一种中子源方位测量装置及其测量方法

本发明涉及中子源方位测量，具体为一种中子源方位测量装置及其测量方法。

背景技术：

1、在核设施、乏燃料后处理厂等辐射环境复杂的场所中，中子源的方位精准测量是保障设备正常运行、临界安全的关键环节。

2、目前，现有中子源方位测量装置中部分装置仅能实现单一方向测量，无法覆盖全视场，导致测量盲区存在，影响方位反演精度，降低测量准确性，此外，现有装置的机械调节结构复杂，难以快速适配不同高度、不同方位的中子源测量需求，无法为工程现场的中子源定位提供高效、精准的技术支撑。

3、于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出一种中子源方位测量装置及其测量方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种中子源方位测量装置及其测量方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种中子源方位测量装置及其测量方法，包括底座和俯仰调节架，所述底座的中部设置有用于进行俯仰调节的俯仰调节组件，且俯仰调节组件包括安装座、步进电机一、连接轴、连板和辅助板，所述安装座的内部安装有步进电机一，且步进电机一的输出端设置有连接轴，所述连接轴的端部安装有连板，且连板的外部通过螺栓固定安装有辅助板，所述俯仰调节架位于连板的底部，所述俯仰调节架的外表面中部安装有水平调节转盘，且水平调节转盘的外表面同轴安装有探测器安装板，所述探测器安装板的内部环形开设有安装孔，且安装孔的内部设置有中子探测器。

3、进一步的，所述探测器安装板的外表面设置有屏蔽罩，且屏蔽罩的顶部与中子探测器顶部高度齐平。

4、进一步的，所述俯仰调节架的中部安装有步进电机三，且步进电机三的输出端通过驱动轴安装有探测器安装板。

5、进一步的，所述探测器安装板内部设置有用于对中子探测器进行定位的定位组件，且定位组件关于中子探测器为一一对应分布。

6、进一步的，所述定位组件包括外齿杆、内螺杆和定位块，且外齿杆的内部螺纹安装有内螺杆，所述内螺杆的端部安装有定位块，且定位块滑动设置于探测器安装板的内部。

7、进一步的，所述外齿杆的外部安装有用于提供传动力的辅助组件，且辅助组件包括步进电机二、固定架、齿盘和滑块，所述步进电机二的输出端通过驱动轴安装有外齿杆，且外齿杆的外表面啮合设置有齿盘，并且齿盘的一侧一体化安装有滑块，同时滑块的外部滑动设置有固定架，所述固定架的底部一端与探测器安装板固定连接。

8、进一步的，所述底座的下表面安装有橡胶防滑垫，所述底座的上表面四角处通过螺栓固定安装有安装板，且安装板的中部设置有立柱，并且立柱的内部设置有螺纹柱，所述螺纹柱的外部螺纹安装有水平横梁。

9、进一步的，所述立柱的中部外表面安装有固定盘，且固定盘的底部设置有加强筋。

10、进一步的，所述水平横梁设置有两组，且水平横梁的外部通过螺栓固定安装有安装座，所述连板和俯仰调节架组成“u”字型结构。

11、一种中子源方位测量装置的测量方法，应用于一种中子源方位测量装置，该中子源方位测量装置的测量方法包括以下步骤，

12、步骤一，将装置放置于平整的测量场地，确保底座下表面的橡胶防滑垫完全贴合放置面，通过螺栓固定底座与放置面，提升稳定性，连板和辅助板之间滑动设计，同时滑动之后利用螺栓固定，使探测器安装板处于合适的测量高度，检查各部件连接是否牢固，启动步进电机一、步进电机二、步进电机三，调试俯仰调节、水平调节及定位功能，确保各组件运行正常，无卡顿、偏移；

13、步骤二，将中子探测器逐一嵌入探测器安装板的安装孔内，启动辅助组件，步进电机二驱动外齿杆旋转，带动内螺杆伸缩，使定位块滑动并贴合中子探测器，完成所有探测器的精准定位，安装屏蔽罩，确保屏蔽罩顶部与中子探测器顶部高度齐平，启动探测器，采集环境中子本底数据，记录基线；

14、步骤三，根据测量需求，三组步进电机均安装有角度编码器，用于进行信息采集，启动步进电机一，通过连接轴带动连板和俯仰调节架旋转，调整探测器阵列的俯仰角，覆盖目标测量高度，启动步进电机三，驱动探测器安装板和水平调节转盘旋转，实现369°水平扫描，在扫描过程中，中子探测器持续捕捉中子信号，实时传输至数据处理终端，记录不同俯仰角、水平角下的探测器计数数据；

15、步骤四，将采集到的中子计数数据扣除环境本底，结合探测器的分布位置、调节角度，通过方位反演算法，计算出中子源的水平方位角和俯仰角，对测量数据进行误差修正，确认数据准确性后，输出中子源的具体方位信息，完成测量。

16、本发明提供了一种中子源方位测量装置及其测量方法，具备以下有益效果：

17、1．该中子源方位测量装置及其测量方法，通过步进电机一驱动俯仰调节架实现俯仰角精准调节，步进电机三驱动探测器安装板实现360°水平扫描，结合连板和辅助板之间滑动设计，同时滑动之后利用螺栓固定，实现对水平调节转盘的高度调节，可实现探测器阵列全视场覆盖，适配不同高度、不同方位的中子源测量，有效消除测量盲区，大幅提升方位测量的全面性和精准度。

18、2．该中子源方位测量装置及其测量方法，通过辅助组件与定位组件协同工作，步进电机二驱动外齿杆、内螺杆伸缩，推动定位块紧密贴合中子探测器，实现探测器精准定位，避免测量过程中因探测器晃动导致的信号偏移，同时，探测器安装板外表面的屏蔽罩可有效屏蔽环境γ本底和杂散中子，减少外界干扰，确保探测信号的稳定性和准确性。

1.一种中子源方位测量装置，包括底座（1）和俯仰调节架（9），其特征在于：所述底座（1）的中部设置有用于进行俯仰调节的俯仰调节组件（10），且俯仰调节组件（10）包括安装座（1001）、步进电机一（1002）、连接轴（1003）、连板（1004）和辅助板（1005），所述安装座（1001）的内部安装有步进电机一（1002），且步进电机一（1002）的输出端设置有连接轴（1003），所述连接轴（1003）的端部安装有连板（1004），且连板（1004）的外部通过螺栓固定安装有辅助板（1005），所述俯仰调节架（9）位于连板（1004）的底部，所述俯仰调节架（9）的外表面中部安装有水平调节转盘（11），且水平调节转盘（11）的外表面同轴安装有探测器安装板（12），所述探测器安装板（12）的内部环形开设有安装孔（14），且安装孔（14）的内部设置有中子探测器（15）。

2.根据权利要求1所述的一种中子源方位测量装置，其特征在于：所述探测器安装板（12）的外表面设置有屏蔽罩（13），且屏蔽罩（13）的顶部与中子探测器（15）顶部高度齐平。

3.根据权利要求1所述的一种中子源方位测量装置，其特征在于：所述俯仰调节架（9）的中部安装有步进电机三（17），且步进电机三（17）的输出端通过驱动轴安装有探测器安装板（12）。

4.根据权利要求3所述的一种中子源方位测量装置，其特征在于：所述探测器安装板（12）内部设置有用于对中子探测器（15）进行定位的定位组件（18），且定位组件（18）关于中子探测器（15）为一一对应分布。

5.根据权利要求4所述的一种中子源方位测量装置，其特征在于：所述定位组件（18）包括外齿杆（1801）、内螺杆（1802）和定位块（1803），且外齿杆（1801）的内部螺纹安装有内螺杆（1802），所述内螺杆（1802）的端部安装有定位块（1803），且定位块（1803）滑动设置于探测器安装板（12）的内部。

6.根据权利要求5所述的一种中子源方位测量装置，其特征在于：所述外齿杆（1801）的外部安装有用于提供传动力的辅助组件（16），且辅助组件（16）包括步进电机二（1601）、固定架（1602）、齿盘（1603）和滑块（1604），所述步进电机二（1601）的输出端通过驱动轴安装有外齿杆（1801），且外齿杆（1801）的外表面啮合设置有齿盘（1603），并且齿盘（1603）的一侧一体化安装有滑块（1604），同时滑块（1604）的外部滑动设置有固定架（1602），所述固定架（1602）的底部一端与探测器安装板（12）固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种中子源方位测量装置，其特征在于：所述底座（1）的下表面安装有橡胶防滑垫（6），所述底座（1）的上表面四角处通过螺栓固定安装有安装板（2），且安装板（2）的中部设置有立柱（3），并且立柱（3）的内部设置有螺纹柱（5），所述螺纹柱（5）的外部螺纹安装有水平横梁（4）。

8.根据权利要求7所述的一种中子源方位测量装置，其特征在于：所述立柱（3）的中部外表面安装有固定盘（7），且固定盘（7）的底部设置有加强筋（8）。

9.根据权利要求8所述的一种中子源方位测量装置，其特征在于：所述水平横梁（4）设置有两组，且水平横梁（4）的外部通过螺栓固定安装有安装座（1001），所述连板（1004）和俯仰调节架（9）组成“u”字型结构。

10.一种中子源方位测量装置的测量方法，应用于权利要求1-9任一项所述的一种中子源方位测量装置，其特征在于：该中子源方位测量装置的测量方法包括以下步骤，