[发明专利]一种便携式肺计数装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种便携式肺计数装置。

背景技术

某些放射性核素如镅、钚被人吸入后，会在肺内停留数周数月甚至数年，并且不容易从尿液中检测到，固常采用计数器对准肺部直接测量放射性核素发出的γ射线的方法来估算这些核素在肺部的沉积，据此可估算摄入量和剂量。

目前，公知的肺计数方法需要在一个由底本底钢作屏蔽的检测室里进行，探测器多采用高纯锗探测器。测量时，要求被测者躺在椅子上，并将探测器探头对准人体肺部进行γ辐射测量，测量时间一般为30分钟左右。测量完成后，通过分析谱线获取测量结果，并进行显示和打印出来。

由于这种肺计数方法以低本底环境为前提，需要构建低本底测量室，同时采用了必须在低温条件下工作的高纯锗探测器，还需要使用液氮制冷。这些限制条件使得该方法仅能在固定场所开展测量工作，并且由于计数时间长，不能快速检测出人体肺中的辐射剂量。上述技术问题使得这种肺计数方法在核与辐射突发事件发生时，不能在现场快速地筛查人员受污染程度。这时，一种可方便移动、并可定量检测人员吸入肺部的γ放射性核素活度，并给出待积有效剂量，为现场医学诊治提供可靠数据依据的便携式测量设备显得非常重要。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种便携式肺计数装置，该装置由小型支撑装置、探测器、数字多道分析器、高压电源、低压电源、通信接口、肺计数分析软件组成。本发明采用了一体化设计，将探测器、数字多道分析器、高压电源、低压电源、通信接口集成为一体。

小型支撑装置由可伸缩支架和铅屏蔽体组成。可伸缩支架由探头座、伸缩式支撑杆和折叠式支撑三脚组成。探头座用于固定肺计数器的探头，并能360度水平转动；伸缩式支撑杆连接探头座，可以调节高度；折叠式支撑三脚共有三个脚，用来固定支撑杆，折叠式支撑三脚可折叠收拢，便于携带；铅屏蔽体罩在探头外围，起屏蔽作用。

本发明采用了NaI(Tl)探测器探测γ射线，与高压电源、锂电池、数字多道分析器和通信接口一起集成在探头部分。NaI(Tl)探测器具有体积小，重量轻，无需液氮制冷，探测效率高，便于携带与操作等优点，这些优点可以实现核与辐射事故的现场测量。

数字多道分析器主要包括电源模块、主放大器、可编程增益放大器、ADC采样电路、FPGA数字信号处理模块和通信接口。电源模块分为高压模块和低压模块，高压模块给探测器的光电倍增管供电，低压模块给前置放大器、主放大器、可编程增益放大器、ADC采样电路、FPGA数字信号处理模块和通信接口供电。

其中，数字多道采用FPGA通过可编程增益放大器控制高速ADC把脉冲信号转换为数字信号并对其进行低通数字滤波、基线恢复、脉冲成形、脉冲幅度分析，并获得多道能谱，然后将能谱通过通信接口传输给上位机的肺计数分析软件进行分析处理。

肺计数分析软件把测到的能谱进行显示，计算出待积有效剂量，并能对探测器进行能量刻度和效率刻度。本发明由于采用了便携式设计，不需要低本底测量室，因此该软件还提供了本底扣除功能，可以在现场测量时将环境的本底扣除，扣除本底后可以有效降低本底辐射对测量结果的影响，使测量结果更接近真实值。

本发明解决当前肺计数方法的技术问题所采用的技术方案是：采用NaI(Tl)探测器，利用了NaI(Tl)探测器体积小，重量轻，无需液氮制冷，探测效率高，便于携带与操作等优点，同时，结合小型灵活的数字多道，方便的通信接口，上位机中的肺计数分析软件扣除本底、分析计算得出待积有效剂量、显示结果的功能，实现了肺计数器在核与辐射事故的现场测量。

附图说明

图1是本发明的硬件结构示意图；

图2为本发明中数字化γ能谱获取系统系统框图；

图3为本发明中数字多道分析器结构框图；

图4为本发明中肺计数器分析软件算法流程图；

图5为本发明中肺计数分析软件的软件框图；

图6为本发明的电源模块示意图；

图7为本发明的通信接口电路示意图；

图8为本发明的小型支撑装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更详细的说明。

参阅图1，一种便携式肺计数装置，该装置的硬件由小型支撑装置、探测器、数字多道分析器、通信接口组成。数字化γ能谱获取系统由NaI(Tl)探测器、前置放大器、主放大器、数字多道分析器、电源组成。探测器、前置放大器、主放大器、数字多道分析器、通信接口依次相连。