專利名稱：便攜式金屬探測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種物體探測儀器，更具體地說是一種應用核輻射源檢測藏在行李、包裹或人體攜帶的金屬危險物品的儀器。
目前，在機場、車站、海關等公共場所普遍使用的金屬探測儀器一般分為二類一是將被檢查的行李包裹放置在一呈U字形的傳送帶上，傳送帶的橫折部由防護墻圍成屏蔽通道，在傳送帶旁放置射線發(fā)射器。在屏蔽通道入口處裝有監(jiān)視器，離屏蔽通道出口一定距離處放置探測器；二是用探測器緊靠在人體外表移動，當探測到含金屬物時，儀器會發(fā)出斷續(xù)的警報聲。第一種方法的設備笨重，屏蔽也較麻煩，被檢測對象一般是物體；第二種方法探測必須緊靠人體外表，因而當需要對流動人群(包括其手提行李)中被懷疑的恐怖分子進行檢測而又不驚動該對象的時候，該方法就帶來了一定的局限性。
本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種便攜式金屬探測儀，適用于檢測位于五米以內的人體、行李、包裹內是否藏有槍支、匕首等金屬的危險物品。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
眾所周知，當一束低能光子，例如X射線或γ射線，分別照射到金屬、人體或其他非金屬物體上時，反射回來的射線的數(shù)量有一定的差別，若此差別較明顯地大于測量誤差，則可根據反射回來的射線數(shù)量上的差別來鑒別反射物中是否存在金屬制品。本實用新型就是基于以上原理。
一種便攜式金屬探測儀，它包括射線發(fā)射器，所述的射線發(fā)射器由低能光子源、防護屏蔽體和發(fā)射輻射準直器三部分組成；射線接收器，所述的射線接收器由輻射探測器、前置放大器、接收輻射準直器和抗干擾輻射屏蔽套組成；信號甄別成形器，所述的信號甄別成形器由脈沖放大器和單道分析器組成；數(shù)據存儲處理器，所述的數(shù)據存儲處理器由定時計數(shù)器、數(shù)據存儲器、運算放大器和微處理器組成；光聲警報器，由音響發(fā)光警報電路組成；和電源。


圖1是本實用新型便攜式金屬探測器的原理框圖。
射線發(fā)射器產生和發(fā)射輻射。本實用新型采用低能光子源，例如低能γ源或X射線源作為發(fā)射源。所以，對操作人員是十分安全的。發(fā)射輻射準直器做成空心圓柱形，屏蔽體材料可由鎢或鉛組成。射線接收器接收輻射，并轉換輸出對應的電信號。其中輻射探測器可以用蓋革-米勒計數(shù)器或閃爍探測器。接收輻射準直器接收從人體相關部位反射回來的射線，并限定從前方來的射線，可用鎢或鉛制成。信號甄別成形器將從接收器來的電信號放大，并選取有用的電信號，將其成形為標準電脈沖信號。其中電信號的放大由前置放大器和脈沖放大器來完成，脈沖放大器的輸出信號饋送到單道分析器，甄別出對應散射光子幅度的信號，并使信號成形。數(shù)據存儲處理器將對應于接受輻射的電脈沖還原為數(shù)字信號后，按測量時段儲存、分析。最后由光聲報警器給出對應于接收到異常輻射量(金屬物件)的信號，并啟動發(fā)光管和發(fā)出警報聲。電源供給高、低壓電源。采用四節(jié)1.5伏干電池通過變換電路提供所需高、低壓電源。探測器所用的電源一般為幾百伏至上千伏。
所述的射線發(fā)射器中的所述的發(fā)射準直器的準直孔形狀為圓形的或長方形的，發(fā)射準直器的準直孔的線性寬度為1mm～6mm，孔的深度為3～15mm，和防護屏蔽體連為一體，屏蔽體的壁厚度大于4mm。
所述的射線接收器中的所述的接收輻射準直器的大小根據探測器的大小決定，所述的接收輻射準直器的壁厚度大于4mm，所述的接收輻射準直器的長度至少超出閃爍體的前方，該長度為25mm～40mm。
所述的射線接收器的所述的抗干擾輻射屏蔽套和所述的接收輻射準直器，可根據需要選用其一，或者兩者均可省略不用。
所述的光聲警報器的音響或發(fā)光報警可根據需要選用其一。
本實用新型下面將結合實施例作進一步詳述。
圖2為便攜式金屬探測儀結構示意圖，作為實施例輻射探測器采用由光電倍加管和NaI閃爍體組成的閃爍探測器。圖中1— 低能光子源2— 屏蔽體3— 發(fā)射準直器4— 遮擋門5— 閃爍體(NaI)6— 接收準直器7— 光電倍加管8— 前置放大器9— 電子學電路，(包括脈沖放大器、單道分析器、定時計數(shù)器、數(shù)據存儲器、運算放大器、微處理器，圖中未標出)10— 電池11— 喇叭12— 指示燈在發(fā)射準直器3的前方，可以備有一由鉛制成的遮擋門4，當本探測儀處于關閉狀態(tài)時，此遮擋門4用于擋住射線向外輻射。閃爍體5緊貼在光電倍加管7上。
接收準直器6、閃爍體5、光電倍加管7、前置放大器8一起裝在一個由硬鋁制成的套筒內，套筒底部裝有彈簧，保持接觸良好。整個便攜式金屬探測儀的外殼由硬鋁制成，其外型尺寸約為30×12×8cm3。
發(fā)射輻射準直器3的準直孔為圓形，準直孔的直徑為3mm，孔的深度為5mm，和防護屏蔽體2連為一體，屏蔽體2的厚度為5mm。接收輻射準直器6壁厚為5mm，其長度30mm。
圖3為便攜式金屬探測儀的電子學電路工作原理圖。
作為實施例，本實用新型采用的低能源為镅-241，源強可以從幾十毫居到2居里，對操作人員是很安全的。射線接收器部分的輻射探測器采用閃爍探測器，包括NaI閃爍晶體5、光電倍加管7和前置放大器8。射線粒子落到NaI閃爍晶體中引起閃爍光。閃爍光在光電倍加管7的陰極上打出光電子。光電倍加管7使光電子電流倍增幾個量級，輸出對應的電脈沖信號，再經前置放大器8送到主脈沖放大器放大。圖4為主脈沖放大器輸出信號的脈沖幅度譜。其中X軸表示脈沖幅度，Y軸表示脈沖計數(shù)。
單道分析器完成信號的甄別成形。單道分析器有上下兩個甄別閾，它們的設置應保證有效地記錄反射光子和消除本底和噪聲。單道分析器輸出的脈沖饋送到定時計數(shù)器，使對應于接收輻射的電脈沖信號還原為數(shù)字信號，并通過數(shù)據存儲器、運算放大器、微處理器將此數(shù)字信號按測量時段儲存分析。最后，在發(fā)現(xiàn)有超出測量誤差以外的計數(shù)存在的情況下，光聲報警器輸出報警信號，啟動光聲報警電路，發(fā)出光聲警報。
本實用新型所用電源由四節(jié)一號干電池共6伏經電源芯片提供，其中光電倍加管電壓為負700V，其余部分為12V。
本便攜式金屬探測儀對每件探測對象(包括人或物體)的測量時間不超過2秒鐘，本儀器輻射的射束為窄束，瞬時在被測的人的局部掃射搜索，假設掃取十個點，每點照射0.1秒，則定時在2秒鐘內，收集有用脈沖的計數(shù)，可找到計數(shù)異常點，即可判得可能存在的金屬物。當然也可以設計成使測量時間大于或小于2秒鐘，取樣點也可增減。
本探測儀的外形尺寸為30×12×8cm3，重量小于2.5kg。
本實用新型和現(xiàn)有技術相比，具有體積小、重量輕、價格適當、操作安全簡單和探測準確可靠等優(yōu)點。
本實用新型的探測儀的操作安全性是很高的，例如應用能量為60keV的光子，源強為3.7×1010/s(＝1居里)，屏蔽體為壁厚5mm的鉛，整天24小時都工作的條件下，全年受到的輻照劑量低于在核設施周圍居民年允許劑量的萬分之一。
本探測儀可作為機場、車站或其他場所檢查行李、包裹或人體藏有金屬危險品的快速檢測之用。
權利要求1.一種便攜式金屬探測儀，包括射線發(fā)射器，所述的射線發(fā)射器由低能光子源、防護屏蔽體和發(fā)射輻射準直器三部份組成；射線接收器，所述的射線接收器由輻射探測器、前置放大器、接收輻射準直器和抗干擾輻射屏蔽套組成；信號甄別成形器，所述的信號甄別成形器由脈沖放大器和單道分析器組成；數(shù)據存儲處理器，所述的數(shù)據存儲處理器由定時計數(shù)器、數(shù)據存儲器、運算放大器和微處理器組成；光聲警報器，所述的光聲警報器由音響、發(fā)光報警電路組成和電源六大部分。
2.根據權利要求1所述的便攜式金屬探測儀，其特征在于所述的發(fā)射準直器的準直孔形狀為圓形的或長方形的，發(fā)射準直器的準直孔的線性寬度為1mm～6mm，孔的深度為3～15mm，和防護屏蔽體連為一體，屏蔽體的壁厚度大于4mm。
3.根據權利要求1所述的便攜式金屬探測儀，其特征在于所述的接收輻射準直器的大小根據探測器的大小決定，所述的接收輻射準直器的壁厚度大于4mm，所述的接收輻射準直器的長度至少超出閃爍體的前方，為25mm～40mm。
4.根據權利要求1所述的便攜式金屬探測儀，其特征在于所述的射線接收器的所述的抗干擾輻射屏蔽套和所述的接收輻射準直器，可根據需要選用其一，或者兩者均可省略不用。
5.根據權利要求1所述的便攜式金屬探測儀，其特征在于所述的光聲警報器的音響或發(fā)光報警可根據需要選用其一。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式金屬探測儀，它包括射線發(fā)射器、射線接收器、信號甄別成形器、數(shù)據存儲處理器、光聲報警器和電源六部分。本實用新型可用于檢測位于五米以內的人體、行李、包裹內是否藏有槍支、匕首等金屬危險物品。它具有體積小、重量輕、價格適當、操作簡單安全和探測準確可靠等優(yōu)點，可作為機場、車站等公共場合對行李物品或人體的快速檢測之用。
文檔編號G01V5/00GK2526863SQ0220091
公開日2002年12月18日 申請日期2002年1月17日 優(yōu)先權日2002年1月17日
發(fā)明者陳志才, 楊居安, 簡利民, 李 遠 申請人:中國原子能科學研究院, 楊居安, 李 遠