[0001] 本发明涉及探测器技术领域，具体涉及一种具有室内定位功能的新型多探测器复合的辐射报警设备。

[0002] 辐射是一种能量，它是以波的形式进行传播。辐射剂量亦简称剂量，是指单位时间内的照射剂量。人体长时间暴露在辐射剂量超标的辐射环境中，会使机体的免疫功能下降，甚至会导致一些慢性疾病的发生。现有的辐射剂量率仪有多种，可以对环境辐射剂量进行测量。

[0003] 室内定位技术是一项关键技术，用于确定人们和设备在建筑物内的准确位置。在紧急情况下，室内定位技术可以帮助准确找到被辐射剂量高的设备的位置，有助于优化设备维护和安全管理。但是，现有的辐射剂量率仪在室内定位环境中的性能不稳定，可能由于电磁干扰、多径传播等因素导致数据误差。并且，现有的辐射剂量率仪主要关注辐射水平测量，缺乏室内定位功能，通常设计用于特定频率范围，难以适应多频段的4G信号传输和室内定位需求，而室内定位对于应急响应和建筑物管理至关重要。

[0017] 为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的技术方案的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

[0018] 本实施例提供了一种具有室内定位功能的新型多探测器复合的辐射报警设备，如图1所示，该报警设备包括处理器、报警模块、通讯模块，按键模块、显示模块、存储模块、时钟模块、供电模块以及两种不同类型的探测器模块。报警模块、通讯模块，按键模块、显示模块、存储模块、时钟模块、供电模块以及两种不同类型的探测器模块均连接该处理器。其中，两种不同类型的探测器模块分别为一个闪烁体探测器模块和一对高低量程的半导体探测器模块。

[0019] 如图2所示，闪烁体探测器模块由高压电路、闪烁体探测器和信号处理电路组成。碘化铯探测器是指碘化铯探测器。信号处理电路由同相放大电路所构成的信号采集电路和脉冲比较器构成。在工作过程中，信号处理电路将采集到的碘化铯探测器的SIPM信号输入到脉冲比较器中转换为脉冲信号输入到处理器。

[0020] 如图3所示，每个半导体探测器模块由PIN二极管阵列、电荷灵敏前置放大器、多级放大器、比较器组成，PIN二极管阵列由PIN光电二极管构成。在工作过程中，PIN二极管阵列捕捉到辐射信号产生电荷信号后由电荷灵敏前置放大器将微弱的电荷信号转换为电压脉冲信号，再将微弱的电压脉冲信号通过多级放大器放大到所需的幅度，然后利用比较器将电压脉冲过滤后转换为矩形脉冲传入处理器。

[0021] 半导体探测器模块具有如下优势：1、高灵敏度：PIN光电二极管具有很高的灵敏度，能够探测微弱的光信号，并快速响应，响应时间很短，通常在纳秒级别。2、低噪声：由于PIN光电二极管的I区是纯净硅，没有掺杂杂质，PIN光电二极管的噪声水平较低，这使得它们在低信号水平下的应用中能够提供较高的信噪比。3、低工作电压：相比其他光电探测器，PIN光电二极管的工作电压较低，一般在几伏至十几伏之间，这降低了设备的功耗和电源要求。4、结构简单：PIN光电二极管的结构相对简单，由P区、I区和N区组成，这使得它们易于制造和集成到其他系统中。5、可靠性和耐用性：PIN光电二极管通常具有较长的使用寿命，并且对环境条件的变化具有较好的适应性。6、低成本：相对于一些其他高性能光电探测器，PIN光电二极管具有较低的制造成本，从而降低了设备整体的成本。

[0022] 处理器也即MCU采用STM32L0系列低功耗单片机，该单片机的多组时钟外部输入连接上述两种不同类型的探测器模块，同时实现两种不同类型的探测器模块的脉冲计数，并通过内部算法实现脉冲计数转换。在工作过程中，单片机采集三路脉冲信号分别进行数据处理，判断当前剂量率量程范围，实现自动量程切换，保持切换期间三路探测器在线状态。具体量程切换逻辑为：单片机实时检测三路数据，数据上升时，以当前量程的较大量程（最大量程不进行量程进位）为判断依据进行切换，当下一量程进入线性数据区域时自动切换至下一量程；数据下降时以当前量程自身为判断依据，当数据脱离线性区时切换至上一量程。同时，如图1所示，该单片机还连接时钟模块，该时钟模块由RTC时钟构成。设备内置室内定位芯片，实时获取当前设备距离附近同频段基站位置（预先部署），通过距离计算当前在室内的相对坐标（部署基站时人为标定的坐标系）；室外通过GPS获取定位，从而确定设备坐标位置。

[0023] 如图1所示，存储模块为FLASH模块，用于存储设备坐标位置与对应坐标位置的辐射数据等信息。通讯模块为4G信号传输模块，该4G信号传输模块还用于通信连接物联网平台，用于将存储于FLASH模块中的坐标位置与对应坐标位置的辐射数据等信息实时上报给物联网平台。由于4G模块使用4G网络，可以提供更快的数据传输速度，便于管理者能够更快地了解用户每台设备的实时辐射剂量率。报警模块由报警器构成，该报警器可以通过声音、LED光或者震动来实现远程监测报警功能。

[0024] 另外，显示模块为OLED屏幕，按键模块为薄膜按键，对于存储在FLASH模块中的坐标位置与对应坐标位置的辐射数据等信息，可以通过该薄膜按键和OLED屏幕进行交互读取显示。供电模块由可以通过Type‑c端口充电的锂电池和多电压电源转换电路构成。

[0025] 上述的高灵敏辐射报警设备通过将闪烁体探测器模块和半导体探测器模块相结合，构成复合式探测器，复合式探测器在单一闪烁体探测器的基础上，借由半导体探测器对高剂量率辐射的探测能力极大的拓宽了探测器量程范围、提高了探测器探测上限。

[0026] 该高灵敏辐射报警设备能够同时测量4G信号的辐射剂量并进行设备或者人员的室内定位，通过将两种功能集成在一个设备中，可以提供全面的信息。该高灵敏辐射报警设备采用高度抗干扰的设计，以确保在4G传输和室内定位环境中的性能稳定性。该高灵敏辐射报警设备能够覆盖更广泛的频率范围，以适应不同4G频段的信号测量需求，这将提高其适用性和多功能性。通过对比已有辐射剂量率仪和定位设备的性能数据，可以证明该高灵敏辐射报警设备在这两个方面的性能明显优于分开使用不同设备的情况。该高灵敏辐射报警设备具有更高的室内定位精度，可以在建筑物内部提供更准确的位置信息，提高了安全性和管理效率。该高灵敏辐射报警设备通过一体化设计减少了设备数量和复杂性，降低了成本，提高了便携性。通过进行成本效益分析以及与多台设备组合使用时的性能比较，可以证明该高灵敏辐射报警设备的一体化设计的优势。

[0027] 需要说明的是：以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。