本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及柵型雙閃爍晶體探測(cè)器和監(jiān)測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)與發(fā)展和工業(yè)化水平的提高，環(huán)境和地下水資源受工業(yè)廢水的污染情況日益加劇。近年來(lái)，發(fā)生的環(huán)境污染事故也多與工業(yè)廢水有關(guān)。如何保護(hù)生態(tài)環(huán)境、維持生態(tài)平衡，對(duì)于工業(yè)廢水的監(jiān)測(cè)成為至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。針對(duì)排放含有微量放射性元素的液體，目前市面上有各種各樣可監(jiān)測(cè)液體中總α、總β活度的設(shè)備，且多為離線式監(jiān)測(cè)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種柵型雙閃爍晶體探測(cè)器，包括：

殼體，限定內(nèi)置的空間，包括流體入口和流體出口，流體入口和流體出口配置成以便流體自流體入口流入所述殼體，從流體出口流出所述殼體；

多個(gè)雙閃爍晶體，配置在所述殼體內(nèi)用于通過(guò)接觸流體以便流體內(nèi)的物質(zhì)激勵(lì)所述多個(gè)雙閃爍晶體發(fā)出光子；

至少一個(gè)光電倍增管，用于收集雙閃爍晶體發(fā)出的光子并發(fā)出信號(hào)；

其中，所述多個(gè)雙閃爍晶體沿流體入口朝向流體出口的方向的大體橫向方向延伸并且相互間隔開(kāi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)雙閃爍晶體每一個(gè)包括塑料閃爍體以及涂覆在塑料閃爍體表面上的ZnS薄膜。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述殼體為長(zhǎng)方體形，包括第一側(cè)和與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，在第一側(cè)設(shè)置流體入口，在第二側(cè)設(shè)置流體出口；

所述多個(gè)雙閃爍晶體在所述殼體的第一側(cè)和第二側(cè)之間沿流體入口朝向流體出口的方向的大體橫向方向延伸。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述殼體為大體圓筒形，流體入口和流體出口設(shè)置在圓筒形殼體的圓周上相對(duì)側(cè)，所述多個(gè)雙閃爍晶體沿圓筒形殼體的縱向方向延伸。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)雙閃爍晶體交替地設(shè)置在所述殼體的第一側(cè)和第二側(cè)之間的側(cè)壁，使得一個(gè)側(cè)壁上的一個(gè)或兩個(gè)雙閃爍晶體在相對(duì)的側(cè)壁上的雙閃爍晶體之間延伸，以便流體從流體入口流入，在交替設(shè)置的多個(gè)雙閃爍晶體之間蜿蜒流過(guò)，從流體出口流出所述殼體。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)雙閃爍晶體交替地設(shè)置在圓筒形殼體的兩端的側(cè)壁，使得一個(gè)側(cè)壁上的一個(gè)或兩個(gè)雙閃爍晶體在相對(duì)的側(cè)壁上的雙閃爍晶體之間延伸，以便流體從流體入口流入，在交替設(shè)置的多個(gè)雙閃爍晶體之間蜿蜒流過(guò)，從流體出口流出所述殼體。

在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)光電倍增管設(shè)置在所述殼體的設(shè)置有多個(gè)雙閃爍晶體的側(cè)壁上以便與所述多個(gè)雙閃爍晶體的端部光耦合，檢測(cè)所述多個(gè)雙閃爍晶體發(fā)出的光子。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)雙閃爍晶體為多個(gè)板形雙閃爍晶體。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)雙閃爍晶體為多個(gè)纖維狀雙閃爍晶體。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述殼體外部涂覆避光材料和/或內(nèi)部壁涂覆反射層，以阻擋外部光進(jìn)入所述殼體。

本發(fā)明的另一方面還提供一種監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括前述的柵型雙閃爍晶體探測(cè)器。

在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)設(shè)備還包括：

設(shè)備入口，流體由設(shè)備入口進(jìn)入設(shè)備；

顆粒過(guò)濾器，配置用于過(guò)濾所述流體中的固體顆粒；

紫外線滅菌裝置，配置成使用紫外線對(duì)所述流體滅菌；

計(jì)量泵，配置用于測(cè)量流體體積；

數(shù)據(jù)處理裝置，配置用于數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和顯示；和

設(shè)備出口，流體由設(shè)備出口流出所述監(jiān)測(cè)設(shè)備；

其中待檢液體設(shè)備入口流入，先經(jīng)過(guò)顆粒過(guò)濾器過(guò)濾掉固體顆粒，然后再由紫外線滅菌，隨后流體由計(jì)量泵測(cè)量體積，測(cè)量完后進(jìn)入所述柵型雙閃爍晶體探測(cè)器，最后由設(shè)備出口流出。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵型雙閃爍晶體探測(cè)器的示意立體圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵型雙閃爍晶體探測(cè)器的截面示意圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵型雙閃爍晶體探測(cè)器的雙閃爍晶體的布置示意圖；

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的監(jiān)測(cè)設(shè)備的功能框圖。

具體實(shí)施方式

盡管本發(fā)明容許各種修改和可替換的形式，但是它的具體的實(shí)施例通過(guò)例子的方式在附圖中示出，并且將詳細(xì)地在本文中描述。然而，應(yīng)該理解，隨附的附圖和詳細(xì)的描述不是為了將本發(fā)明限制到公開(kāi)的具體形式，而是相反，是為了覆蓋落入由隨附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍中的所有的修改、等同形式和替換形式。附圖是為了示意，因而不是按比例地繪制的。

現(xiàn)有技術(shù)中的離線式監(jiān)測(cè)設(shè)備基本上采用蒸發(fā)濃縮方法，即先對(duì)需要監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的水樣預(yù)處理(包括取樣、濃縮、轉(zhuǎn)換、洗滌、灼燒、灰化、稱重等)，然后使用相應(yīng)探測(cè)器(雙閃探測(cè)器或硅探測(cè)器)對(duì)濃縮固體物進(jìn)行探測(cè)，由探測(cè)結(jié)果反推出在取樣時(shí)間段內(nèi)采樣區(qū)域液體中總α、總β活度，以達(dá)到監(jiān)測(cè)目的。

離線式監(jiān)測(cè)設(shè)備雖然技術(shù)已經(jīng)成熟，但操作繁瑣，從取樣到給出結(jié)果中間步驟繁多；監(jiān)測(cè)結(jié)果精度低，在操作過(guò)程中的任何微小的水樣損失或樣品污染都會(huì)造成監(jiān)測(cè)結(jié)果的偏差；對(duì)操作人員有輻射危險(xiǎn)性；以及，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

下面根據(jù)附圖說(shuō)明本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵型雙閃爍晶體探測(cè)器的示意立體圖；圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵型雙閃爍晶體探測(cè)器的截面示意圖。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種柵型雙閃爍晶體探測(cè)器10，包括：

殼體110，限定內(nèi)置的空間，包括流體入口112和流體出口113，流體入口112和流體出口113配置成以便流體自流體入口112流入所述殼體110，從流體出口113流出所述殼體110；

多個(gè)雙閃爍晶體111，配置在所述殼體110內(nèi)用于通過(guò)接觸流體以便流體內(nèi)的物質(zhì)激勵(lì)所述多個(gè)雙閃爍晶體111發(fā)出光子；

至少一個(gè)光電倍增管120，用于收集雙閃爍晶體111發(fā)出的光子并發(fā)出信號(hào)；

其中，所述多個(gè)雙閃爍晶體111沿流體入口112朝向流體出口113的方向的大體橫向方向延伸并且相互間隔開(kāi)。

雙閃爍晶體111的延伸方向與流體流動(dòng)的方向垂直，或者說(shuō)，雙閃爍晶體111沿流體入口112朝向流體出口113的方向的大體橫向方向延伸，并且相互間隔開(kāi)，使得流體可以在相互間隔開(kāi)的雙閃爍品體之間蜿蜒流過(guò)，流體流動(dòng)路程延長(zhǎng)，并且流體的局部流動(dòng)方向不停被雙閃爍晶體改變，因而流體可以與雙閃爍晶體111充分接觸，由此流體中的被監(jiān)測(cè)物質(zhì)充分可以接觸多個(gè)雙閃爍晶體111，激勵(lì)雙閃爍晶體111發(fā)出光子。例如，多個(gè)雙閃爍晶體配置在所述殼體內(nèi)用于探測(cè)晶體表面流體內(nèi)放射性核素衰變產(chǎn)生的α和β粒子。

在本實(shí)施例中，多個(gè)雙閃爍晶體111每一個(gè)包括塑料閃爍體以及涂覆在塑料閃爍體表面上的ZnS薄膜。雙閃爍晶體111可以是其他類型的閃爍體。塑料閃爍體的折射率是1.6，ZnS的折射率是2.356。

在一個(gè)實(shí)施例中，例如，在如圖1和2所示的柵型雙閃爍晶體111探測(cè)器中，流體從流體入口112流入，流體出口113在流體入口112的上方，流體流動(dòng)的總體方向可以看做是自下而上，在紙面所示的結(jié)構(gòu)中，沿豎直方向。此時(shí)，雙閃爍晶體111沿豎直方向的橫向方向，也就是沿紙面所示的水平方向。圖2所示僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，便于本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)流體入口112、流體出口113以及雙閃爍晶體111設(shè)置方式的理解。應(yīng)該知道，根據(jù)上述的布置，流體流動(dòng)的方向可以設(shè)置成自上而下。在其他布置結(jié)構(gòu)中，當(dāng)流體入口在紙面的左邊，流體出口在紙面的右邊，則流體可以自左向右流過(guò)沿上下方向布置的雙閃爍晶體構(gòu)成的通道，與雙閃爍晶體接觸。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，殼體10可以是任何所需的形狀。例如，所述殼體110為長(zhǎng)方體形，包括第一側(cè)和與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，在第一側(cè)設(shè)置流體入口112，在第二側(cè)設(shè)置流體出口113；所述多個(gè)雙閃爍晶體111在所述殼體110的第一側(cè)和第二側(cè)之間沿流體入口112朝向流體出口113的方向的大體橫向方向延伸。應(yīng)該說(shuō)明，這里“第一”、“第二”、“第三”等是用于對(duì)不同的部件命名，以便將不同的部件區(qū)分開(kāi)，而不表示任何與重要性、次序等相關(guān)的意義；“上”、“下”等方位詞也僅為了表示部件的一種布置，實(shí)際上，部件可以以其他方位布置。例如，流體入口112設(shè)置在長(zhǎng)方體形的殼體的下側(cè)面，流體出口113設(shè)置在長(zhǎng)方體形的殼體的上側(cè)面，流體從下向上流過(guò)，多個(gè)雙閃爍晶體111在所述殼體110的上側(cè)面和下側(cè)面之間沿流體入口112朝向流體出口113的方向的大體橫向方向延伸，換句話說(shuō)，多個(gè)雙閃爍晶體111在所述殼體110的上側(cè)面和下側(cè)面之間沿水平方向延伸。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在長(zhǎng)方體形的殼體110中，多個(gè)雙閃爍晶體111交替地設(shè)置在所述殼體110的第一側(cè)和第二側(cè)之間的側(cè)壁，使得一個(gè)側(cè)壁上的一個(gè)或兩個(gè)雙閃爍晶體111在相對(duì)的側(cè)壁上的雙閃爍晶體111之間延伸，以便流體從流體入口112流入，在交替設(shè)置的多個(gè)雙閃爍晶體111之間蜿蜒流過(guò)，從流體出口113流出所述殼體110。此處可以想到，對(duì)于長(zhǎng)方體形而言，例如第一側(cè)是上側(cè)，第二側(cè)是下側(cè)，在上側(cè)和下側(cè)之間有四個(gè)側(cè)面，多個(gè)雙閃爍晶體111交替地設(shè)置在所述殼體110的第一側(cè)和第二側(cè)之間的四個(gè)側(cè)壁中一個(gè)或多個(gè)上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)閃爍晶體交替地設(shè)置在殼體110的第一側(cè)和第二側(cè)之間的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁。在另一種實(shí)施方式中，多個(gè)閃爍晶體交替地設(shè)置在殼體110的第一側(cè)和第二側(cè)之間的相鄰的兩個(gè)側(cè)壁。在另一實(shí)施例中，多個(gè)閃爍晶體交替地設(shè)置在殼體110的第一側(cè)和第二側(cè)之間的三個(gè)側(cè)壁，或者四個(gè)側(cè)壁，流體從流體入口112流入，在交替設(shè)置的多個(gè)雙閃爍晶體111之間蜿蜒流過(guò)，從流體出口113流出所述殼體110。

在如圖2所示的柵型雙閃爍晶體探測(cè)器10中，所述殼體110為大體圓筒狀，流體入口112和流體出口113設(shè)置在圓筒狀的殼體110的圓周上相對(duì)側(cè)，所述多個(gè)雙閃爍晶體111沿圓筒狀的殼體110的縱向方向延伸。換句話說(shuō)，多個(gè)雙閃爍晶體111沿圖2的紙面中水平方向延伸。在本實(shí)施例中，雙閃爍晶體111的尺寸適應(yīng)圓筒狀的殼體110的形狀調(diào)整，在圓筒狀的殼體110的中心部分的雙閃爍晶體111尺寸較大，在圓筒狀的殼體110內(nèi)靠近壁處的雙閃爍晶體111的尺寸較小。然而，在本實(shí)施例中，柵型雙閃爍晶體探測(cè)器10能夠監(jiān)測(cè)流體中的例如放射性物質(zhì)。

在本實(shí)施例中，雙閃爍晶體111還可以是曲面板，曲面板形雙閃爍晶體111與流體的接觸面積大，并且適應(yīng)圓筒形殼體的形狀，提高了監(jiān)測(cè)的靈敏度。

在根據(jù)本發(fā)明的還一實(shí)施例中，柵型雙閃爍晶體探測(cè)器10的殼體110是截面為橢圓形的柱體。在根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例中，柵型雙閃爍晶體探測(cè)器10的殼體110是截面為多邊形的柱體。應(yīng)該知道，殼體110的形狀可以是其他形狀，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本說(shuō)明書公開(kāi)的實(shí)施例可以想到其他形式的殼體110形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)光電倍增管120設(shè)置在所述殼體110的設(shè)置有多個(gè)雙閃爍晶體111的側(cè)壁上以便與所述多個(gè)雙閃爍晶體111的端部光耦合，檢測(cè)所述多個(gè)雙閃爍晶體111發(fā)出的光子。光電倍增管120可以是一個(gè)，也可以是兩個(gè)，或者多個(gè)光電倍增管120，光電倍增管120的功能是熟知的。光電倍增管120與雙閃爍晶體111的一個(gè)端部光耦合以便接收雙閃爍晶體111發(fā)出的光子。

與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明的實(shí)施例將雙閃爍晶體111的端部與光電倍增管120光耦合，使得雙閃爍晶體111發(fā)出的光子通過(guò)雙閃爍晶體111的端部被光電倍增管120收集。雖然僅通過(guò)端部收集光子導(dǎo)致光子損失較大，但是由于板形的雙閃爍晶體111具有面積大的優(yōu)點(diǎn)，與例如水或溶液的流體接觸面積大，產(chǎn)生了足夠多的光子，因而根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙閃爍晶體111探測(cè)器的精度能夠滿足實(shí)際使用的需要；并且，板形的雙閃爍晶體111檢測(cè)器制作工藝簡(jiǎn)單，例如可以通過(guò)噴涂或熱壓工藝制作，制造成本低，例如使用蒸鍍、涂覆等工藝。

進(jìn)一步，因?yàn)閆nS材料的折射率大于塑料閃爍體，光在閃爍體和ZnS材料的界面處不會(huì)發(fā)生全反射，也就是說(shuō)，部分光子會(huì)從閃爍體中穿過(guò)ZnS材料散射到流體中，而不是在板形雙閃爍晶體111內(nèi)傳播至雙閃爍晶體111的端部被光電倍增管120收集，因而由于在板形雙閃爍晶體111內(nèi)光反射次數(shù)減少，有利于避免光的損失，提高了光子收集效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)雙閃爍晶體111為多個(gè)纖維狀雙閃爍晶體111。在本實(shí)施例中，纖維狀雙閃爍晶體111的一端或兩端可以安裝在殼體110的側(cè)壁，以便光耦合至光電倍增管120。流體在多個(gè)纖維狀雙閃爍晶體111之間流過(guò)。塑料閃爍體形成的雙閃爍晶體111表面涂覆有ZnS材料。光在雙閃爍晶體111內(nèi)傳導(dǎo)，由于ZnS材料的折射率大于塑料閃爍體，因而部分光會(huì)從雙閃爍晶體111中逃逸，在雙閃爍晶體111的端部收集到的光子數(shù)量比實(shí)際產(chǎn)生的光子數(shù)量少，這也是現(xiàn)有技術(shù)一般不將雙閃爍晶體111做成纖維狀的原因。然而，本發(fā)明通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然光子損失較大，然而由于纖維狀雙閃爍晶體111表面積增大，與流體接觸效率提高，產(chǎn)生的總的光子數(shù)量增加，因而即使光子在傳導(dǎo)過(guò)程中損失部分，然而在纖維狀雙閃爍晶體111的端部收集到的光子數(shù)量依然是足夠多的，即，光電倍增管120的檢測(cè)效率也是足以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述殼體110外部涂覆避光材料和/或內(nèi)部壁涂覆反射層，以阻擋外部光進(jìn)入所述殼體110。殼體110可以是例如有機(jī)玻璃盒，光可以進(jìn)入玻璃盒中。光電倍增管120檢測(cè)雙閃爍晶體111探測(cè)器發(fā)出的光子時(shí)，需要防止外界光被光電倍增管120檢測(cè)到。使用避光材料或反光材料涂覆殼體110的內(nèi)壁和外表面，阻止外部的光進(jìn)入殼體110內(nèi)部，提高光電倍增管120檢測(cè)精確度。

本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括前述的柵型雙閃爍晶體探測(cè)器10。在監(jiān)測(cè)設(shè)備中，還包括：

設(shè)備入口，流體由設(shè)備入口進(jìn)入設(shè)備；

顆粒過(guò)濾器，配置用于過(guò)濾所述流體中的固體顆粒；

紫外線滅菌裝置，配置成使用紫外線對(duì)所述流體滅菌；

計(jì)量泵，配置用于測(cè)量流體體積；

數(shù)據(jù)處理裝置，配置用于數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和顯示；和

設(shè)備出口，流體由設(shè)備出口流出所述監(jiān)測(cè)設(shè)備；其中

待檢液體設(shè)備入口流入，先經(jīng)過(guò)顆粒過(guò)濾器過(guò)濾掉固體顆粒，然后再由紫外線滅菌，隨后流體由計(jì)量泵測(cè)量體積，測(cè)量完后進(jìn)入柵型雙閃爍晶體探測(cè)器10，最后由設(shè)備出口流出。

在本實(shí)施例中，含放射性的待檢液體從設(shè)備入口流入，先經(jīng)過(guò)顆粒過(guò)濾器將固體顆粒過(guò)濾掉，然后再由紫外線滅菌，防止液體中的微生物和細(xì)菌附著在探測(cè)器表面影響探測(cè)結(jié)果和堵塞通道。液體流入柵型探測(cè)器前先經(jīng)由計(jì)量泵測(cè)量體積，測(cè)量完后通過(guò)柵型雙閃爍晶體探測(cè)器10，最后由設(shè)備出口流出。柵型雙閃爍晶體探測(cè)器10連接控制端完成數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和顯示。本實(shí)施例的監(jiān)測(cè)設(shè)備可連續(xù)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)流體中的總α、總β活度/計(jì)數(shù)，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行過(guò)程中不需要人力操作；耗材少，可反復(fù)使用；且探測(cè)器不受待監(jiān)測(cè)場(chǎng)地限制，可現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

雖然本總體專利構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說(shuō)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體專利構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對(duì)這些實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。