)測是一項極其重要的工作，個人劑量限值是輻射防護體系的重要組成部分，是輻射防護體系的三原則之一，因此，保障輻射劑量測量的準確性具有十分重要的意義。而在醫(yī)學的放射治療工作中，治療劑量的準確度需要更加嚴格的控制，它直接關系到放射治療的效果。治療水平劑量計是放射治療監(jiān)測的主要工具，放射治療監(jiān)測數據是放射治療設備和對病人進行放射治療的重要依據。因此，治療水平劑量計的準確度在放射治療中具有至關重要的作用。為確保監(jiān)測結果的準確性，定期對治療水平劑量計進行檢定和校準是非常重要的。
[0006]在劑量計的檢校中，首先將標準劑量計置于參考輻射場的校準點上，校準點通常選擇距輻射源一定距離的射線束軸上，測得該點約定真值，再將被校劑量計的探測器放置在校準點，使探測器的有效探測位置與校準點重合，得到被校劑量計測量值，與約定真值進行比對。
[0007]對于點狀輻射源，輻射劑量率水平與離輻射源的距離的平方成反比的關系，隨著距離的增大而迅速衰減。即若距離增加一倍，受照劑量率減少為原來的四分之一。因此在劑量計的檢校過程中，劑量計在參考輻射場中的定位出現細微差異即可引起測量結果的較大變化。劑量計在參考輻射場中的位置定位準確與否將極大地影響檢測結果的有效性。
[0008]在已知的電離輻射劑量計的檢測裝置中，普遍采用激光準直器定位的方式。激光定位線線寬一般在2mm左右，定位光點大，定位誤差大。由此在劑量計特別是所帶輻射探測器的靈敏體積小的劑量計的檢測中，由定位準確性引入的檢校結果的不確定度較大，極大地影響了被檢劑量計的準確性，無法達到精確測量的目的。
【發(fā)明內容】
[0009]本實用新型針對現有劑量計定位技術存在的不足，提供一種定位精度高、操作簡單、穩(wěn)定性好的用于劑量計檢測的光學望遠鏡定位系統。
[0010]本實用新型的用于劑量計檢測的光學望遠鏡定位系統，采用以下技術方案:
[0011]該系統，包括導軌、光學望遠鏡、視頻讀數裝置、十字分劃板、輻射束出射裝置和測量平臺，光學望遠鏡設置在導軌的一側，光學望遠鏡安裝在四維微調支架上，四維微調支架設置在底座上；十字分劃板和輻射束出射裝置設置在導軌的另一側，輻射束出射裝置置于一個臺座上，十字分劃板設置在輻射束出射裝置的前方，輻射束出射裝置包括輻射源和位于輻射源前面的限束光闌；導軌上安裝有測量平臺，測量平臺上安裝有視頻讀數裝置，導軌上設置有刻度尺。
[0012]上述系統對被校輻射探測器上的劑量計進行定位檢測的過程，如下所述:
[0013](I)將被校輻射探測器安裝在測量平臺上，用水平儀校準導軌，使其全長度范圍內平直度至少為0.2mm ；
[0014](2)調整光學望遠鏡在四維微調支架上的高度，使光學望遠鏡的光學中心與輻射束出射裝置上輻射源出射束中心(真實中心)高度一致；
[0015](3)調節(jié)光學望遠鏡上標記其光學中心的中心十字標線與十字分劃板的中心十字重合，即表明光學望遠鏡的光學中心與輻射源出射束幾何中心(理想中心)同軸；
[0016](4)在測量平臺上設立固定高度的十字標記點，使導軌上的測量平臺在輻射束出射裝置與光學望遠鏡之間前后平移，利用四維微調支架調節(jié)光學望遠鏡(上下平移、上下俯仰、左右平移和左右旋轉)，若測量平臺前后平移過程中，光學望遠鏡上的中心十字標線、測量平臺上的十字標記點以及十字分劃板上的十字交叉點始終重合，則說明光學望遠鏡的光學軸與導軌平行，且與輻射源出射束軸為同軸；此時將光學望遠鏡位置和角度鎖定；
[0017](5)通過調節(jié)輻射束出射裝置的位置及角度，最終使十字分劃板指示為真正的輻射源出射束中心位置，此時成像在光學望遠鏡的中心十字標線上的被校輻射探測器位于輻射源出射束中心(真實中心)位置；
[0018](6)利用光學望遠鏡產生十字標線的功能，固定放大倍數，能夠清晰看到和對準被校輻射探測器；
[0019](7)通過視頻讀數裝置讀取被校輻射探測器與輻射源之間精確的距離，得到被校輻射探測器在輻射場中準確的定位，達到對該探測器的劑量計進行精確檢測的目的。
[0020]本實用新型采用帶中心十字標線的高倍光學望遠鏡與刻度視頻讀數系統相結合，通過四維微調支架和經水平儀校準過的高精度平直導軌，調節(jié)光學望遠鏡的光學軸和輻射源出射束軸同軸；根據被測輻射探測器在光學望遠鏡中的成像調節(jié)探測器使其中心與中心十字標線對準，并由視頻讀數裝置讀取探測器距離輻射源的距離定位，實現對劑量計探測器在輻射場中的精準定位，操作簡單，穩(wěn)定可靠，定位精度高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型用于劑量計檢測的光學望遠鏡定位系統的結構示意圖。
[0022]圖2是圖1的俯視圖。
[0023]圖3是調節(jié)光學望遠鏡的光學軸與輻射源出射束軸同軸過程中測量平臺上固定高度的十字標記點、光學望遠鏡中心十字標線以及十字分劃板的位置關系示意圖。
[0024]其中:1、底座，2、光學望遠鏡，3、四維微調支架，4、平直導軌，5、視頻讀數裝置，6、十字分劃板，7、輻射束出射裝置，8、測量平臺，9、被校輻射探測器(劑量計)，10、測量平臺上的固定高度的十字標記點，11、光學望遠鏡中心十字標線。
【具體實施方式】
[0025]如圖1和圖2所示，本實用新型的用于劑量計檢測的光學望遠鏡定位系統，包括平直導軌4、光學望遠鏡2、視頻讀數裝置5、十字分劃板6、輻射束出射裝置7和測量平臺8。其中，輻射束出射裝置7利用放射源或X射線管(以下統稱輻射源)發(fā)出射線，并經輻射源前面(以圖1中的右側為前)的限束光闌限制后形成準直射線束。光學望遠鏡2設置在平直導軌4的一側，光學望遠鏡2安裝在四維微調支架3上，四維微調支架3設置在底座I上。十字分劃板6和輻射束出射裝置7設置在平直導軌4的另一側，輻射束出射裝置7置于一個臺座上，十字分劃板6設置在輻射束出射裝置7的前方，用于標記輻射源幾何中心位置(SP輻射束理想中心)，十字分劃板6中心(十字交叉點)與輻射源中心的連線即為輻射源出射束理想軸。十字分劃板6安裝在輻射束出射裝置7的限束光闌前面位置(以圖1中的右側為前)。平直導軌4上安裝有測量平臺8，測量平臺8上安裝有視頻讀數裝置5和被校輻射探測器9，測量平臺8帶動視頻讀數裝置5和被校輻射探測器9在平直導軌4上移動。平直導軌4經水平儀校準，精度高，其全范圍內平直度達到0.2_。導軌4上設置有(貼合)刻度尺，利用視頻讀數裝置5讀取刻度值，得到被校輻射探測器9距離輻射源的準確定位，刻度讀數圖像顯示在視頻顯示屏上，讀數分辨力可達0.1mm。
[0026]光學望遠鏡2具有高倍變焦功能，可在平直導軌4全范圍內得到清晰的被校輻射探測器9和十字分劃板6的圖像，圖像顯示在視頻讀數裝置5的視頻顯示屏上。光學望遠鏡2上具有中心十字標線11 (參見圖3)標示其光學中心，用于對被校輻射探測器9和十字分劃板6的中心進行對準,標線直徑小于0.2_。光學望遠鏡2的光學中心大體高度與標記輻射源出射束幾何中心的十字分劃板6中心水平。通過四維微調支架3調節(jié)光學望遠鏡2，可上下平移微調，上下俯仰微調，左右平移微調，左右旋轉微調。利用光學系統的單軸性，微調光學望遠鏡2使其光學軸與輻射源出射束理想軸同軸，然后將光學望遠鏡2鎖定。
[0027]用標準劑量計驗證十字分劃板6標記的輻射源幾何中心(理想中心)是否為真實的輻射源出射束中心，并通過調節(jié)輻射束出射裝置7的角度，使測量得到的真實出射束軸與導軌4平行并通過十字分劃板6的中心，達到真正與光學望遠鏡2的光學軸同軸。調節(jié)光學望遠鏡2的焦距，可在導軌4全范圍內清晰地得到被校輻射探測器9的圖像，根據被校輻射探測器9與出射束軸的相對位置圖像調節(jié)被校輻射探測器9，使被校輻射探測器9處于出射束軸中心。
[0028]上述系統對被校輻射探測器9上的劑量計進行定位檢測的過程如下所述，
[0029]1.將被校輻射探測器9安裝在測量平臺8上，用水平儀校準導軌4，使其全長度范圍內平直度優(yōu)于(至少為)0.2mm ;假設輻射束出射裝置7上輻射源出射束幾何中心(理想中心)位于輻射源出射束中心(真實中心)軸線上且出射束軸與導軌平行。
[0030]2.調整光學望遠鏡2在四維微調支架3上的高度，使光學望遠鏡2上的中心十字標線11所標示的光學中心與輻射束出射裝置7上輻射源出射束中心(真實中心)大致等高(參見圖1)。
[0031]3.當調節(jié)光學望遠鏡2上的中心十字標線11與十字分劃板6的中心十字重合時，即表明光學望遠鏡2的光學中心與輻射源出射束幾何中心(理想中心)同軸，光學望遠鏡2角度調節(jié)正確，但并不能保證此時光學望遠鏡2的光學軸(光學中心為光學軸上任意與光學軸垂直平面的中心點，光學軸是一條線，光學中心是光學軸上的一點，可以有多個)與導軌4平行。
[0032]4.在測量平臺8上設立固定高度的十字標記點10 (參見圖3)，使導軌4上的測量平臺8在輻射束出射裝置7上輻射源與光學望遠鏡2之間前后平移，利用四維微調支架3順序調節(jié)光學望遠鏡2上下平移、上下俯仰、左右平移和左右旋轉；經微調后，若測量平臺8前后平移過程中，光學望遠鏡2上的中心十字標線11、測量平臺上的十字標記點10以及十字分劃板6上的十字交叉點始終重合(三點同軸)，由于光學系統的單軸性，則說明光學望遠鏡2的光學軸與導軌3平行,且與輻射源出射束軸(輻射源出射束為一束射線,輻射源出射束軸是這一束射線的軸線，而輻射源出射束中心是該軸線上垂直于該軸線的平面的中心點(輻射源出射束中心是該軸線上的一個點)，中心有任意多個)為同軸；此時將光學望遠鏡2位置和角度鎖定(按此位置和角度固定住光學望遠鏡2)。
[0033]5.由于十字分劃板6標記的是輻射源出射束幾何中心(理想中心)，采用標準劑量計驗證處在光學望遠鏡2光學中心的被校輻射探測器9是否位于真正的輻射源出射束中心(真實中心)。可通過調節(jié)輻射束出射裝置7的位置及角度，最終使十字分劃板6上的十字交叉點指示為真正的輻射源出射束中心位置。此時成像在光學望遠鏡2的中心十字標線11上的被校輻射探測器9位于輻射源出射束中心(真實中心)位置。
[0034]6.利用光學望遠鏡2產生十字標線的功能，固定放大倍數，能夠清晰的看到和非常方便的對準被校輻射探測器9。對于不是各項同性的探測器，可以清晰的觀察其某一軸與導軌4的平行性及其與輻射源出射束的關系。
[0035]7.通過視頻讀數裝置5讀取被校輻射探測器9與輻射源之間精確的距離，這樣便可以得到被校輻射探測器9在輻射場中準確的定位，達到對該探測器的劑量計進行精確檢測的目的。
【權利要求】
1.一種用于劑量計檢測的光學望遠鏡定位系統，包括導軌、光學望遠鏡、視頻讀數裝置、十字分劃板、輻射束出射裝置和測量平臺，其特征是:光學望遠鏡設置在導軌的一側，光學望遠鏡安裝在四維微調支架上，四維微調支架設置在底座上；十字分劃板和輻射束出射裝置設置在導軌的另一側，輻射束出射裝置置于一個臺座上，十字分劃板設置在輻射束出射裝置的前方，輻射束出射裝置包括輻射源和位于輻射源前面的限束光闌；導軌上安裝有測量平臺，測量平臺上安裝有視頻讀數裝置，導軌上設置有刻度尺。
【文檔編號】G01T1/02GK203798312SQ201420213766
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權日:2014年4月29日
【發(fā)明者】樊超, 任宏偉, 秦霄雯, 侯鐵棟, 孫欣, 孫靜 申請人:山東省計量科學研究院