电子平衡帽套件的制作方法

1.本实用新型涉及x射线束流强度测量领域，具体涉及用于测量x射线束流强度的指形电离室的电子平衡帽套件。


背景技术：

2.在核技术应用领域，随着辐射成像安检设备的广泛应用，由于x射线束流强度的准确测量，能够为辐射防护设计、辐射安全分析、辐射成像指标计算等实践活动提供准确数据，从而显得越来越重要。
3.在实际应用过程中，x射线束流强度的常用测量手段是利用指形电离室测量束流的照射量或比释动能，其准确测量要求保证电子平衡。根据x射线能量不同，通常在指形电离室壁外壁上套设一层某一厚度的空气等效固体材料(例如，石墨、塑料、树脂等)来实现电子平衡，这层空气等效固体材料称为电子平衡帽(简称，平衡帽)。
4.目前市场上辐射成像安检设备的能量跨度大、能量分级多，从100kev到15mev各种x射线能量达几十种，单一或简单几种厚度的平衡帽已不能满足准确测量的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供能够使得指形电离室类型的探测器在较宽能量范围内测量x射线束流强度的电子平衡帽套件。
6.本实用新型的一个方面提供一种电子平衡帽套件，其中，包括不同形状的多个电子平衡帽，多个电子平衡帽的厚度分别不同，电子平衡帽套设在指形电离室探测器的整个外壁上，指形电离室探测器用于测量x射线束流强度电子平衡帽包括：探测器腔，用于容纳所述指形电离室；平衡体，顶端部为球形，并包裹所述探测器腔的上端部；以及支撑体，圆筒形且覆盖所述探测器腔的未被平衡体包裹的部分的外壁，所述厚度是所述平衡体的厚度，不同形状的多个电子平衡帽包含所述平衡体与所述支撑体的外径大小关系不同的电子平衡帽。
7.在上述的电子平衡帽套件中，指形电离室探测器包括指形电离室和探测器支撑体，指形电离室的直径小于探测器支撑体的直径。
8.在上述的电子平衡帽套件中，在多个电子平衡帽的一部分中，平衡体和支撑体的外径不同。
9.在上述的电子平衡帽套件中，包括：c型平衡帽，平衡体的外径小于支撑体的外径。
10.在上述的电子平衡帽套件中，还包括：b型平衡帽，平衡体的外径大于支撑体的外径。
11.在上述的电子平衡帽套件中，b型平衡帽在轴向上不仅覆盖指形电离室，还覆盖探测器支撑体的一部分。
12.在上述的电子平衡帽套件中，电子平衡帽由有机玻璃制成。
13.在上述的电子平衡帽套件中，还包括：a型平衡帽，平衡体和支撑体的外径相同。
14.在上述的电子平衡帽套件中，a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽的整体的厚度范围在1～32mm。
15.在上述的电子平衡帽套件中，a型平衡帽的厚度范围在1～3mm；b型平衡帽的厚度范围在4～11mm；c型平衡帽的厚度范围在12～32mm。
16.在上述的电子平衡帽套件中，a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽的平衡体的顶端部的半径范围在5～36mm。
17.在上述的电子平衡帽套件中，a型平衡帽的半径范围在5～7mm；b型平衡帽的半径范围在8～15mm；c型平衡帽的半径范围在16～36mm。
18.在上述的电子平衡帽套件中，不同形状和不同厚度的多个电子平衡帽分别用于测量不同能量的x射线束流强度。
19.通过使用本实用新型的电子平衡帽套件，能够保证各种类的平衡帽的机械强度的情况下，准确测量更多能量范围的x射线束流。
附图说明
20.图1是示出本实用新型的a型平衡帽的剖视图；
21.图2是示出本实用新型的b型平衡帽的剖视图；
22.图3是示出本实用新型的c型平衡帽的剖视图；
23.图4是示出验证实验中6mv加速器输出剂量率随平衡帽厚度变化曲线的曲线图。
具体实施方式
24.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本技术，而不是限定本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术更好的理解。
25.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
26.在本实用新型中，电子平衡帽套件包括不同形状和不同厚度的多个电子平衡帽。其中，电子平衡帽套设在用于测量x射线束流强度的指形电离室探测器的整个外壁上。
27.如图1～图3所示，本实用新型中的电子平衡帽套件包括a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽，该a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽的形状和厚度不同。
28.图1是示出本实用新型的a型平衡帽的剖视图。图2是示出本实用新型的b型平衡帽的剖视图。图3是示出本实用新型的c型平衡帽的剖视图。
29.a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽均包括：探测器腔1、平衡体2、支撑体3。
30.其中，探测器腔1用于容纳指形电离室探测器。换言之，探测器腔1是用于容纳指形电离室探测器的空间，其形状与指形电离室探测器的形状相匹配。在图1～图3中探测器腔1的轴线沿上下方向配置，径向沿左右方向配置。
31.探测器腔1的外部的上下部分分别被平衡体2和支撑体3覆盖。
32.具体来说，平衡体2的顶端部为球形，并包裹探测器腔1的上端部。即，平衡体2包括球形的顶端部和圆筒部，其中，球形的顶端部覆盖探测器腔1的顶端，而圆筒部覆盖探测器腔1的上端部的外壁。所述球形的顶端部和圆筒部的半径相同。换言之，球形的顶端部与圆筒部之间是平滑连接的。
33.支撑体3为圆筒形，覆盖探测器腔1中的未被平衡体2包裹的部分的外壁。
34.不同形状的平衡帽可以包括平衡体2与支撑体3的外径大小关系分别不同的平衡帽。例如，平衡体2和支撑体3的外径相同的a型平衡帽、平衡体2的外径大于支撑体3的外径的b型平衡帽、以及平衡体2的外径小于支撑体3的外径的c型平衡帽。
35.a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽还可以包括：透气孔4和固定螺纹5。
36.透气孔4用于对探测器腔1和指形电离室探测器之间的气压进行调节。
37.固定螺纹5用于将该平衡帽与指形电离室探测器进行连接。指形电离室探测器用于测量x射线束流强度。
38.指形电离室探测器包括：指形电离室11和探测器支撑体12。指形电离室11位于指形电离室探测器的轴向上方的前端部，而探测器支撑体12位于指形电离室探测器的轴向下方，用于支撑指形电离室11，且设置有与电子平衡帽的固定螺纹5配合的外螺纹，以实现与电子平衡帽的连接。其中，指形电离室11的直径小于探测器支撑体12的直径。
39.另外，指形电离室探测器还可以包括收集极(未图示)。通过指形电离室11和收集极对x射线束流进行测量。
40.以下，具体说明本实用新型中的三种形状的电子平衡帽。
41.如图1所示，在a型平衡帽中，平衡体2和支撑体3的外径相同。换言之，a型平衡帽在上下方向上的外径相同，因此，整个a型平衡帽在上下方向的外表面为平滑的圆筒表面。
42.在a型平衡帽中，可以不区分平衡体2和支撑体3，也可以将a型平衡帽中的包裹指形电离室探测器中的指形电离室11的外部的部分作为平衡体2，覆盖探测器支撑体12的外部的部分作为支撑体3。
43.如图2所示，在b型平衡帽中，平衡体2的外径大于支撑体3的外径。即，b型平衡帽在上下方向上为上宽下窄的形状。
44.在b型平衡帽的情况下，由于支撑体3的直径小于平衡体2的直径，因此，在保证机械强度的同时，需要尽量降低散射的影响。随着支撑体3的直径变大，散射的影响就大。
45.作为b型平衡帽的示例，如图2所示，b型平衡帽在轴向上不仅覆盖指形电离室探测器中的指形电离室11，还覆盖探测器支撑体12的一部分。也就是说，b型平衡帽在轴向上覆盖的下端低于指形电离室11的下端。此时，优选的是，b型平衡帽采用有机玻璃材质。
46.通过这样的设计，在保证机械强度的前提下，尽量降低支撑体2的厚度，如此可以降低过厚的支撑体2所造成的额外散射对最终测量结果的影响，从而能够兼顾角度平衡和降低散射。
47.如图3所示，在c型平衡帽中，平衡体2的外径小于支撑体3的外径。即，c型平衡帽在
上下方向上为上窄下宽的形状。
48.在c型平衡帽中，平衡体2可以包裹指形电离室探测器中的指形电离室11的外部，而支撑体3覆盖探测器支撑体12的外部。
49.在本实用新型中，通过蒙特卡洛模拟计算，并参考指形电离室的相关性能，得到不同能量的入射x射线达到电子平衡时对应电子平衡帽的厚度。例如，电子平衡帽采用例如聚甲基丙烯酸甲酯等的有机玻璃时，得到该有机玻璃材料的厚度。采用优选法选定出系列电子平衡帽的不同厚度，并综合考虑材料机械强度、探测器角相应等各因素来确定不同厚度的电子平衡帽的最佳外观形状。即，确定应当选用上述a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽中的哪一个及其对应的厚度。其中，厚度是指平衡体2的厚度。
50.另外，还可以经过实测数据对上述的电子平衡帽的形状和厚度进行验证，最终确定优选的厚度及其对应的形状。
51.其结果是，优选的是，a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽的整体的厚度范围在1～32mm，其中，厚度是各电子平衡帽中平衡体2的厚度。
52.另外，具体来说，a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽的厚度范围分别为：
53.a型平衡帽的厚度范围在1～3mm；
54.b型平衡帽的厚度范围在4～11mm；
55.c型平衡帽的厚度范围在12～32mm。
56.作为优选的示例，如下表1所示。
57.表1
58.c型的厚度h(mm)123//////a型的厚度h(mm)4567891011/b型的厚度h(mm)121314151720242832
59.如表1所示，本实用新型的电子平衡帽套件可以包括：8个a型平衡帽，其厚度分别为4、5、6、7、8、9、10、11；9个b型平衡帽，其厚度分别为12、13、14、15、17、20、24、28、32；3个c型平衡帽，其厚度分别为1、2、3。
60.作为另一示例，由于在探测器腔1的尺寸固定的情况下，电子平衡帽的球形的顶端部的半径和圆筒部的厚度之间存在固定的关系，因此，也可以通过各平衡帽的球形的顶端部的半径来表示不同厚度的平衡帽。
61.优选的是，a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽的整体的半径范围在5～36mm，其中，半径是各平衡帽中平衡体1的球形的顶端部的半径。
62.另外，具体来说，a型平衡帽、b型平衡帽、c型平衡帽的厚度范围分别为：
63.a型平衡帽的半径范围在5～7mm；
64.b型平衡帽的半径范围在8～15mm；
65.c型平衡帽的半径范围在16～36mm。
66.作为优选的示例，如下表2所示。
67.表2
68.c型的半径(mm)567//////a型的半径(mm)89101112131415/b型的半径(mm)161718192124283236
69.本实用新型的电子平衡帽套件由于包含多种厚度的形状分别为a型、b型、c型的多个平衡帽，在测量x射线束流强度时，通过佩戴不同厚度、不同形状的平衡帽，指形电离室可以准确测量从几十kev至几十mev能量范围的x射线束流。
70.另外，通过合理的设置a型、b型、c型的厚度，能够保证各种类的平衡帽的机械强度的情况下，测量更多的能量范围的x射线束流。
71.本实用新型的电子平衡帽套件的材料可以为有机玻璃或黄铜，但不限于此。
72.(验证实验)
73.以实际测量某标称6mv加速器的输出剂量率为例，在其它条件不变，只更换不同厚度的电子平衡帽，进行测量。其结果如图4所示。
74.从图4中可以看出，在该情况下，当使用厚度为10mm的电子平衡帽时，得到了最大输出量测量结果。
75.在本实用新型中，电子平衡帽套件由于包含多种厚度的形状分别为a型、b型、c型的多个电子平衡帽，即便是加速器能量发生变化，都有或薄或厚的电子平衡帽与之相对应，可得到更接近真值的测量结果，从而为后续准确、精细地开展辐射防护设计、辐射物理分析提供了更真实的数据基础。
76.以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种电子平衡帽套件，其中，包括不同形状的多个电子平衡帽，所述多个电子平衡帽的厚度分别不同，所述电子平衡帽套设在指形电离室探测器的整个外壁上，所述指形电离室探测器用于测量x射线束流强度，所述电子平衡帽包括：探测器腔，用于容纳所述指形电离室；平衡体，顶端部为球形，并包裹所述探测器腔的上端部；以及支撑体，圆筒形且覆盖所述探测器腔的未被平衡体包裹的部分的外壁，所述厚度是所述平衡体的厚度，不同形状的多个电子平衡帽包含所述平衡体与所述支撑体的外径大小关系不同的电子平衡帽。2.如权利要求1所述的电子平衡帽套件，其中，所述指形电离室探测器包括指形电离室和探测器支撑体，所述指形电离室的直径小于所述探测器支撑体的直径。3.如权利要求2所述的电子平衡帽套件，其中，在所述多个电子平衡帽的一部分中，所述平衡体和所述支撑体的外径不同。4.如权利要求3所述的电子平衡帽套件，其中，包括：c型平衡帽，所述平衡体的外径小于所述支撑体的外径。5.如权利要求4所述的电子平衡帽套件，其中，还包括：b型平衡帽，所述平衡体的外径大于所述支撑体的外径。6.如权利要求5所述的电子平衡帽套件，其中，所述b型平衡帽在轴向上不仅覆盖所述指形电离室，还覆盖所述探测器支撑体的一部分。7.如权利要求6所述的电子平衡帽套件，其中，所述电子平衡帽由有机玻璃制成。8.如权利要求5所述的电子平衡帽套件，其中，还包括：a型平衡帽，所述平衡体和所述支撑体的外径相同。9.如权利要求8所述的电子平衡帽套件，其中，所述a型平衡帽、所述b型平衡帽、所述c型平衡帽的整体的厚度范围在1～32mm。10.如权利要求9所述的电子平衡帽套件，其中，所述a型平衡帽的厚度范围在1～3mm；所述b型平衡帽的厚度范围在4～11mm；所述c型平衡帽的厚度范围在12～32mm。11.如权利要求8所述的电子平衡帽套件，其中，所述a型平衡帽、所述b型平衡帽、所述c型平衡帽的平衡体的所述顶端部的半径范围在5～36mm。12.如权利要求11所述的电子平衡帽套件，其中，所述a型平衡帽的半径范围在5～7mm；所述b型平衡帽的半径范围在8～15mm；
所述c型平衡帽的半径范围在16～36mm。13.如权利要求1所述的电子平衡帽套件，其中，不同形状和不同厚度的多个电子平衡帽分别用于测量不同能量的x射线束流强度。14.如权利要求3所述的电子平衡帽套件，其中，还包括：b型平衡帽，所述平衡体的外径大于所述支撑体的外径。

技术总结
本实用新型涉及电子平衡帽套件，包括不同形状的多个电子平衡帽，多个电子平衡帽的厚度分别不同，电子平衡帽套设在指形电离室探测器的整个外壁上，指形电离室探测器用于测量X射线束流强度，电子平衡帽包括：探测器腔，用于容纳所述指形电离室；平衡体，顶端部为球形，并包裹探测器腔的上端部；以及支撑体，圆筒形且覆盖所述探测器腔的未被平衡体包裹的部分的外壁，厚度是平衡体的厚度，不同形状的多个电子平衡帽包含平衡体与支撑体的外径大小关系不同的电子平衡帽。通过使用本实用新型的电子平衡帽套件，能够保证各种平衡帽的机械强度的情况下，测量更多的能量范围的X射线束流。测量更多的能量范围的X射线束流。测量更多的能量范围的X射线束流。


技术研发人员：胡玉新 阮明 朱国平 郭越 邢金龙 凌松云
受保护的技术使用者：同方威视技术股份有限公司
技术研发日：2022.12.22
技术公布日：2023/8/26