辐射测量的基本仪器
电磁辐射测量仪器
电磁辐射测量仪器
电磁辐射测量仪器是用于测量和定量分析电磁辐射的设备。
它可以用于测量各种频率范围内的电磁辐射，包括无线电波、微波、紫外线、可见光、红外线等辐射。
常见的电磁辐射测量仪器包括：
1. 电磁辐射功率测量器：用于测量电磁辐射的功率强度，常见的仪器有功率计和频谱分析仪。
2. 电磁辐射场强测量仪：用于测量电磁辐射场强度，常见的仪器有电磁辐射场强仪和电磁辐射密度仪。
3. 辐射源探测器：用于探测和识别电磁辐射源，常见的仪器有辐射源探测器和辐射源定位仪。
4. 电磁辐射监测系统：用于监测电磁辐射的长期变化和趋势，常见的仪器有电磁辐射监测系统和电磁辐射数据采集仪。
这些仪器可以帮助人们评估和控制电磁辐射对人体和环境的潜在影响，保护人们的健康与安全。
几种核地球物理仪器简介
几种放射性仪器简介5.1 FD-3013 数字γ辐射仪FD-3013 数字γ辐射仪是一种便携式γ总量测量仪器，其工作原理如下图所示。
探测器为N a（Tl）闪烁计数器，它将入射γ射线转换成电脉冲信号，其计数率正比于射线强弱。
放大器将探测器给出的脉冲加以放大，以利后面的电路工作。
甄别器的阈压为40 keV，它剔除掉对应能量小于40 keV的脉冲，而让能量大于40 keV 的脉冲通过，使仪器进行积分测量。
分频器的作用是进行每秒计数与含量间换算；测量结果的归一化。
由于该仪器的灵敏度大致为5s-1／10-6eU（每10-6eU能引起每秒钟5次计数），通过微调仪器时钟频率，可以得到以仪器时钟为标准的仪器灵敏度5s-1／10-6eU 。
这样在1秒钟内，甄别器输出的脉冲数经过5分频后，即是以10-6eU为单位的测量值。
当测量时间分别为2s，4s,16s的时候，则分别经过2分频,4分频和16分频，最后得到归一化的10-6eU测量结果。
计数选通门根据测量要求，在控制电路的控制下，选择经过不同分频的脉冲计数通路。
计数、锁存、译码电路将通过了计数选通门的脉冲数记录下来，并送往显示器显示测量结果。
显示器为四位液晶显示器，当计数器进行下一周期的计数时，液晶屏上仍显示原来的内容，直到计数器又完成一个周期的计数才显示新的内容。
定时器给出了测量时间信号，使控制器能够根据要求协调仪器的工作。
它分别给出ls、2S、4S、16S、64s等时间信号，其中2S、4S、16s信号为测量10-6eU的时间信号，64s信号为测量64S的脉冲时间信号，1s为量程判别和监测的时间信号。
控制器包括量程判别电路、计数通路控制、报警控制等部分。
量程判别电路根据计数率的大小确定测量10-6eU的时问，当计数率小于100～199S-1时，将测量时间定为16 S，当计数率为100～19 9 S-1时，测量时间定为4S,当计数率大于200S-1时，则测量时间定为2S 计数通路控制电路则根据量程判别电路给出的测量时间或指定的测量方式，给出控制信号，使经过适当分频的信号通过计数选通门进入计数器，得到正确的测量结果。
核辐射探测仪器基本原理及及指标
• 剂量当量 反映各种射线或粒子被吸收后引起的
生物效应强弱的电离辐射量。它不仅与吸收 剂量有关，而且与射线种类、能量有关，当 量剂量是在吸收剂量的基础上引入一与辐射 类型及能量有关的权重因子。
• 国际制单位：Sv（希沃特），1Sv=1J∙ kg-1 。
• 旧的专用单位：rem（雷姆）
1Sv=100rem
剂量当量（率）：单位时间引起的剂量当量。
• BS9521 X、γ剂量当量仪 • 测量范围： • 剂量当量率：0~2500uSv/h • 累积剂量当量0~9999.99mSv
• 有效剂量 • 在全身受到非均匀性照射的情况下，受照
组织或器官的当量剂量（HT）与相应的组 织权重因子（WT）乘积的总和即为有效剂 量
• 响应：系统在激励作用下所引起的反应。 • 能量响应：指放射性测量仪（辐射仪）测量剂
量（µSv/h）相同但能量（Kev）不同的X、γ 射线时，仪器读数显示的差异。
• 放射性核素不同，其发射出的射线的能量也各 不同，有时同一种同位素，它能发射出几种不 同能量的 射线，如241Am的γ射线能量为 59Kev、137Cs γ射线能量为661Kev。X光机 因不同的使用场所所加的高压不同。其发出的 X射线能量也不一样。 。
例如：BS9521型智能化X、γ辐射仪 能量响应：≤±20%（相对于137Cs） 137Cs半衰期为：30年 能量为662keV
• 能量分辨率
Байду номын сангаас
3、测量相关的指标
• 计数（率） 仪器对某一能量或者能量段响应次数的总
和 单位时间的计数成为计数率 计数率单位：
cps 每秒计数 cpm 每分钟计数 cph 每小时计数
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红外物理(第二版)课件：红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
散作用,不能用于分光,光 栅分光必须利用高级主极大。但是,
由多缝衍射的强度分布知,多缝衍射的零级主极大占 有很大
的一部分光能量,因此可用于分光的高级主极大的光能量较
少,大部分能量将被浪 费。所以,在实际应用中,必须改变通常
光栅的衍射光强度分布,使光强度集中到有用的 那一高光谱
级上。
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
为dl,则由几何关系可以写出:
其中,f'2为第二物镜的焦距。
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
光谱分辨率也称分辨本领,是指分离相邻两条谱线的能
力。对于某一波长λ,其与相 邻波长λ+dλ 的单色光刚好能分
辨开,则dλ 越小,说明棱镜的光谱分辨能力越高。根据瑞 利判
据,一条谱带的最大刚好与邻近谱带的最小相重叠,则其理论
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
红外辐射测量仪器及
基本辐射参数的测量
7.1 红外辐射测量仪器
7.2 辐射测量系统的标定
7.3 基本辐射量的测量
7.4 红外发射率的测量
7.5 红外反射比的测量
7.6 红外吸收比和透射比的测量
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
7.1 红外辐射测量仪器
7.1.1 单色仪
入射到反射光栅上时,光线 R1比相邻的光线R2超前dsinφ,其中
间距d 通常称为光栅常数;在离开光栅时,R2比R1 超前dsinθ,其
中θ称为衍射角。所以,衍射图样中亮线位置的方向为
该式通常称为光栅方程,其中当入射光与衍射光在 光 栅 法
线 异 侧 时 取 - 号;同 侧 时 取 +号。
红外辐射测量仪器及基本辐射参数的测量
如果采用图7-8所示的在金属平板表面刻制锯齿槽构成
辐射测量的基本仪器
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６.２ 积分球
• 积分球和探测器与光源一起工作时， 应作为一个整体来考虑其光谱 特性。
• 要求高的涂层反射比主要是为了增加出射窗处的辐亮度值， 因为积 分球出射窗处的辐照度值和球半径的平方成正比， 球较大时， 辐照 度值将相当低。
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６.２ 积分球
• 和光度导轨一样， 积分球(图６ －５) 并非一个单独的测量设备， 它 常常和光源、探测器装在一起， 作为理想漫射光源和匀光器， 广泛 地用于光辐射测量中。
• 积分球的基本结构是由铝或塑料等做成的一个内部空心球。 球内壁 上均匀喷涂多层中性漫射材料， 如氧化镁、硫酸钡、聚四氟乙烯等 。 球上开有多个孔， 作为入射光孔、安装探测器、光源等用。 为了 防止入射光直接射到探测器上， 球内还装有遮挡屏， 如图６ － ６ 所示。
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６.１ 光度导轨
• 改变光源至屏的距离， 光源的辐亮度值可连续、精确地变化。 • 光度导轨的特点是其他方法(如加中性密度滤光片改变光阑孔径等) 不
能实现或不能精确实现的。 • 导轨上装有数个带距离精细刻度的滑动架或滑动车， 以便和导轨上
的距离刻尺对准， 提高距离读数的精度。为了增加垂直测量平面上 辐照度等的变化范围， 减少距离误差对测量的影响， 光度导轨应尽 可能长.由于辐照度和距离的平方成反比例， 所以距离精度将直接影 响辐照度的测量精度。 • 在光度导轨上测量时， 光源至待测平面的最近工作距离取决于用平 方反比定律计算辐照度的允许误差， 可根据允许的相对距离误差ε 和 光源的尺寸确定最近工作距离。
• 当出射窗的辐照度要求不强， 而要求辐照度的时间稳定性好时， 可 用反射比较低的涂层。 这时涂层反射比的变化和球内脏物对辐照度 值的影响就较小。
红外辐射的测量
5.1 常见红外辐射测量仪器
5.1.1
单色仪
红外光谱辐射计.
5.1.2
5.1.3
红外分光光度计
傅里叶变换红外光谱仪 5.1.4
5.1.5
多通道光谱仪
项目三 空运出口货代单证 任务四 航空出口报关报检（报检单、出境货物通关单、报关单）
步骤二：认识并填制出境货物通关单 要完成出境货物通关单的制作，李芳芳必须先弄清楚集货单上各项 内容的含义，通过查阅相关资料，了解到出境货物通关单各项内容含义 如下： 1.收货人：填写本批出境货物的贸易合同中或信用证中买方名称。 任务给出买方为PEOPLES SPORTING GOODS & MDSG. CORP.，所以 此栏应填PEOPLES SPORTING GOODS & MDSG. CORP.。 2.发货人：填写本批出境货物的贸易合同中或信用证中受益人名称。 任务给出发货人为厦门阳光贸易有限公司，此栏应填厦门阳光贸易有限 公司。 任务执行
5.1.1 单色仪
两种常见的单色仪： （1）棱镜单色仪 当入射角i1等于出射角i2时，角 射散为：
d
2sin( A / 2)
dn i1
d [1 n2 sin2 ( A / 2)]1/ 2 d
A
i2
棱镜对单色光的折射
A为棱镜的顶角；
dn d为棱镜材料的色散率。
5.1.1 单色仪
棱镜分辨本领：分辨本领是指分离开两条邻近谱线的能力．
闪耀光栅的横剖面图
原理：
光栅单色仪是利用光栅每个 缝对光线的衍射和缝间的干 涉所产生的，且与衍射花样
的极大位置和波长有关。
光栅的角色散率：
d m d b cos
光栅的分辨本领 R W d d
测量环境中核辐射的仪器 标准
测量环境中核辐射的仪器标准
一、测量范围
核辐射测量仪器应能够测量多种类型的辐射，包括X射线、γ射线、β射线、α射线等。
其测量范围应涵盖常见的辐射类型和能量范围，同时应具备适应不同环境和测量需求的能力。
二、准确性
核辐射测量仪器应具备高准确度，能够准确测量辐射剂量和剂量率。
仪器的测量误差应符合国际标准和相关法规的要求。
在测量过程中，仪器不应受到环境因素的影响，如温度、湿度、气压等。
三、灵敏度
核辐射测量仪器应具备高灵敏度，能够检测到较低的辐射剂量。
仪器的灵敏度应与测量范围相匹配，以便在各种情况下都能准确测量辐射剂量。
四、稳定性
核辐射测量仪器应具备高稳定性，能够在长时间内保持测量结果的准确性。
在仪器使用过程中，应定期进行校准和维护，以确保其性能和准确度。
五、响应时间
核辐射测量仪器应具备快速响应能力，能够在短时间内给出测量结果。
这对于需要实时监测辐射剂量的情况尤为重要。
六、量程
核辐射测量仪器应具备宽广的量程，能够适应不同环境和测量需求。
仪器的量程应足够大，以便在各种情况下都能进行准确的测量。
七、防护等级
核辐射测量仪器应具备较高的防护等级，能够保护操作者和设备免受环境中的有害辐射影响。
仪器的防护等级应符合相关标准和法规的要求。
八、便携性
核辐射测量仪器应具备便携性，方便携带和移动。
这使得操作者能够轻松地将仪器带到不同地点进行测量，同时也降低了仪器的运输和维护成本。
HJ-T 10.2-1996 辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法
中华人民共和国环境保护行业标准 HJ/T 10.2-1996辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法Guidline on Management of Radioactive Environmental Protection Electromagnetic Radiation Monitoring Instruments and Methods1 电磁辐射测量仪器本导则所称电磁辐射限于非电离辐射。
电磁辐射的测量按测量场所分为作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境测量。
按测量参数分为电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等的测量。
对于不同的测量应选用不同类型的仪器，以期获取最佳的测量结果。
测量仪器根据测量目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪。
1.1 非选频式宽带辐射测量仪1.1.1 工作原理偶极子和检波二极管组成探头这类仪器由三个正交的2~10cm长的偶极子天线，端接肖特基检波二极管、RC滤波器组成。
检波后的直流电流经高阻传输线或光缆送入数据处理和显示电路。
当D≤h时（D偶极子直径，h偶极子长度）偶极子互耦可忽略不计，由于偶极子相互正交，将不依赖场的极化方向。
探头尺寸很小，对场的扰动也小，能分辨场的细微变化。
偶极子等效电容CA、电感LA根据双锥天线理论求得：CA= (π・ε0・L)/｛ln(L/a)+S/2L-1｝……………………………………（1.1）LA = μ（ln －）……………………………………（1.2）式中：a --天线半径；S --偶极子截面积；L --偶极子实际长度。
由于偶极子天线阻抗呈容性，输出电压是频率的函数：V= ・………………………………（1.3）式中：ω--角频率，ω=2・π・f ，f频率；CL--天线缝隙电容和负载电容；RL--负载电阻。
国家环境保护局 1996-05-10批准 1996-05-10 实施由于CA、CL基本不变，只要提高RL就可使频响大为改善，使输出电压不受场源频率影响，因此必须采用高阻传输线。
辐射计工作原理
辐射计工作原理辐射计是一种测量电离辐射的仪器，它通过测量电离辐射的能量和强度来评估对人类和环境的影响。
本文将介绍辐射计的工作原理和基本原理，以及其在辐射检测、核反应堆监测和医学放射线控制等领域中的应用。
一、辐射计的工作原理辐射计基于电离辐射产生的荷电粒子对电气测量的影响进行测量。
辐射计通过电离辐射产生的电子和正离子在强电场中移动时产生的电流来测量辐射剂量。
辐射计通常由两个电极组成，一个在辐射源的电离辐射之后收集电子和正离子，另一个用于吸收电离辐射的能量。
换句话说，每当荷电粒子穿过空气时，它们会产生一些自由的电子和正离子。
这些自由粒子会在强电场中移动，产生一个电子流，这个电子流是源辐射强度和辐射计放置位置的函数。
在辐射计的第一个电极上，所有的电离辐射产生的自由电子和正离子都被收集起来，形成了一个电子云，同时在电压的作用下，这些电荷向着第二个电极移动，产生一个电流。
第二个电极被设计为完全吸收电离辐射的能量，以确保只有来自第一个电极的电荷形成的电流得到测量。
辐射计的两个电极通常被分隔，以便对第一个电极收集的荷电粒子形成的电流进行放大和测量。
辐射计还可以根据用于收集荷电粒子的材料类型和探头安排来进行分类。
最常见的辐射计类型包括闪烁体计数器、GM计数器和光电计数器等。
二、辐射计的基本原理辐射计的工作原理基于辐射与物质相互作用的基本原理和电离辐射与电气测量的关系。
当辐射与物质相互作用时，可能会发生三种类型的相互作用：光电效应、康普顿散射和正电子湮灭。
这些相互作用的结果会在物质中产生能量沉积和电离。
当电离辐射与物质相互作用时，它会将一部分能量传递给物质，并通过电离离子对产生电离。
离子化作用产生的电离离子会激发周围分子，并激发剩余的电子。
这些自由的电子和正离子会在强电场中移动，并产生电流。
这些电流与辐射剂量的强度和类型相关联，可以用于测量辐射剂量。
电离辐射的强度通常用剂量率来表示，单位是戈瑞（Gray）每秒。
辐射剂量通过衡量辐射对物质的能量沉积来衡量。
隔墙辐射仪器
隔墙辐射仪器
隔墙辐射仪器是一种用于测量建筑物中隔墙辐射的仪器。
隔墙辐射是指电子设备产生的电磁波穿过建筑物的隔墙材料，对周围人体产生辐射危害的现象。
随着电子设备的普及和使用频率的增加，建筑物内部的电磁污染问题越来越受到关注。
电磁波对人体的辐射危害主要有两个方面，一个是短期影响，如头痛、视力模糊等症状，另一个是长期影响，如癌症、生殖问题等。
隔墙辐射仪器的主要原理是通过测量电磁波的强度和频率来评估建筑物内部的辐射情况。
它通常由一个电子传感器和一个数字显示屏组成。
电子传感器可以感知电磁波的强度，并将数据传输到数字显示屏上，供用户查看。
使用隔墙辐射仪器时，首先需要将仪器放置在要测量的位置，然后打开仪器并等待一段时间，让仪器自动检测辐射情况。
然后，数字显示屏上将显示当前的辐射强度和频率等信息。
根据这些信息，人们可以判断建筑物内部是否存在辐射问题，进而采取相应的防护措施。
隔墙辐射仪器的优势是操作简便，测量结果准确可靠。
它可以帮助用户了解建筑物内部的辐射情况，及时采取措施防止辐射危害。
同时，它还可以用于评估建筑物内部设计和材料的电磁屏蔽性能，为建筑物的电磁环境设计提供参考。
总之，隔墙辐射仪器是一种用于测量建筑物内部隔墙辐射的仪
器，可以帮助用户了解辐射情况并采取相应的防护措施。
在电磁污染问题日益突出的今天，隔墙辐射仪器的重要性不可忽视。
测量辐射的仪器
测量辐射的仪器
测量辐射的仪器有很多种，常见的包括：
1. 伽马射线计（Geiger-Muller计数器）：用于测量γ射线和X
射线的强度和能量。
该仪器通过测量放射性物质的电离来确定辐射水平。
2. 电离室：用于测量空气中的辐射水平，包括α、β和γ射线。
电离室通过测量辐射物质与空气中的电离相互作用来测量辐射水平。
3. 闪烁体探测器：使用闪烁体材料，如钠碘晶体或聚四氟乙烯，测量辐射的强度和能量。
当辐射入射到闪烁体中时，闪烁体发出可见光，并通过光电倍增管等器件进行测量。
4. 电子剂量仪：用于测量人体接受到的辐射剂量。
电子剂量仪使用电离室或其他传感器测量人体周围的辐射剂量。
5. 电离辐射剂量仪（TLD）：使用热释光材料，如磷光体，测量辐射剂量。
TLD将辐射所产生的能量存储在其晶体结构中，并通过测量热释光来确定辐射剂量。
6. α粒子计数器：用于测量α粒子的数量和能量。
α粒子计数
器通过测量α粒子与探测器中的气体或固体相互作用来测量α
粒子的存在。
这些仪器可用于不同领域，如核能、医学、环境保护和工业安全等。
核辐射探测器概述
假设污染源为10Bq
（二）现场监测
3.监测结果
（1）计数率（CPS） 每秒探测到粒子的计数，最直接的表达方式。 通过各种校刻计数，表示为其它结果。 通道式放射性检测结果一般用CPS表示。
（二）现场监测
3.监测结果 （2）周围剂量当量率（Sv/h） 测量点单位时间内组织吸收的能量。 不能代表所测量物体的放射性强度， 需要考虑屏蔽、距离、物品量、校正。 （3）表面污染水平（Bq/cm2） 测量面积上单位面积的α 、β 活度值。 由于α 、β 射程很短，易被其他物质阻 挡，一定样品厚度以下的α 、β 射线无 法测量到。
核辐射量度
能谱： 绝对分辨率：半峰宽（FWHM)
相对分辨率：
E FWHM 100 % 100 % E E
核辐射量度
辐射剂量：单位体积的物质所接受的辐射能量
D dE dm
剂量当量：描述辐射所产生的实际效应
H NQD
（1Sv=1J/kg, 1rem=0.01Sv)
C
G
RL
K
气体探测器
G-M计数管：记录粒子个数
G-M计数管 G-M计数管是由盖革(Geiger)和弥勒(Mueller) 发明的一种利用自持放电的气体电离探测器。 G-M管的特点是： 制造简单、价格便宜、使用方便。灵敏度高、输出 电荷量大。 G-M管的缺点是： 死时间长，仅能用于计数。不能鉴别粒子的 类型和能量。
U (t ) Ne Ee
C
Cw
-U
气体探测器
正比计数器：脉冲幅度正比于入射粒子能量。
电场强度：
热辐射测量实验测量物体的热辐射能力
热辐射测量实验测量物体的热辐射能力热辐射是指物体由于其温度高于绝对零度而放射出的热能，也称为热辐射能力。
研究物体的热辐射能力对于深入理解物体的热学性质以及工程应用有着重要意义。
而热辐射测量实验则是一种常用的方法，可以准确地测量物体的热辐射能力。
在进行热辐射测量实验时，我们需要使用一些特定的仪器设备，如红外测温仪、热辐射计等。
重要的是，实验环境要尽可能地减少对测量结果的影响，例如尽量降低周围温度的起伏，减少热辐射的干扰等。
为了更好地理解热辐射测量实验，我们可以从以下几个方面进行讨论。
首先是仪器设备的选择与使用。
红外测温仪是一种能够通过红外线来检测物体温度的仪器，它可以在非接触的情况下测量物体的表面温度。
这对于需要避免破坏或无法接触的物体非常有用。
而热辐射计则是一种通过测量物体辐射出的热能来确定其温度的仪器。
它可以精确测量物体辐射的热能，并将其转换为温度值。
其次是实验环境的控制。
为了准确测量物体的热辐射能力，实验环境应尽量消除干扰因素。
因此，我们需要保持实验室温度的相对稳定，避免任何可能的温度波动。
此外，实验时还需避免周围环境中的热辐射对测量结果的影响，例如遮光罩的使用可以避免外部光源的影响。
最后是数据处理与分析。
通过热辐射测量实验所得到的数据可以用于研究物体的热学性质和工程应用。
例如，我们可以利用测得的热辐射数据计算出物体的辐射率和表面温度分布。
这些数据对于热辐射传热模型的建立和优化具有重要意义。
总而言之，热辐射测量实验是一种有效的方法，用于测量物体的热辐射能力。
通过合理选择和使用仪器设备，控制实验环境，并进行数据处理与分析，我们可以更深入地了解物体的热学性质，并为工程应用提供有力的支持。
热辐射测量实验的发展将为我们探索更多关于热辐射的秘密提供更多的可能性。
北京理工大学三度学总复习
任课老师：金伟其、王霞 办公地点：6号教学楼402、405 电话：68912569-801、802 又想：
第三章 光辐射探测器
知识点：
常见光辐射探测器的分类（熟悉）； 熟悉光电探测器（外光电效应、光伏效应、光电导效应） 和热探测器基本原理； 光辐射探测器的性能参数（响应度、主要噪声源、噪声 等效功率）
振对测量影响的方法、测量系统偏振
响应的测量方法。
测量系统的偏振响应
第八章 光度量的测量
发光强度的测量 熟悉在光度导轨上测量发光强度的原 理与方法；了解待测光源与标准光源 色温相差较大时，减小测量误差的两 种方法。
光通量的测量
照度的测量 亮度的测量
了解用偏光光度计测量发光强度的测
第六章 辐射测量的基本仪器
光度导轨 掌握单色仪的作用、 棱镜单色仪和光 栅单色仪的原理及主要性能指标， 了解使用单色仪中的几个问题。
积分球
单色仪 分光光度计和
了解分光光度计和光谱辐射计的基本 原理和用途。 掌握傅立叶变换光谱辐射计的基本原 理和主要优点。
光谱辐射计
光谱傅立叶变换光谱 辐射计
光通量的测量
第八章 光度量的测量
发光强度的测量 熟悉照度计的基本结构、可靠测量需 要满足的条件（光谱修正、探测器余 弦校正、线性度、定期标定、环境适 应性）。
光通量的测量
照度的测量 亮度的测量
了解目视法测量亮度的基本原理；掌
握经测量照度和亮度计进行亮度测量 的基本原理；了解亮度计的标定方法。
第七章 光辐射测量系统的性能及其测量
理想光辐射测量系统应当具有的性能； 熟悉响应度的几种标定方法； 测量系统的响应度 理解光谱泄露的概念、带宽归一化的 概念及方法；了解光谱泄露的主要原 测量系统的视场响应 测量系统的线性响应 因及检查方法。 理解系统的视场响应、相对视场响应、 系统半视场角、等效视场角的概念； 了解测量系统视场角的方法、影响测 量精度的因素及消减方法；
辐射探测仪器原理
辐射探测仪器原理一、引言辐射是指电磁波或粒子从一个物体传递到另一个物体的能量传递过程。
辐射的探测对于环境监测、辐射防护以及核能安全等领域具有重要意义。
辐射探测仪器是用于测量和监测辐射水平的设备，其原理和工作方式决定了其性能和应用范围。
二、辐射探测仪器的分类辐射探测仪器可以根据其探测对象和工作原理进行分类。
常见的辐射探测仪器包括辐射剂量仪、辐射监测仪、辐射警报仪等。
1. 辐射剂量仪辐射剂量仪是用于测量辐射剂量率或累积剂量的仪器。
其工作原理基于辐射粒子与探测器之间的相互作用。
当辐射粒子穿过探测器时，会引起探测器中的电离作用。
通过测量电离作用产生的电流或电荷，可以确定辐射剂量的大小。
常见的辐射剂量仪包括Geiger-Muller 计数管、电离室、半导体探测器等。
2. 辐射监测仪辐射监测仪是用于监测环境中辐射水平的仪器。
其原理是利用辐射探测器对环境中的辐射进行实时测量，并通过显示屏或报警器等方式向操作人员提供辐射水平信息。
辐射监测仪可以实时监测γ射线、X射线以及α、β粒子等辐射。
常见的辐射监测仪包括γ射线计数器、多道分析仪等。
3. 辐射警报仪辐射警报仪是用于及时发出辐射警报的仪器。
其原理是通过辐射探测器对周围环境中的辐射进行监测，当辐射水平超过设定的阈值时，警报仪会发出声音或光信号以提醒人们采取相应的防护措施。
辐射警报仪广泛应用于核电站、医院、实验室等场所，用于提醒人们避开辐射源或进行防护措施。
三、辐射探测仪器的原理辐射探测仪器的原理基于辐射与物质相互作用的特性。
辐射可以通过电离、激发或相互作用过程而与物质发生相互作用。
辐射探测仪器通常利用这些相互作用过程来测量和监测辐射水平。
1. 电离作用辐射粒子在物质中穿过时，会与物质中的原子或分子发生碰撞，引起电离作用。
这种电离作用会产生自由电子和正离子，进而形成电离电流。
辐射剂量仪利用电离作用测量辐射剂量，通过测量电离电流的大小来确定辐射剂量的大小。
2. 闪烁效应某些物质在受到辐射激发后会发生闪烁效应，即发出可见光或紫外光。
HJ T 10.2-1996 辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法-推荐下载
辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法(HJ T 10.2-1996)1 电磁辐射测量仪器本导则所称电磁辐射限于非电离辐射。
电磁辐射的测量按测量场所分为作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境测量。
按测量参数分为电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等的测量。
对于不同的测量应选用不同类型的仪器，以期获取最佳的测量结果。
测量仪器根据测量目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪。
1.1 非选频式宽带辐射测量仪1.1.1 工作原理偶极子和检波二极管组成探头这类仪器由三个正交的2~10cm长的偶极子天线，端接肖特基检波二极管、RC滤波器组成。
检波后的直流电流经高阻传输线或光缆送入数据处理和显示电路。
当D≤h时（D偶极子直径，h偶极子长度）偶极子互耦可忽略不计，由于偶极子相互正交，将不依赖场的极化方向。
探头尺寸很小，对场的扰动也小，能分辨场的细微变化。
偶极子等效电容CA、电感LA根据双锥天线理论求得：CA= (π·ε0·L)/｛ln(L/a)+S/2L-1｝……………………………………（1.1）LA = μ（ln － ）……………………………………（1.2）式中：a --天线半径；S --偶极子截面积；L --偶极子实际长度。
由于偶极子天线阻抗呈容性，输出电压是频率的函数：V= · ………………………………（1.3）式中：ω--角频率，ω=2·π·f，f频率；CL--天线缝隙电容和负载电容；RL--负载电阻。
国家环境保护局 1996-05-10批准 1996-05-10 实施由于CA、CL基本不变，只要提高RL就可使频响大为改善，使输出电压不受场源频率影响，因此必须采用高阻传输线。
当三副正交偶极子组成探头时，它可以分别接收x、y、z三个方向场分量，经理论分析得出：Udc = C·|Ke|2·[|Ex(r·ω)|2+|Ey(r·ω)|2+|Ez(r·ω)|2]= C·|Ke|2·|E(r·ω)|2……………………………………（1.4）式中：C --检波器引入的常数；Ke --偶极子与高频感应电压间比例系数；Ex、Ey、Ez --分别对应于x、y、z方向的电场分量；E --待测场的电场矢量。
第六章红外辐射测量仪器及基本参数测量
——红外技术及应用
❖ 如图6-11所示为一个半径为R的积分球，其中C
❖ 是待测辐射源，可以放在球内任意位置。假设球内壁各点 都能产生均匀的漫反射，其漫反射比为ρ，球心在O处，辐 射源所发出的总辐射通量为Φ。如果在C和球壁上一点B之 间放一档屏，挡去直接射向B点的辐射，则在B点的辐射照 度为
❖ ❖
❖
图6-6 色散型双光束红外分光光度计结构方框图
20
——红外技术及应用 ❖ 分类：红外分光光度计根据其结构特征可分为单 光束分光光度计和双光束分光光度计两种。
图6-7 红外分光光度计光路图
21
——红外技术及应用 ❖ 典型的双光束电学平衡式红外光谱仪的光学系统， 如图6-8所示。
图6-8 双光束电学平衡式红外光谱仪的光学系统
❖ 2. 辐射强度的测量
❖ 辐射源的辐射强度是通过辐射照度的测量来获得的。假设 辐射穿过透射率为τa的大气后，在距离为d处产生的辐射照 度为E，当d远大于辐射源的线度时，辐射强度为
❖
Ed 2
I
❖
a
❖ Ed2为表观辐射强度。
❖ 如果辐射源是扩展辐射源，
（6-15）
❖
I
L cosdA
A
（6-16）
❖
图6-4 辐射计原理
18
——红外技术及应用
❖ 图6-5给出了光谱辐射计的结构示意图。光 谱辐射计主要由两个部分组成：产生窄谱 带辐射的单色仪和测量此辐射通量的辐射 计。
图6-5 光谱辐射计的结构示意图
19
——红外技术及应用
3. 红外分光光度计
❖ 定义和组成：红外分光光度计也称红外光谱仪， 是进行红外光谱测量的基本设备，结构如图6-6所 示。主要由辐射源、单色仪、探测器、电子放大 器和自动记录系统等构成
测瓷砖辐射
测瓷砖辐射
测量瓷砖辐射是为了确定瓷砖是否放射出辐射性物质，如放射性元素。
以下是一种常见的方法来测量瓷砖辐射：
1. 选择一台辐射测量仪器，如Geiger-Muller计数管或放射性
测量仪。
确保这些仪器是经过标定、准确可靠的。
2. 将测量仪器的探头或传感器放置在待测瓷砖的表面上，并确保与瓷砖表面紧密接触。
3. 在测量过程中，保持环境安静，避免外部干扰。
这意味着关闭附近的电子设备或其他放射源。
4. 启动辐射测量仪器并等待一段时间，以获取足够的测量数据。
5. 记录测量结果，包括测量单位、峰值辐射值、平均辐射值等。
6. 将测量结果与国家或地方的辐射标准进行比较。
如果测量结果高于标准值，则可能存在辐射问题，建议进行进一步的测试或调查。
请注意，这些步骤只是一种通用的测量方法，具体的操作步骤可能因仪器类型、测试环境和要求而有所不同。
为了确保准确性和安全性，请遵循仪器制造商的使用说明和安全操作指南。
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６.１ 光度导轨
• 向左或向右移动光度计或者改变一侧光源到光度计的距离， 使进入 光度计两侧的光在视场内平衡时， 两半视场的中心界线消失， 但Ｒ １、Ｒ２仍分别比它们所在的背景暗８％， 在视场中人眼将看到它们 和所在的背景有相同的反差。 图６ －４画出了当左右侧视场亮度不 同时， 由于ＬＡ /ＬＢ值的变化而引起左右两半视场反差变化的曲线， 当两侧视场亮度ＬＡ 、ＬＢ 不等时， 一侧反差减小， 另一侧反差增 大。 这样来判断亮度不平衡要比仅用两半视场中线消失来判断更为 灵敏。
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６.３ 单色仪
• 单色仪中棱镜以最小偏向角状态工作。 所谓最小偏向角， 即由入射 狭缝出来的单色光入射到棱镜与由棱镜射出的光与棱镜两棱边具有相 同(或近似相同) 的夹角。 虽然在最小偏向角时棱镜色散角小， 但单 色仪的整体工作性能(像质) 较好。
• 单色仪的主要性能指标有: 角色散、线色散和光谱分辨率。 • 角色散表示色散元件分开不同波长辐射能的能力。 对于棱镜， 角色
６.１ 光度导轨
• 此外， 灯丝平面、待测表面应垂直于测量光学系统的光轴， 微量的 不垂直有时会因光源的非朗伯辐射特性而造成一定距离处辐照度的测 量误差。
• 图６ －２ 所示为在光度导轨上用标准光源标定待测光源的装置。 标 准光源和待测光源分别装在左、右滑车上，光度导轨中间的滑车上装 有目视光度计。 通过调节它们的高低、方向， 使两光源灯丝表面与 目视光度计测量光轴垂直， 这样， 来自两光源的光从目视光度计两 侧进入， 并在其观测视场内合一。
• 根据方孔衍射极限角分辨率ｄθ ＝ λ / ａ０， 则棱镜的最大理论分辨 率
• 进入光度计的是来自光源的直射光， 在光度计滑车两侧装有一系列 挡光片， 其作用是只使直射光进入光度头， 而把来自由四周侧壁、 设备等反射和散射的非测量光挡去。
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６.１ 光度导轨
• 挡光片的位置可沿水平方向移动。 从光源处看光度计入射光孔时， 只应看到光孔本身。 此外， 导轨上要覆盖黑色丝绒等， 以防止光由 导轨表面反射而进入光度计。
• 实际使用的积分球要考虑以下方面的问题:
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６.２ 积分球
• (１) 球内的遮挡屏与物: 球内有遮挡屏和物(如光源等)， 会使积分球 实际工作状况偏离理想球。 增大球的尺寸， 可相对地减少遮蔽屏和 物的影响。 遮蔽屏应当涂上与积分球内表面相同的涂层材料。 如果 球内有吸收光的表面， 如灯泡泡壳， 则应当满足
• 球内表面某一面元ｄＡ′上的辐照度ｄＥ０为
• 入射辐射通量Φ 经表面Ａ 漫射在ｄＡ′上的一次漫射辐照度
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６.２ 积分球
• ｄＡ′上的总辐照度除由表面Ａ 直接漫射光对它的辐照度贡献外， 还 有表面Ａ 照到球内其他部分(如图６ －７ 中ｄＡ″等)， 再由其部分 漫射到ｄＡ′的二次漫射辐照度ｄＥ′０
• (１) 使两个或多个部件之间轴向的相对位置对准， 并在其相对移动 时保持对准关系。
• (２) 精确地确定测量部件之间的轴向距离， 以便用辐照度平方反比 定律连续、精确地改变某一平面处的辐照度(照度)。
• (３) 用光源加上相距一定距离的透射－ 漫射屏， 可得到透射、漫射 特性近似朗伯体的均匀辐亮度源。
• 应用最广泛的Байду номын сангаас陆末－ 布洛洪(Ｌｕｍｍｅｒ － Ｂｒｏｄｈｕｎ) 目 视光度计， 其结构如图６ － ３ 所示。
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６.１ 光度导轨
• 图中Ｈ 的两侧反射比相等， 为具有朗伯漫射特性的白板。 Ｍ１、Ｍ ２ 是反射镜。 Ｐ 是由两个直角棱镜胶合而成的陆末立方体， 其中左 棱镜的斜边上刻有一些凹槽， 来自左侧的光透过未被刻槽的部分而 进入左侧光度视场; 而来自右侧的光， 则因左棱镜刻槽处所造成的空 气隙， 在右棱镜斜面上形成全反射而进入右侧光度视场。 合成视场 如图６ －３ 中阴影线和没有阴影线的部分， 各代表由一侧进入现场 的部分。 ＡＢ 面和ＢＤ 面上分别附加了一块透射比为９２％的薄玻 璃片， 其位置分别对应两梯形部分的视场， 这样， Ｒ２梯形部分要 比左半侧视场略暗， 而Ｒ１梯形部分比右半侧视场略暗。
• 当出射窗的辐照度要求不强， 而要求辐照度的时间稳定性好时， 可 用反射比较低的涂层。 这时涂层反射比的变化和球内脏物对辐照度 值的影响就较小。
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６.２ 积分球
• 当积分球工作在中远红外谱段时， 由于硫酸钡等在波长大于２.５ μ ｍ 时反射比下降很快， 因此用作涂层材料性能较差。 硫是一种较理 想的红外漫射材料， 在３ ~ １２ μｍ 的平均反射比高达０.９４， 只 是在１１.８ μｍ 处有一吸收带， 其朗伯漫射特性和硫酸钡等相近(图 ６ －８)。
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６.１ 光度导轨
• 改变光源至屏的距离， 光源的辐亮度值可连续、精确地变化。 • 光度导轨的特点是其他方法(如加中性密度滤光片改变光阑孔径等) 不
能实现或不能精确实现的。 • 导轨上装有数个带距离精细刻度的滑动架或滑动车， 以便和导轨上
的距离刻尺对准， 提高距离读数的精度。为了增加垂直测量平面上 辐照度等的变化范围， 减少距离误差对测量的影响， 光度导轨应尽 可能长.由于辐照度和距离的平方成反比例， 所以距离精度将直接影 响辐照度的测量精度。 • 在光度导轨上测量时， 光源至待测平面的最近工作距离取决于用平 方反比定律计算辐照度的允许误差， 可根据允许的相对距离误差ε 和 光源的尺寸确定最近工作距离。
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６.３ 单色仪
• 由子镜头本身有色差， 实际入射狭缝的光谱像不会严格在一个平面 内， 故许多单色仪采用凹面反射镜， 其优点是没有色差。 此外， 反 射镜不像透射透镜那样限制光的透过谱段。
• 单色仪工作的谱段范围主要取决于棱镜所用材料及其色散值， 棱镜 的色散值应尽可能大， 常用作色散棱镜的材料如表６ －１ 所示。 图 ６ －１２、图６ －１３ 分别给出用于可见和红外谱段的色散材料的 色散曲线。 在可见谱段， 玻璃的色散值随波长λ 的增大而减小; 在红 外谱段材料的工作谱段内， 色散值随波长的增大而增大。 当单色仪 工作在相当宽谱段范围内时，需更换不同材料的棱镜。
• 考虑到积分球可能有几个样品、探测器等的开孔, 第ｉ 个孔的反射比 为ρｉ,开口面积和球内表面积之比称为开口系数ｆｉ . 故积分球壁的平 均反射比 为
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６.２ 积分球
• 于是 • ｄＡ′上的总辐照度
• 当光源在积分球内， 积分球是个完整漫射球表面 ,
,
则
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６.２ 积分球
散为
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６.３ 单色仪
• 式中， ｔ 为三角形棱镜底边尺寸; ａ０为沿缝高方向光束的口径(图 ６ －１１); ｄｎ / ｄλ 为棱镜材料的色散值。
• 线色散表示在出射狭缝平面上相邻波长分开的程度。 由几何关系不 难写出
• 光谱分辨率定义为λ / ｄλ， 表示波长为λ 和波长为λ ＋ ｄλ 的色光刚 能分开的能力。 对于某一波长λ， 其与相邻色光刚能分开的ｄλ 越小 ， 说明棱镜的光谱分辨能力越高。
第６ 章 辐射测量的基本仪器
• ６.１ 光度导轨 • ６.２ 积分球 • ６.３ 单色仪 • ６.４ 分光光度计和光谱辐射计 • ６.５ 傅里叶变换光谱仪
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６.１ 光度导轨
• 光辐射测量中， 在光度导轨上用标准光源来标定待测光源、探测器 和光辐射测量系统，仍是最常用而且精确、可靠的装置之一。
• 光度导轨和一般导轨的主要区别在于有精确的轴向距离刻度和标尺， 其主要功能是:
• 由于光辐射探测器是对辐照度的响应， 当它放在球内某一表面处时 ， 其输出信号值就能表示入射到积分球内的辐射通量值; 而当光源在 球内时， 该信号值表示光源在４π 立体角内的总辐射通量。
• 积分球用于分光光度计时， 由于测量中被测样品透射或反射特性的 不均匀造成的测量光束内光能分布不均匀， 在经积分球多次漫射后 可均匀化。 安装在积分球内的探测器， 由于接收表面响应的不均匀 可能会产生的测量误差， 也可因探测器接收均匀的照射而消除。 积 分球还是理想的消偏振部件， 可避免探测器响应受入射光偏振特性 的影响。
• 要保持待测表面的距离指标在同一垂直平面内， 或者有一已知的精 确距离， 一般可用一专用的距离规(图６ －１)。 图６ －１ 中ｌ 是 两孔垂直细丝的连线到尖端Ａ 的距离， 可精确测定。 当两细丝的连 线和灯丝工作表面(如钨带灯) 共线时， 可由Ａ 点作为灯丝位置距离 测量的基准。
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• 将光度计和一侧待测光源拿去， 滑车上装上支架， 支架上再安装探 测器， 由探测器表面到标准光源的距离可确定探测器表面的辐照度 值， 以此作为探测器辐照度标定的依据。
• 测量中还要注意的问题是: 导轨要置平， 以免实际距离和距离刻尺示 数不一致; 导轨不应有不平的接头， 以免光源在测量过程中受振动。
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６.２ 积分球
• 和光度导轨一样， 积分球(图６ －５) 并非一个单独的测量设备， 它 常常和光源、探测器装在一起， 作为理想漫射光源和匀光器， 广泛 地用于光辐射测量中。
• 积分球的基本结构是由铝或塑料等做成的一个内部空心球。 球内壁 上均匀喷涂多层中性漫射材料， 如氧化镁、硫酸钡、聚四氟乙烯等 。 球上开有多个孔， 作为入射光孔、安装探测器、光源等用。 为了 防止入射光直接射到探测器上， 球内还装有遮挡屏， 如图６ － ６ 所示。
• 当积分球是中空的完整球体时， 球内任一面元发出的辐射通量能使 球内各点有相同的直射辐照度。 至于球内多次漫射的情况分析， 则 较复杂。
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６.２ 积分球
• 设有一束入射辐射通量照在积分球内表面Ａ 上(图６ －７)， 这里分 析不在Ａ 处的某一表面元ｄＡ′上的辐照度值Ｅ∑ 。 当积分球内壁涂 以反射比为ρ 具有朗伯漫射特性的涂料时， 表面Ａ 上某一面元ｄＡ 的反射辐亮度ＬＡ和它的辐照度ＥＡ之间存在着关系