调制器射线屏蔽装置

技术领域

本发明涉及辐射防护技术领域，具体涉及一种调制器射线屏蔽装置。

背景技术

高能射线无损检测设备是利用微波将电子加速，加速后的电子轰击高原子序数靶材，并产生连续能谱的X射线。高能射线无损检测设备利用产生的X射线照射被检工件时，通过不同密度、厚度的衰减不同的原理来检测工件的缺陷。

由于在检测过程中，高能X射线辐射与物质发生相互作用，会对一些设备造成损坏，尤其是带有半导体器件的设备。其中，半导体器件受到辐照后包括两种效应：

第一、总剂量效应是积累辐射剂量的电离辐射效应，是半导体器件在其特性发生重大变化前所能承受的总吸收能量级。半导体器件长期处在辐照环境下，在其栅氧化层内部和界面处积累起陷阱电荷，这些电荷会导致半导体器件功能退化甚至失效，总剂量效应会引起晶体管阈值电压漂移、场氧边缘漏电増加、跨导减小、沟道和结漏电流増大甚至栅氧击穿等问题。

第二、剂量率效应是指高剂量率的γ射线和X射线入射半导体材料时，与半导体器件相互作用，激发出次级电子，并在材料内产生电子空穴对。剂量率效应主要是产生光电效应，引发较大的光电流，这些额外产生的光电流将会对数字电路造成逻辑功能的混乱、闩锁甚至烧毁，对于模拟电路，则会造成输出饱和、供电回路中的浪涌电流等，导致电路器件失效。

高能射线检测常用的场景是将射线源和高压调制器分离设置，其中，射线源安装在专用的辐射防护房间内，而高压调制器放置在另一房间，从而避免高压调制器被X射线照射。

随着调制器技术的发展，调制器发展为全固态调制器，尤其是感应叠加型固态调制器是将储能元件放置在变压器的初级，开关触发后初级电容放电通过分流比变压器升压，这种结构若通过数百米的高压电缆传输高压会造成脉冲波形产生畸变，不符合磁控管的输入要求，为此必须将调制器及机头放置在一起。

然而，在一些应用场合例如超大工件检测、核电站等户外现场检测时没有专门的屏蔽房间。调制器中的充电单元及控制单元均是由各种半导体元件组成，在户外现场检测过程中调制器受到X射线的辐照，X射线的照射会对调整器内半导体元件造成损坏，存在调制器工作异常甚至损坏的技术问题。

发明内容

为解决现有技术存在的调制器在户外情况下难以阻隔射线辐射的技术问题，本发明提出一种调制器射线屏蔽装置。

本发明的第一方面提供了一种调制器射线屏蔽装置，用于收纳调制器，调制器射线屏蔽装置包括：

下屏蔽体模块；

逐个叠合的至少二个中屏蔽体模块，所述中屏蔽体模块包括环形的屏蔽框架及分布于所述屏蔽框架的屏蔽管，所述中屏蔽体模块叠合于所述下屏蔽体模块，且所述中屏蔽体模块与所述下屏蔽体模块的结合部位相互嵌接；

上屏蔽体模块，扣设于所述中屏蔽体模块，所述中屏蔽体模块与所述上屏蔽体模块的结合部位相互嵌接；其中，

所述下屏蔽体模块、中屏蔽体模块及上屏蔽体模块的壁体内均包含有阻隔射线穿透的金属隔板，且所述金属隔板在相互嵌接的部位至少部分叠合。

在一实施例中，所述中屏蔽体模块和所述下屏蔽体模块之间的叠合部位呈互补的台阶结构。

在一实施例中，所述下屏蔽体模块包括相互配合的底托和底罩，所述金属隔板包括至少一块底隔板，所述底隔板铺设于所述底托，所述底罩罩设于所述底隔板并与所述底托连接，所述底罩和所述底隔板的边缘构成台阶结构，所述中屏蔽体模块压合于所述底罩的至少一级台阶结构。

在一实施例中，所述下屏蔽体模块还包括固定于所述底托的底台阶盖板，所述底台阶盖板和所述底托之间形成侧向安装槽，所述金属隔板包括至少两块底侧隔板，所述底侧隔板嵌设于所述侧向安装槽，所述底侧隔板压合于所述底罩的台阶面，所述中屏蔽体模块与所述底台阶盖板的台阶结构匹配压合。

在一实施例中，所述底侧隔板包括四块，四块所述底侧隔板依次交替连接形成环形，相邻两块所述底侧隔板的端部呈互补的台阶结构。

在一实施例中，所述中屏蔽体模块包括薄壁呈环形的中保持架，所述金属隔板包括组合成环形并嵌入所述中保持架的至少二块中侧隔板，所述中屏蔽体模块的两端分别构成第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部用于与所述下屏蔽体模块相互嵌接；或者，所述第一台阶部用于与相互叠加的另一个所述中屏蔽体模块的第二台阶部相互嵌接。

在一实施例中，所述中保持架的一端端部设置为中台阶部，所述中侧隔板在所述中保持架的另一端插入抵接匹配所述中台阶部的内侧壁。

在一实施例中，相邻两个所述中侧隔板的结合处呈互补的台阶结构。

在一实施例中，所述调制器射线屏蔽装置形成中空的射线屏蔽腔，所述屏蔽管装配于所述中屏蔽体模块相对两侧壁。

在一实施例中，所述上屏蔽体模块包括盖设于所述中屏蔽体模块的上盖体，所述金属隔板包括盖设于所述上盖体的顶隔板及嵌入所述上盖体的顶侧隔板，所述顶侧隔板及所述上盖体扣设于所述中屏蔽体模块，所述顶隔板的面积大于所述中屏蔽体模块的内孔区域面积。

在一实施例中，所述顶隔板扣设于所述上盖体。

在一实施例中，所述上屏蔽体模块还包括罩设于所述顶隔板的上罩体，所述上罩体的侧向边缘与所述上盖体的侧向边缘平齐。

本发明中下屏蔽体模块、多个中屏蔽体模块及上屏蔽体模块组合形成一个容纳调制器的屏蔽装置，通过内部嵌设的金属隔板全面阻隔射线透入，以保持调制器的工作及运行正常，不受射线影响。下屏蔽体模块、多个中屏蔽体模块及上屏蔽体模块均为模块化预制件，其可逐一搬运及装配，从而提高户外使用情况下组装灵活性。金属隔板围绕形成中空腔体结构，并在结合部位处形成迷宫式射线阻隔结构。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例的调制器射线屏蔽装置的示意图；

图2是本发明一实施例提供的下屏蔽体模块、中屏蔽体模块及上屏蔽体模块的组装示意图；

图3是本发明一实施例提供的调制器射线屏蔽装置的剖视示意图；

图4是图3中A处放大结构示意图；

图5是本发明一实施例中下屏蔽体模块的爆炸结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的中屏蔽体模块的结构示意图；

图7是图3中B处放大结构示意图；

图8是本发明一实施例提供的上屏蔽体模块的结构示意图；

图9是本发明一实施例提供的金属隔板的结合示意图。

图中：下屏蔽体模块10；底托11；底罩12；底隔板13；底台阶盖板14；侧向安装槽141；底侧隔板15；第一底支臂151；第二底支臂152；中屏蔽体模块20；屏蔽框架21；中保持架211；屏蔽管22；中侧隔板23；第一中支臂231；第二中支臂232；第一中台阶部233；第二中台阶部234；第一台阶部24；第二台阶部25；上屏蔽体模块30；上盖体31；顶壁311；顶侧壁312；环形凹槽313；上罩体32；顶隔板33；扣边331；顶侧隔板34；金属隔板40。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图4所示，本实施例提供一种调制器射线屏蔽装置，调制器射线屏蔽装置用于收纳调制器，以阻隔外部的射线透射，保持调制器的运行稳定。调制器射线屏蔽装置包括依次叠加的下屏蔽体模块10、逐个叠合的至少二个中屏蔽体模块20及上屏蔽体模块30，下屏蔽体模块10、中屏蔽体模块20及上屏蔽体模块30合围形成中空的射线屏蔽腔，该射线屏蔽腔用于容纳调制器。

中屏蔽体模块20包括环形的屏蔽框架21及分布于屏蔽框架21的屏蔽管22，中屏蔽体模块20叠合于下屏蔽体模块10。屏蔽管22用户引导调制器所连接线缆进出屏蔽装置，此外，屏蔽管22为管状空心结构，气流可沿屏蔽管22的孔洞流体，以构成对流，保持射线屏蔽腔内的温度稳定。优选地，屏蔽管22装配于中屏蔽体模块20相对两侧壁，以构成热对流效应，提高气流流通的顺畅性。可选地，屏蔽管22沿调制器射线屏蔽装置的高度方向分布多个。可选地，位于顶部的屏蔽管22不穿导线，以供气体流通。屏蔽管22呈管状凸出中屏蔽体模块20的表面，且屏蔽管22的出口远离射线屏蔽腔，可将调制器周边产生的热气流排出，保持射线屏蔽腔内部温度稳定且具有良好的防辐射性能。

中屏蔽体模块20包括至少二个，其中，中屏蔽体模块20的数量可逐层叠加，从而调节射线屏蔽装置的整体高度，以构建不同高度的射线屏蔽腔。可选地，中屏蔽体模块20为环形结构，中屏蔽体模块20的两端分别匹配搭接连接。其中，最底部的中屏蔽体模块20压合于下屏蔽体模块10，以使中屏蔽体模块20所形成的管状空间的底部封闭。上屏蔽体模块30扣设于最顶部的中屏蔽体模块20，以将中屏蔽体模块20所形成的管状空间的顶部封闭，构建密闭射线屏蔽腔。

在一实施例中，中屏蔽体模块20与下屏蔽体模块10的结合部位相互嵌接，中屏蔽体模块20与上屏蔽体模块30的结合部位相互嵌接。其中，下屏蔽体模块10、中屏蔽体模块20及上屏蔽体模块30的壁体内均包含有阻隔射线穿透的金属隔板40，且金属隔板40在相互嵌接的部位至少部分叠合。金属隔板40配置为对射线阻隔效果好的金属板材，例如，金属隔板40设置为铅板、钨板等对射线具有高阻隔效果的板材。值得一提的是，屏蔽管22采用与金属隔板40相同的材料制备的管结构件，同样具备阻隔射线透射的功能。

金属隔板40分布于下屏蔽体模块10、中屏蔽体模块20及上屏蔽体模块30的壁体内，并合围形成一个封闭的射线屏蔽腔，全方位隔绝外部射线透射至调制器的路径。其中，金属隔板40在相互嵌接的部位至少部分叠合，从而避免结合部位形成射线透射的缝隙。

在一可选地实施例中，金属隔板40可配置为凸台与凹槽的插接式嵌接结构。例如，在中屏蔽体模块20的一端设置有至少一个嵌入槽，另一端设置有对应匹配的嵌入凸台，下屏蔽体模块10设置有适配的嵌入凸台，上屏蔽体模块30设置有适配的嵌入槽。最底部的中屏蔽体模块20通过嵌入槽扣入抵接于下屏蔽体模块10设置有适配的嵌入凸台，上屏蔽体扣设于最顶端的中屏蔽体模块20的嵌入凸台，从而构成嵌接连接。并且，嵌接部分形成回廊式迷宫结构，以阻断射线透射路径。

在另一可选地实施例中，金属隔板40可配置为互补的台阶嵌接结构。例如，在中屏蔽体模块20的一端设置至少一阶台阶凹槽，另一端设置有对应匹配的台阶凸台，下屏蔽体模块10设置有适配的台阶凸台，上屏蔽体模块30设置有适配的台阶凹槽。最底部的中屏蔽体模块20通过台阶凹槽扣入抵接于下屏蔽体模块10设置有适配的台阶凸台，上屏蔽体扣设于最顶端的中屏蔽体模块20的台阶凸台，从而构成台阶嵌接连接。其中，台阶嵌接构成阶梯式迷宫结构，以阻断射线透射路径。

优选地，中屏蔽体模块20和下屏蔽体模块10之间的叠合部位呈互补的台阶结构，中屏蔽体模块20和下屏蔽体模块10相互抵接贴合，以方便两者装配连接。

如图3至图5所示，在一实施例中，下屏蔽体模块10包括相互配合的底托11和底罩12，底托11和底罩12构成中空的限定空间，该限定空间用于限定金属隔板40。金属隔板40包括至少一块底隔板13，底隔板13铺设于底托11，底罩12罩设于底隔板13并与底托11连接。底罩12和底托11共同限定底隔板13，并对底隔板13进行托举连接。可选地，底隔板13可设置为一个或者多个平铺而成。当底隔板13面积较大而难以搬运时，则底隔板13由至少两块组成。相邻两块底隔板13的结合面设置为相互搭接并互补的台阶结构，以构成阶梯式迷宫结构。作为优选，在下屏蔽体模块10、中屏蔽体模块20及上屏蔽体模块30的外侧设置有两个或四个或八个把手，以方便多人抬走搬运或者通过搬运设备辅助搬运。

底罩12和底隔板13的边缘构成台阶结构，中屏蔽体模块20压合于底罩12的至少一级台阶结构，以构成搭接部位的阶梯式迷宫结构。底罩12将底隔板13和中屏蔽体模块20分隔开，利用中屏蔽体模块20将底罩12及底隔板13压合于底托11，从而保持连接部位的紧密性。优选地，中屏蔽体模块20利用自重压紧下屏蔽体模块10，减少紧固件及简化连接机构，从而构成快速拆装结构。

在一可选地实施例中，底罩12和底隔板13构成板状结构，台阶结构自底罩12边缘向底托11边缘方向呈台阶状逐级外延。中屏蔽体模块20自底罩12的顶部扣入并压合于底罩12边缘的台阶结构，以构成围栏式阶梯迷宫结构，组装方便，并且将阶梯迷宫结构设置于下屏蔽体模块10的底部区域，阻断射线透射进入的路径。

在上述实施例的基础上进一步优化，其中，下屏蔽体模块10构成具有凹槽状安装空间，该安装空间用于安装及固定调制器的底部。下屏蔽体模块10的整体高度小，可方便调整调制器的安装位置。再将中屏蔽体模块20逐一扣入安装至下屏蔽体模块10，其中，调制器的引线可一一对应穿插至屏蔽管22，组装及穿线便捷。

优选地，下屏蔽体模块10还包括固定于底托11的底台阶盖板14，底台阶盖板14和底托11之间形成侧向安装槽141。底台阶盖板14为环形的薄壁结构件，其边缘与底托11的边缘固定连接。优选地，底台阶盖板14的边缘和底托11的边缘焊接连接。可选地，底台阶盖板14与底托11为一体结构，通过钣金工艺折弯后焊接形成的凹槽形框架结构。底台阶盖板14构成环绕底托11的侧壁，在底台阶盖板14和底托11的侧向方向上构成侧向安装槽141，该侧向安装槽141用于容纳金属隔板40，以构建阻隔射线穿透的阻挡层，同时，底台阶盖板14和底托11对金属隔板40构成支撑及限定，避免金属隔板40移位，以使得阻隔射线透射的接缝位置结构可控。

金属隔板40包括至少两块底侧隔板15，底侧隔板15嵌设于侧向安装槽141。底侧隔板15嵌设限定于侧向安装槽141，受到底台阶盖板14的支撑力支撑及限定，保持安装位置统一。底侧隔板15压合于底罩12的台阶面，底侧隔板15的内侧面朝向安装空间，其中，底侧隔板15的底部设置为匹配的台阶结构。如，底罩12设置有两级台阶面，则底侧隔板15设置有互补的两级台阶面。或者，底罩12设置有三级台阶面，则底侧隔板15设置有互补的三级台阶面。

中屏蔽体模块20与底台阶盖板14的台阶结构匹配压合，底侧隔板15对底台阶盖板14提供支撑力，同时也将中屏蔽体模块20的重力传递压合至底罩12及底隔板13，压合紧密度高。底侧隔板15的顶部设置为适配底台阶盖板14的台阶结构，在垂直于压合方向上，底侧隔板15的台阶部与中屏蔽体模块20的金属隔板40相互重叠，以构成多重阻隔射线的阶梯迷宫结构，阻隔效果好。

底侧隔板15可采用铅板制成，整体重量大。底侧隔板15的数量设置两块及以上，以降低搬运难度。优选地，相邻两个底侧隔板15的结合部位配置为互补的阶梯迷宫结构或者互相插接配合的回廊式迷宫结构，以构成分开搬运，又能组合成整体结构。

优选地，底侧隔板15包括四块，四块底侧隔板15依次交替连接形成环形，相邻两块底侧隔板15的端部呈互补的台阶结构。可选地，底侧隔板15组合形成矩形框架结构，每个底侧隔板15呈平板结构，其中，叠合部位位于底台阶盖板14的转角处。作为优选，底侧隔板15包括相交的第一底支臂151和第二底支臂152，第一底支臂151及第二底支臂152的末端均设置有台阶结构，该台阶结合为相邻的底侧隔板15相互搭接匹配，从而构成互补台阶结构。将底侧隔板15的搭接部位设置于直边部位，可提高底侧隔板15的加工便捷，并且搭接位置连接紧密度高，整体扭曲小。

如图4、图6和图9所示，在一实施例中，中屏蔽体模块20包括薄壁呈环形的中保持架211，金属隔板40包括组合成环形并嵌入中保持架211的至少二块中侧隔板23。中保持架211为稳定的环形结构，其位于中屏蔽体模块20的外侧，从而构成限定和支撑至少二块中侧隔板23的安装位置。可选地，中保持架211采用不锈钢材料制成，中侧隔板23采用铅板或钨板。

中屏蔽体模块20的两端分别构成第一台阶部24和第二台阶部25，可选地，第一台阶部24为内凹的台阶结构，第二台阶部25为外凸的台阶结构。当相邻两块中屏蔽体模块20相互叠加时，第一台阶部24与相互叠加的另一个中屏蔽体模块20的第二台阶部25相互嵌接。当最低层的中屏蔽体模块20叠合于下屏蔽体模块10时，则第一台阶部24与下屏蔽体模块10相互嵌接。具体地，第一台阶部24与底侧隔板15的台阶部互补嵌接。

中保持架211可配置为环形管状结构，以构成限定中侧隔板23的外周壁。在一可选地实施例中，中保持架211的一端端部设置为中台阶部，中侧隔板23在中保持架211的另一端插入抵接匹配中台阶部的内侧壁。具体地，中保持架211的一端设置向内凹的中台阶部，中保持架211的另一端设置为管状结构，中侧隔板23沿中保持架211的一端插入抵接至中台阶部，装配精度高。中侧隔板23和中保持架211互相张紧限定，既能方便中侧隔板23组合加工，又能保持稳定的结构特性。

中侧隔板23包括两个及以上，相邻两个中侧隔板23的结合处呈互补的台阶结构。作为优选，中侧隔板23包括四块，四块中侧隔板23依次交替连接形成环形，相邻两块中侧隔板23的端部呈互补的台阶结构。可选地，中侧隔板23组合形成矩形框架结构，每个中侧隔板23呈平板结构，其中，叠合部位位于底台阶盖板14的转角处。

作为优选，中侧隔板23包括相交的第一中支臂231和第二中支臂232，第一中支臂231的末端设置有第一中台阶部233，第二中支臂232的末端设置有第二中台阶部234，相邻的中侧隔板23的第一中台阶部233和第二中台阶部234相互搭接匹配，从而构成互补台阶结构。将中侧隔板23的搭接部位设置于直边部位，可提高中侧隔板23的加工便捷，并且搭接位置连接紧密度高，整体扭曲小。

如图3、图7和图8所示，上屏蔽体模块30用于封闭多个中屏蔽体模块20堆叠形成空间的顶部开口，以构成封闭的射线屏蔽腔。可选地，上屏蔽体模块30可配置为整块的金属隔板40，如整块的铅板、钨板等板材覆盖中屏蔽体模块20堆叠形成空间的顶部开口。可选地，金属隔板40由多块组合而成，以通过连接结构组合而成一体。

在一实施例中，上屏蔽体模块30包括盖设于中屏蔽体模块20的上盖体31，金属隔板40包括盖设于上盖体31的顶隔板33及嵌入上盖体31的顶侧隔板34，顶侧隔板34及上盖体31扣设于中屏蔽体模块20，顶隔板33的面积大于中屏蔽体模块20的内孔区域面积。顶侧隔板34环绕顶隔板33设置，顶侧隔板34在顶隔板33所处平面的投影与顶隔板33的边缘重合，并且，上盖体31限定和容纳顶隔板33及顶侧隔板34，以将顶侧隔板34及顶隔板33组合成一体。其中，上盖体31设置罩体结构，包括顶壁311和环绕顶壁311的顶侧壁312，顶隔板33压合于顶壁311，顶侧隔板34嵌设于顶侧壁312。优选地，顶壁311局部凹陷形成顶凹槽，顶隔板33限定于顶凹槽内。

顶侧壁312及顶侧隔板34的端部构成台阶结构，以嵌接连接于最顶部的中屏蔽体模块20。上屏蔽体模块30与中屏蔽体模块20的嵌接部分结构与下屏蔽体模块10与中屏蔽体模块20的嵌接部分结构基本相同，顶侧隔板34的结构与中侧隔板23的结构基本相同，可参照理解，再此不再赘述。

在一可选的实施例中，顶隔板33扣设于上盖体31，以限定上盖体31及顶侧隔板34。其中，顶壁311的边缘与顶侧壁312相交部位构成环形凹槽313，顶隔板33的周边凸出形成扣边331，扣边331扣入环形凹槽313，以构成整体覆盖结构，顶隔板33进一步加强顶侧隔板34的位置限定，同时也在顶隔板33和顶侧隔板34之间形成迷宫形结构。可选地，顶隔板33可设置为两块及以上，相邻两块顶隔板33之间设置有嵌接结构，该嵌接结构与底隔板13的嵌接结构相近似，可参照底隔板13的嵌接形式理解，在不再赘述。

在一可选的实施例中，上屏蔽体模块30还包括罩设于顶隔板33的上罩体32，上罩体32的侧向边缘与上盖体31的侧向边缘平齐。上罩体32为薄壁金属折弯或拉伸件，上罩体32罩设于顶隔板33，并且上罩体32的边缘弯曲延伸至上盖体31，以使边缘表面基本平齐，提高搬运及使用的便捷性。同时，顶隔板33位于上罩体32和上盖体31之间，具有稳定的空间，拆装便捷。

为了说明的目的，前述描述使用具体命名以提供对实施方案的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体细节即可实践实施方案。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对本文的具体实施方案的前述描述。这些描述并非旨在是穷举性的或将实施方案限制到所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可行的。另外，当在本文中用于指部件的位置时，上文和下文的术语或它们的同义词不一定指相对于外部参照的绝对位置，而是指部件的参考附图的相对位置。

此外，前述附图和描述包括许多概念和特征，其可以多种方式组合以实现多种有益效果和优点。因此，可组合来自各种不同附图的特征，部件，元件和/或概念，以产生未必在本说明书中示出或描述的实施方案或实施方式。此外，在任何特定实施方案和/或实施方式中，不一定需要具体附图或说明中所示的所有特征，部件，元件和/或概念。应当理解，此类实施方案和/或实施方式落入本说明书的范围。