一种探测设备及其稳谱方法与系统与流程

专利2026-07-09  18


本发明涉及探测,尤其涉及一种探测设备及其稳谱方法与系统。


背景技术:

1、在探测技术领域,尤其是能谱测量领域,探测设备的稳定性和准确性对于数据的采集和分析至关重要。传统的探测设备,如航空伽玛能谱测量仪器,在采集和接收伽玛射线时,常采用碘化钠晶体和光电倍增管探测器电路结构。然而,这种结构在测量过程中容易受到环境温度变化的影响,导致信号脉冲幅度发生波动,进而产生伽玛射线记录道数的漂移,严重影响伽玛能谱测量的准确性。

2、具体来说,碘化钠晶体和光电倍增管的工作特性对环境温度的变化非常敏感。当环境温度发生变化时,具有一定能量的伽玛射线产生的信号脉冲幅度会随之波动,这种波动在伽玛射线能谱计数测量中会导致记录道数的漂移,从而降低了测量结果的精度。因此,在放射性伽玛能谱测量工作中,亟待解决如何消除环境温度对信号脉冲的影响,稳定各测量记录道的能谱脉冲计数。

3、目前,为了补偿这种偏差,在闪烁晶体内嵌入具有特征能量的放射源(例如cs-137源,am-241源等),利用内嵌放射源的已知放射性,对多道获取的探测器能谱进行峰位校正从而稳定能谱。然而,有些闪烁晶体极易潮解,例如碘化钠(nai)、溴化镧(labr3)及其掺杂晶体、钾冰晶石(clyc)、cllb(ce)晶体(如cs2lilabr6:ce),因此,在闪烁晶体内嵌入源会导致闪烁晶体制造工序变得复杂,增加工艺难度和生产成本。同时,通过在闪烁晶体内嵌入源进而获得含源设备,不仅增加了工艺成本以及原料成本,还增加了管理、运输、储存方面的难度。此外,由于内嵌源会影响闪烁晶体的均一性,可能会进一步影响闪烁晶体探测器的性能。

4、因此,本发明提出一种探测设备及其稳谱方法与系统。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种探测设备及其稳谱方法与系统,能够通过使用自带长半衰期同位素镥-176的lyso晶体层对探测器的能谱进行补偿,例如温度补偿,以消除能谱偏差。

2、本发明的目的采用以下技术方案实现:

3、一方面,本发明提供一种探测设备,包括:

4、探测器,所述探测器包括光电转换模组;

5、壳体,所述壳体一端开口设置且所述壳体的开口端连接所述探测器,所述壳体上开设有容纳槽;

6、闪烁晶体,所述闪烁晶体嵌设在所述壳体内,所述闪烁晶体一侧连接所述光电转换模组;

7、lyso晶体层,所述lyso晶体层嵌设在所述容纳槽内。

8、进一步的,所述闪烁晶体包括:

9、晶体本体,所述晶体本体包括出光面和入射面;

10、防潮玻璃,所述防潮玻璃包覆所述出光面;

11、防潮铝壳,所述防潮铝壳包覆所述入射面。

12、进一步的,所述lyso晶体层的约束条件包括:

13、lyso晶体层对所述探测器的全能段射线的阻挡率小于等于5%;

14、所述lyso晶体层的本底射线计数率大于等于环境本底计数率的10%。

15、进一步的,所述lyso晶体层的面积小于等于所述第二面的面积的5%。

16、进一步的,所述lyso晶体层的厚度小于等于2mm。

17、进一步的,所述全能段射线包括:48kev至3mev射线。

18、第二方面,本发明提供一种探测设备的多道稳谱方法,所述探测设备为上述的探测设备;

19、所述多道稳谱方法包括以下步骤:

20、获取环境本底能谱以及多道能谱中的能量值;

21、分析环境本底能谱,并确定202kev的峰位peak202以及307kev的峰位peak307;

22、利用peak202以及peak307,确定稳谱的补偿参数;

23、利用补偿参数转换所述多道能谱中的能量值,以校准、稳定多道能谱中的能量值。

24、进一步的,所述获取环境本底能谱包括:

25、采集预设时长的探测器的环境本底能谱;

26、所述预设时长为60s~300s。

27、进一步的,所述利用peak202以及peak307,确定稳谱的补偿参数包括:

28、peak202*k+b=202

29、peak307*k+b=307

30、其中,k为第一补偿参数,b为第二补偿参数。

31、进一步的,所述利用补偿参数转换所述多道能谱中的能量值包括:

32、ekev=e多道*k+b

33、其中,ekev为稳谱后多道能谱中的能量值,e多道为多道能谱中的能量值,k为第一补偿参数,b为第二补偿参数。

34、第三方面,本发明提供一种探测设备的多道稳谱系统,包括

35、获取模块,用于获取环境本底能谱以及多道能谱中的能量值;

36、分析模块,用于分析环境本底能谱,并确定202kev的峰位peak202以及307kev的峰位peak307;

37、参数确定模块,用于利用peak202以及peak307,确定稳谱的补偿参数;

38、转换模块,用于利用补偿参数转换所述多道能谱中的能量值,以校准、稳定多道能谱中的能量值。

39、与现有技术相比,本发明的有益效果至少包括:

40、本发明通过使用自带长半衰期同位素镥-176的lyso晶体层替代常规的内嵌源来对探测器的能谱进行补偿(例如温度补充),既能够消除能谱偏差,又能够避免因内嵌源对闪烁晶体材均一性的影响,以及对光路的影响。

41、此外,lyso晶体层不易潮解,且为固体状态,因此,将lyso晶体层集成在铝壳上,具有较高的稳定性和安全性以及较低的操作难度。



技术特征:

1.一种探测设备,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的探测设备,其特征在于,所述闪烁晶体包括:

3.根据权利要求1所述的探测设备,其特征在于,所述lyso晶体层(4)的约束条件包括:

4.根据权利要求1所述的探测设备,其特征在于,所述lyso晶体层(4)的面积小于等于所述第二面的面积的5%;所述lyso晶体层(4)的厚度小于等于2mm。

5.根据权利要求3所述的探测设备,其特征在于,所述全能段射线包括:48kev至3mev射线。

6.一种探测设备的多道稳谱方法,其特征在于,所述探测设备为权利要求1-5任一项所述的探测设备;

7.根据权利要求6所述的探测设备的多道稳谱方法,其特征在于,所述获取环境本底能谱包括:

8.根据权利要求6所述的探测设备的多道稳谱方法,其特征在于,所述利用peak202以及peak307,确定稳谱的补偿参数包括:

9.根据权利要求6所述的探测设备的多道稳谱方法,其特征在于,所述利用补偿参数转换所述多道能谱中的能量值包括:

10.一种探测设备的多道稳谱系统,其特征在于,包括


技术总结
本发明公开了一种探测设备及其稳谱方法与系统,其中探测设备,包括:探测器,所述探测器包括光电转换模组;壳体,所述壳体一端开口设置且所述壳体的开口端连接所述探测器,所述壳体上开设有容纳槽;闪烁晶体,所述闪烁晶体嵌设在所述壳体内,所述闪烁晶体一侧连接所述光电转换模组;LYSO晶体层,所述LYSO晶体层嵌设在所述容纳槽内。本发明通过使用自带长半衰期同位素镥‑176的LYSO晶体层对探测器的能谱进行补偿,例如温度补偿,以消除能谱偏差。

技术研发人员:屈春蕾
受保护的技术使用者:无锡通透光电科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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