环境γ辐射监测探头温度补偿方法技术

一种环境γ辐射监测探头温度补偿方法，其硬件由测温用硅二级管传感器和测辐射强度用高气压电离室、静电计和ＭＯＳ场效应管组合而成的探头所构成。其软件由单片微机按照温度补偿公式编程对同时送来的剂量值和温度值进行温度补偿处理，本发明专利技术属核辐射监测领域。用于环境γ辐射监测探头温度效应补偿，大大克服因温度效应所致辐射场强度测量值的不准确性。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属核辐射监测领域，具体涉及一种。由高气压电离室、静电计作环境γ辐射监测探头具有许多优点，因而使用面较广。然而，由静电计作高气压电离室前置级时，须有MOS场效应管作它的输入级，因MOS场效应管的温度效应不可避免地给辐射监测结果准确性造成影响，特别是对于环境γ连续监测仪，因常年置于温度变化范围在-30-40℃外环境下，这种影响更大。克服温度效应给环境γ连续监测结果带来的影响，已成为环境辐射监测的关键问题。时至今日，解决上述问题通常是在电路上下功夫，辅之对MOS场效应管的严格选择上来实现温度补偿。美国RSS-1012高气压电离室实时剂量仪温度补偿，是采用零温度系数点方法和单管输入。我国高气压电高离室剂量率仪采用双管输入，通过挑选对管，使工作点能在零温度系数点上。上述两种方法，单管输入易实现零温度系数点工作，但其共模抑制能力差，而后者要挑选特性一致、温度系数点也一致的对管十分困难，中选率在10%以下，且挑选过程中还有一定的损失率。显见，现有方法既不经济、又不方便，还难以实现理想的温度效应补偿。本专利技术的任务在于提供一种不作电路改进、只对对管选择进行一定挑选、通过微机软件进行温度补偿的数据处理，获得理想温度效应补偿的技术新方案。本专利技术的技术方案包括用以静电计作为前置级、以MOS场效应管作为输入级的高压电离室进行环境γ辐射强度测量，其特征在于测量时对探头采用了以下温度补偿方法1)采用在同一腔室内带有作为温度传感器的硅二极管的MOS场效应管静电计高压电离室定时进行测量，在静电计获取环境γ辐射强度数据的同时，温度传感器硅二极管获取静电计所在腔室内的温度值，2)将这两种数据同时送到微机系统进行温度补偿处理a.计算实时温度值T，b.计算温度为T时无补偿的环境γ辐射剂量率测量值D。c.根据探头刻度时的刻度室温度T。和对不同温度条件下剂量率变化用最小二乘法进行拟合所得拟合直线的拟合斜率A，按公式D＝Do+A(T-To)对所测剂量率Do。进行温度补偿，以求出实时温度T下经温度补偿处理后的准确剂量率值D，d.存贮、显示剂量率D。采用本专利技术的方法可以得到令人满意的效果，例如，当温度从零下30℃变化到40℃时，测量结果的偏差最大可达40%，相应的温度系数为0.58%/℃;在相同的温度变化范围内，本专利技术的偏差只有2.3%，温度系数只有0.03%/℃。本专利技术具有方法简单、成本低、容易实施、补偿效果好等优点，只需增加硅二极管温度传感器，对MOS对管的一致性要求相应降低，因此有利于工业化生产。附图说明图1为本专利技术一次剂量率获取及处理软件框图。以下结合附图对本专利技术作详细描述。本专利技术的具体技术方案是用硅二极管作温度传感器，将它和MOS场效应管静电计置于同一腔室内，室外壁上贴有微居里级的γ放射源，在MOS场效应管静电计获取环境γ辐射强度数据的同时，温度传感器硅二极管也获取静电计所在腔室内的温度值，并将这两种数据同时送到单片微机系统进行温度补偿处理。温度补偿建立在由实测所得温度补偿公式D＝Do+A(T-To)的基础上。公式中D为温度为T、经温度补偿后的剂量率测量值;Do为温度为T、无补偿时的剂量率测量值;A为无补偿时实测数据的拟合直线斜率;To为仪器刻度时的刻度室温度;T为实时温度。补偿公式的使用和温度效应的补偿是这样实现的测出不同温度条件下的剂量率值，此值没有经过温度补偿处理。根据一组无补偿数据，用最小二乘法进行线性拟合成一条直线，并求出这条拟合直线的斜率A。与此同时，记下探头刻度的刻度室温度T。和微机系统按照温度补偿公式编程并经静电计获取剂量率数据而计算出的计算值Do，再加上由温度传感器所测温度值T。至此，求出经补偿后的剂量值D，实现了较为理想的温度效应补偿，使所测剂量率值准确、可靠。微机系统按照温度补偿公式编程，见一次剂量率获取及处理的软件框图，由框图看出其步骤为定时对剂量率及温度信号计数 ()/() 定时期间到否→取剂量率计数值(→DSRT→)取温度信号计数值(→DTMP→)剂量率超量程否 ()/(yes) 超量程处理→计算剂量率(Do)→对所测剂量率进 (No)/() 计算温度值T(℃)→行温度修正→存贮、显示剂量率D。本专利技术有成功实施例所用MOS场效应静电计管为差分对管输入级，温度传感器用硅二极管，微机系统采用单片微机。实测数据，无补偿情况和有补偿情况下分别列表如下表1.无补偿情况实测数据实测温度(℃)值 46.49 35.55 27.41 22.29 21.48 19.62剂量率(μGy/h)值 0.362 0.392 0.421 0.430 0.431 0.437实测温度(℃)值 10.31 0.42 -9.91 -20.30 -28.1剂量率(μGy/h)值 0.473 0.497 0.527 0.561 0.584表2.有补偿情况实例数据实测温度(℃)值 37.76 29.27 20.32 10.08 10.32 -10.61剂量率(μGy/h)值 0.472 0.467 0.466 0.477 0.473 0.474实测温度(℃)值 -19.80 -30.27剂量率(μGy/h)值 0.473 0.477并由实测数据所得温度补偿实测数据图本专利技术具有积极效果，从实测数据表1、表2看出本专利技术补偿效果显著。未采用本法补偿处理时，在温度从-30～40℃时，测量结果偏差最大达40%，温度系数为0.58%/℃。经本专利技术补偿处理为，从-30～40℃时，所得测量结果偏差只有2.3%，温度系数也只有0.03%/℃。权利要求1.一种，包括用以静电计作为前置级、以MOS场效应管作为输入级的高压电离室进行环境γ辐射强度测量，其特征在于测量时对探头采用了以下温度补偿方法1)采用在同一腔室内带有作为温度传感器的硅二极管的MOS场效应管静电计高压电离室定时进行测量，在静电计获取环境γ辐射强度数据的同时，温度传感器硅二极管获取静电计所在腔室内的温度值，2)将这两种数据同时送到微机系统进行温度补偿处理；a.计算实时温度值T，b.计算温度为T时无补偿的环境γ辐射剂量率测量值Doc.根据探头刻度时的刻度室温度To和对不同温度条件下剂量率变化用最小二乘法进行拟合所得拟合直线的拟合斜率A，按公式D=Do+A(T-To)对所测剂量率Do进行温度补偿，以求出实时温度T下经温度补偿处理后的准确剂量率值D，d.存贮、显示剂量率Do全文摘要一种，其硬件由测温用硅二级管传感器和测辐射强度用高气压电离室、静电计和MOS场效应管组合而成的探头所构成。其软件由单片微机按照温度补偿公式编程对同时送来的剂量值和温度值进行温度补偿处理，本专利技术属核辐射监测领域。用于环境γ辐射监测探头温度效应补偿，大大克服因温度效应所致辐射场强度测量值的不准确性。文档编号G01T7/00GK1104335SQ9311284公开日1995年6月28日 申请日期1993年12月23日 优先权日1993年12月23日专利技术者叶祖德, 陈晓峰, 程昶, 罗萍 申请人:中国辐射防护研究院 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境γ辐射监测探头温度补偿方法，包括用以静电计作为前置级、以ＭＯＳ场效应管作为输入级的高压电离室进行环境γ辐射强度测量，其特征在于测量时对探头采用了以下温度补偿方法：１）采用在同一腔室内带有作为温度传感器的硅二极管的ＭＯＳ场效应管静 电计高压电离室定时进行测量，在静电计获取环境γ辐射强度数据的同时，温度传感器硅二极管获取静电计所在腔室内的温度值，２）将这两种数据同时送到微机系统进行温度补偿处理；ａ. 计算实时温度值Ｔ，ｂ. 计算温度为Ｔ时无补偿的环境γ辐射剂量率 测量值Ｄ↓［０］，ｃ. 根据探头刻度时的刻度室温度Ｔ↓［０］和对不同温度条件下剂量率变化用最小二乘法进行拟合所得拟合直线的拟合斜率Ａ，按公式Ｄ＝Ｄ↓［０］＋Ａ（Ｔ－Ｔ↓［０］）对所测剂量率Ｄ↓［０］进行温度补偿，以求出实时温度Ｔ下 经温度补偿处理后的准确剂量率值Ｄ，ｄ. 存贮、显示剂量率Ｄ↓［０］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶祖德，陈晓峰，程昶，罗萍，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]