一种基于空气诱导紫外荧光的远距离α源探测系统和方法与流程

本发明涉及α源探测，尤其涉及一种基于空气诱导紫外荧光的远距离α源探测系统和方法。

背景技术：

1、与核技术利用有关的产业在生产、运输、储存等过程中不可避免地会产生越来越多的核废料和核污染。核污染的放射危害性及其无色无味等特点使核防护过程中的远距离核污染检测需求日渐迫切。

2、α射线射程短、穿透力弱，这使得实现α污染远距离检测相对困难。现场可用的探测仪器或系统，如α表面污染仪，工作距离较近，不利于防护。如何远距离获取α源的位置信息和α污染分布状况是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于空气诱导紫外荧光的α源远距离探测系统和方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种基于空气诱导紫外荧光的远距离α源探测系统，所述探测系统包括紫外光谱探测装置、可见光成像装置和数据处理显示装置；

4、所述紫外光谱探测装置，用于收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号转换为待处理电信号后，对所述待处理电信号进行处理后，得到紫外荧光信息，将所述紫外荧光信息发送到所述数据处理显示装置；

5、所述可见光环境成像装置，用于采集现场环境图像，并将所述现场环境图像发送至所述数据处理显示装置；

6、所述数据处理显示装置，用于根据所述紫外荧光信息、所述现场环境图像、所述紫外光谱探测装置和所述可见光环境成像装置的成像光路信息，确定α源的位置信息和α污染分布状况。

7、本方法发明的有益效果是：提出了一种基于空气诱导紫外荧光的远距离α源探测系统，探测系统包括紫外光谱探测装置、可见光成像装置和数据处理显示装置；所述紫外光谱探测装置，用于收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号转换为待处理电信号后，对所述待处理电信号进行处理后，得到紫外荧光信息，将所述紫外荧光信息发送到所述数据处理显示装置；所述可见光环境成像装置，用于采集现场环境图像，并将所述现场环境图像发送至所述数据处理显示装置；所述数据处理显示装置，用于根据所述紫外荧光信息、所述现场环境图像、所述紫外光谱探测装置和所述可见光环境成像装置的成像光路信息，确定α源的位置信息和α污染分布状况。本发明实现了远距离通过非接触方式实现α源的远距离探测，从而提高检测效率和安全性。

8、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

9、进一步地，所述紫外光谱探测装置包括紫外光学滤波器件、紫外成像镜头、紫外探测器件和紫外信号处理模块；

10、所述紫外光学滤波器件，用于根据α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光谱线分布特征对采集的散射光信号进行过滤后，得到紫外信号；

11、所述紫外成像镜头，用于接收所述紫外信号，将所述紫外信号汇聚到所述紫外探测器件上；

12、所述紫外探测器件，用于将所述紫外信号转换成紫外电信号，并将所述紫外电信号发送到所述紫外信号处理模块；

13、所述紫外信号处理模块，用于对所述紫外电信号进行处理，利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光持续时间特征处理所述紫外电信号，得到α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光信息。

14、进一步地，所述可见光环境成像装置包括可见光成像镜头、可见光面阵成像器件和图像采集转换装置；

15、所述可见光成像镜头，用于获取检测环境现场光信号；

16、所述可见光面阵成像器件是ccd面阵图像传感器或cmos面阵图像传感器，用于将所述检测环境现场光信号转换为检测环境现场电信号；

17、所述图像采集转换装置，用于根据获取到的所述检测环境现场电信号，输出满足预设分辨率的所述现场环境图像。

18、进一步地，所述数据处理显示装置，具体用于根据所述紫外光谱探测装置和所述可见光环境成像装置的位置关系，确定成像光路的位置关系；

19、根据所述成像光路的位置关系和所述可见光环境成像装置的参数信息，确定所述紫外光谱探测装置的像点与所述可见光环境成像装置所输出图像像点之间的位置关系；

20、根据所述紫外光谱探测装置的像点与所述可见光环境成像装置所输出图像像点之间的位置关系、所述紫外荧光信息和所述现场环境图像，得到所述α源的位置信息和所述α污染分布状况。

21、进一步地，所述紫外光学滤波器件，具体用于拾取α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光特征，所述紫外荧光特征包括所述紫外荧光谱线分布特征和所述紫外荧光持续时间特征；

22、根据所述紫外荧光谱线分布特征，滤除现场检测条件下存在自然光源和人工光源中包含紫外谱段。

23、进一步地，所述紫外信号处理装置，还用于根据所述紫外荧光信息中的紫外荧光强弱程度通过推导计算获取α源的放射性活度信息。

24、本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：

25、一种基于空气诱导紫外荧光的远距离α源探测方法，所述方法包括：

26、所述探测系统中的紫外光谱探测装置收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号转换为待处理电信号后，对所述待处理电信号进行处理后，得到紫外荧光信息，将所述紫外荧光信息发送到所述探测系统中的数据处理显示装置；

27、所述探测系统中的可见光环境成像装置采集现场环境图像，并将所述现场环境图像发送至所述数据处理显示装置；

28、所述数据处理显示装置根据所述紫外荧光信息、所述现场环境图像、所述紫外光谱探测装置和所述可见光环境成像装置的成像光路信息，确定α源的位置信息和α污染分布状况。

29、进一步地，所述探测系统中的紫外光谱探测装置收集预设范围的散射光信号，并将所述散射光信号转换为待处理电信号后，对所述待处理电信号进行处理后，得到紫外荧光信息，将所述紫外荧光信息发送到所述探测系统中的数据处理显示装置，具体包括：

30、所述紫外光谱探测装置中的紫外光学滤波器件根据α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光谱线分布特征对采集的散射光信号进行过滤后，得到紫外信号；

31、所述紫外光谱探测装置中的紫外成像镜头接收所述紫外信号，将所述紫外信号汇聚到所述紫外光谱探测装置中的紫外探测器件上；

32、所述紫外探测器件将所述紫外信号转换成紫外电信号，并将所述紫外电信号发送到所述紫外光谱探测装置中的紫外信号处理模块；

33、所述紫外信号处理模块对所述紫外电信号进行处理，利用α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光持续时间特征处理所述紫外电信号，得到α粒子激发空气中氮气所产生的紫外荧光信息。

34、进一步地，所述探测系统中的可见光环境成像装置采集现场环境图像，并将所述现场环境图像发送至所述数据处理显示装置，具体包括：

35、所述可见光环境成像装置包括可见光成像镜头、可见光面阵成像器件和图像采集转换装置；

36、所述可见光环境成像装置中的可见光成像镜头获取检测环境现场光信号；

37、所述可见光环境成像装置中的可见光面阵成像器件是ccd面阵图像传感器或cmos面阵图像传感器，将所述检测环境现场光信号转换为检测环境现场电信号；

38、所述可见光环境成像装置中的图像采集转换装置，用于根据获取到的所述检测环境现场电信号，输出满足预设分辨率的所述现场环境图像。

39、进一步地，所述数据处理显示装置根据所述紫外荧光信息、所述现场环境图像、所述紫外光谱探测装置和所述可见光环境成像装置的成像光路信息，确定α源的位置信息和α污染分布状况，具体包括：

40、所述数据处理显示装置根据所述紫外光谱探测装置和所述可见光环境成像装置的位置关系，确定成像光路的位置关系；

41、根据所述成像光路的位置关系和所述可见光环境成像装置的参数信息，确定所述紫外光谱探测装置的像点与所述可见光环境成像装置所输出图像像点之间的位置关系；

42、根据所述紫外光谱探测装置的像点与所述可见光环境成像装置所输出图像像点之间的位置关系、所述紫外荧光信息和所述现场环境图像，得到所述α源的位置信息和所述α污染分布状况。

43、本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。