一种用于空间伽玛剂量率辐射场测量方法及测量装置与流程

本发明涉及伽玛射线探测技术领域，具体涉及一种用于空间伽玛剂量率辐射场测量方法及测量装置。

背景技术：

三维空间中辐射场的测量是为辐射防护最优化提供数据基础，因此如何准确、快捷、方便并且在受照剂量最小情况下的测量空间位置坐标的剂量率数据就成为关键。一般做法存在较多弊端，且尚无成熟的测量体系和装置，具体为采用人举长杆剂量率仪来测量不同位置出剂量率，但是无法准确的获取当前测点在整个三维空间中坐标标点，为后续辐射场计算和源项反演工作带来很大不便，因此急需新的测量方法和装置来实现准确快速的三维空间剂量场测量。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于空间伽玛剂量率辐射场测量方法及测量装置，该测量方法和测量装置能够准确、快捷方便地对空间位置坐标的剂量率数据进行测量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于空间伽玛剂量率辐射场测量方法，所述测量方法包括以下步骤：

s1、利用剂量率仪测量辐射场当前位置的辐射剂量率，并将测量的辐射剂量率数据传输至电脑上进行处理；s2、利用全站仪测量剂量率仪所在辐射场的空间坐标位置，并将所测量的空间坐标位置信息传输至电脑上进行处理；s3、电脑将上述步骤s1和s2接收到的剂量率数据和空间坐标位置信息进行处理，得到辐射场该位置的辐射剂量率和空间坐标位置数据信息；s4、剂量率仪测量辐射场另一位置的辐射剂量率，重复上述步骤s1至s3，直至采集完整个辐射场的测量点辐射剂量率和空间位置数据信息。

进一步，在上述步骤s1中，剂量率仪所测量的辐射剂量率数据以红外光的形式进行传输至红外转蓝牙模块，红外转蓝牙模块将接收到的数据传输到电脑上。

进一步，在上述步骤s2中，全站仪为通过接收电脑上发送的坐标采集命令进行坐标信息采集。

进一步，全站仪其在接收坐标命令后，开始连续采集三次坐标信息，并反馈至电脑上进行处理。

进一步，在全站仪开始测量时，设置一定时间段的定时器和定时器事件，再达到设定的定时器时间段后，电脑上全站仪采集到的三次坐标信息进行处理，其中当三次坐标信息的相对偏差小于某一阀值时，则该次测量数据可用，否则弃之。

进一步，上述定时器的定时时间为4.5秒，在设定的4.5s定时器和定时器事件中，剂量仪会在以1个/s的速度发送剂量率数据，在此过程中，将会接受4个剂量率信息，提取目标信息，求取平均剂量率值。

同时，本发明还提供一种用于实现上述一种用于空间伽玛剂量率辐射场测量方法的测量装置，所述测量装置包括全站仪、测量率仪、电脑以及安装在所述电脑上的上位机软件，其中所述全站仪通过usb数据线与所述电脑通信相连，所述测量率仪通过无线与所述电脑通信相连。

进一步，所述测量率仪通过设置有的数据采集处理单元和蓝牙模块与所述电脑无线相连。

进一步，所述测量率仪包括内部探头和外部探头。

本方案具有的有益技术效果为：本方案中的上述测量方法和测量装置通过采用全站仪和剂量率仪以无线的方式与电脑(pc)进行相连，大大降低工作负荷和工作时间，进而避免人员受照过多剂量；同时该测量装置利用usb通信和无线蓝牙通信与pc、上位机软件相连，自动接收、处理、显示和保存测量数据，极大的方便现场测量工作的进行。

附图说明

图1为本发明中用于空间伽玛剂量率辐射场的测量装置原理示意图。

图2为本发明中剂量率仪无线数据传输原理方框示意图。

图3为本发明中上位机软件初始化设置流程示意图。

图4为本发明中上位机软件数据测量和处理流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

本实施例为针对现有的三维空间中辐射场的测量手段无法准确的获取当前测点在整个三维空间中坐标标点，为后续辐射场计算和源项反演工作带来很大不便的问题，进而提出的一种用于空间伽玛剂量率辐射场测量方法及测量装置，该测量方法和测量装置能够准确、快捷方便地对空间位置坐标的剂量率数据进行测量。

参见附图1所示，本实施例中的用于空间伽玛剂量率辐射场测量装置包括全站仪、剂量率仪以及平板电脑。全站仪采用kolida(科力达)公司的免棱镜红外激光全站仪，其具有大测量量程和高精度。全站仪通过usb线与平板电脑连接，进行指令发送和坐标数据采集。剂量率仪为thermo(塞默飞)公司的多功能辐射测量仪，其可结合外部智能探头，并且可通过红外转串口的连接线与pc通信。

由于实际测量情况中，当剂量率仪位置变动频繁、辐射热点区域或空间位置较高时，存在剂量率仪与pc之间的连接线会使得实际使用存在不便。为去除连接线的不利影响，采用红外转蓝牙的方式，将剂量率信息通过无线传输的方式传至pc。结合参照附图2所示，剂量率仪中本身包含内部探头，同时也可以结合外部探头用于测量。数据采集单元将内部探头和外部探头的剂量率数据，通过uart(串口通信)方式传送至红外编码解码模块，然后以红外光的形式进行传输，启动解码功能，将剂量率数据通过uart传输至mcu单元(微处理器)进行数据处理。完成数据之后的mcu通过uart将数据信息发送至蓝牙模块，蓝牙模块将该数据搭载在2.4g载波上进行无线传输。pc打开蓝牙功能，搜索红外蓝牙模块，完成配对后，由上位机进行数据采集、处理和显示。

本实施例中安装在pc上的上位机软件是由visualstudio-csharp语言进行编写，主要通过com口进行数据通信。由于该辐射场测量系统中的全站仪和剂量率仪分别以不同通信方式进行串口通信，因此在该软件中需要设计两个com口来分别通信，进而将采集数据进行处理。上位机软件功能包括串行通信、参数设置、数据采集和判弃、数据显示、数据删除、数据保存，其中数据显示包括相应的历史原始数据、已处理数据和测量时间。

上位机软件初始化：

结合参照附图3所示，为上位机软件的初始化设置流程示意图。在使用时，首先将全站仪通过usb连接至平板电脑，正常发现设备；打开平板电脑蓝牙模块，搜寻剂量率仪，配对成功后，正常发现设备。打开上位机软件选择对应设备的com口，配置串口通信参数，开始初始化设置，通信参数配置如下表一所示：

表一

如果没有发现相应设备的com口时，需要检查设备连接是否正确，然后重新刷新，选择对应的com口，以实现连接配置成功。

上位机数据采集、处理和显示：

当上位机初始化完成之后，开始进行数据采集。串口通信主要采用serialport控件来进行数据发送和采集。上位机发送命令时，需要将字符串转化为字节数组通过serialport.write()函数进行发送。串行口数据接收事件seriaport1.datareceived进行事件订阅来接收数据，具体事件订阅语句为：

seriaport1.datareceived+＝newserialdatareceivedeventhandler(serialport1_datareceived1)；

其中seriaport1.datareceived为数据接收方法。当两个seriaport的接收事件订阅后即可分别接收相应数据。

剂量率仪在开始通信时，自动每隔一秒(时间可设定)发送一个数据包，包括内部探头剂量率信息、外部探头剂量率信息以及当前剂量率仪电池电压信息，接收剂量率信息的数据格式如下表2所示：

表二

全站仪为通过接受上位机软件发送采集坐标命令，采用三次连续测量并求平均值，然后将三次坐标信息和最终平均坐标信息发送至上位机软件。为提高剂量率精度，采用多次测量求平均值得方法。由于全站仪反馈数据信息已有坐标平均值，但是没有进行三次测量坐标数据的相对偏差的限值判弃。如果只用最终的坐标平均值来作为当前坐标数据的话，极易造成该坐标严重偏离。因此需要对全站仪的三次数据做相对偏差计算分析，已确定该坐标是否可用。采集全站仪命令格式和返回数据格式如表三所示。

表三

全站仪在接受到采集坐标命令后，将开始连续采集三次坐标信息，并反馈至上位机，该过程需要花时间约4s。因此在开始测量时，需要设定4.5s定时器和定时器事件。在此过程中，将会接受4个剂量率信息，提取目标信息，求取平均剂量率值，到达4.5s后处理坐标信息，三次坐标信息的相对偏差小于某一阀值时，则该次测量数据可用，否则弃之。然后将剂量率信息、坐标信息以及当前时间作为一个数据包一次写入datagridview中，用于显示已测量的数据信息。具体的数据测量流程可参照附图4所示。

上位机软件数据删除和保存：

为了从datagridview中去除不合格数据，添加删除行数据功能。将鼠标点击所要删除的行头，按删除按钮即可删除改行，便于后续使用和分析所测量数据，需要将datagridview中数据进行保存，通过连续读取datagridview中每行数据，利用streamwrite类可方便的向文本文档中写入测量的全部数据，实现数据保存。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。