CN102628952A - 放射线测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放射性测试仪，包括GM计量管，液晶显示电路，将外部电源电压进行升压的升压电路，跟随GM计数管的每次计数输出中断信号的高压稳定电路；根据该中断信号计算周围环境的放射性粒子平均值并控制液晶显示单元显示该平均值的控制电路；电压变换单元。该放射性测试仪由于是采用高压稳定电路根据GM计数管的计数值输出计数中断，从而计数稳定性高、反应速度快，且操作简便。

Description

放射线测试仪

技术领域

本发明涉及一放射性测试仪。

背景技术

随着放射性物质在各领域的应用，有必要采用放射线测试仪对环境的放射量进行测试。例如对未知区域的放射线巡检、环境实验室的放射线监测、环境污染调查、核医学科、室内环境及建材放射性检测、核安全应急等领域中，广泛应用了放射线测试仪。

目前的放射线测试仪是通过计数管对周围环境中的放射性粒子进行采集计数，计数管将累计计数数值送入单片机，由单片机输出的液晶屏进行直观显示。但其存在反应速度慢的缺陷，例如：

1.测试模式开启时，需较长时间才可精确且稳定的检测环境中的放射性粒子数值并显示；

2.将放射性测试仪从一个辐射较弱环境变换到一个辐射较强环境时，可精确检测环境中的放射性粒子数值的时间较长。

发明内容

针对目前的放射线测试仪存在的上述问题，本发明提出了一放射性测试仪。本发明的放射线测试仪是采用单片机自动拾取GM计数管的计数中断并显示计数值，具体是：

一种放射性测试仪，包括：液晶显示电路；将外部电源电压进行升压的升压电路；连接GM计数管及升压电路，跟随GM计数管的每次计数输出中断信号的高压稳定电路；连接高压稳定电路，根据该中断信号计算周围环境的放射性粒子平均值并控制液晶显示单元显示该平均值的控制电路；连接控制电路、报警电路、液晶显示电路，向控制电路、报警电路、液晶显示电路供电的电压变换单元。

该放射性测试仪还可包括：连接控制电路，采样电源电压并输出给控制电路的电压采样电路。

该放射性测试仪还可包括：连接控制电路，在平均值超过一定值时由控制电路控制发出提示的报警电路。

上述电路在工作时，控制电路中的计数器对高压稳定电路输出的中断信号进行计数并存储，控制电路每隔一间隔时间读取计数器内的计数值，并以30秒为单位进行累加计算，之后进行单位换算后，通过液晶显示电路实时显示每秒计数值及累加计数值。

进一步，若控制电路单位转换后的每秒计数值超过上限值，则对计数器清零，并控制报警电路发出报警提示。

上述电路中，控制电路还将电压采样电路采样的电源电压与一标准电压进行比较，当电源电压低于标准电压时，通过液晶显示电路以电量格或数字的形式显示当前电源电压为低电量。

本发明的该放射性测试仪由于是采用高压稳定电路根据GM计数管的计数值输出计数中断，从而计数稳定性高、反应速度快，且操作简便。

附图说明

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明：

图1为本发明的放射性测试仪原理图。

图2为图1中高压稳定电路的电路图。

图3为图1中升压电路的电路图。

图4为图1中控制电路的电路图。

图5为图1中电压变换电路的电路图。

图6为图1中连接液晶显示电路的电路和电压采样电路的电路图。

图7为图1中报警电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的放射性测试仪中每一部分的电路结构。

如图2所示，高压稳定电路包括：串联连接的稳压管D1、稳压管D2、稳压管D3和稳压管D4，电阻R1，接口J1，电阻R2、电阻R4、三极管Q1。高压稳定电路通过接口J1连接GM计数管，接口J1的一引脚1通过电阻R1连接升压电路的输出，接口J1的另一引脚2通过电阻R2和电阻R4连接三极管Q1基极，三极管Q1集电极连接控制电路。

稳压管D1、稳压管D2、稳压管D3和稳压管D4分别的耐压值为100V，则串联后可提供400V的耐压，保证输出高压一直维持在400V。该电路工作时，接口J1的引脚1和引脚2分别接通GM计数管的正、负极，GM计数管计数时从负极输出微弱的脉冲电压，使得J1的引脚1和引脚2接通，三极管Q1导通，三极管Q1的集电极GMout在脉冲电压持续时间内输出低电平给控制电路，控制电路据此低电平进行计数累计。

如图3所示，升压电路包括：由三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5构成的推挽式功率放大电路，电压转换器T1，以及由二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8构成的整流电路。输入电压VCC驱动推挽式功率放大电路输出电压到电压转换器T1的初级线圈，T1的次级线圈输出的电压经整流桥整流后，经输出端Vout输出100V到400V的电压给高压稳定电路。该电压范围由该电路中的负载电阻和输入电压VCC的值决定，通过调整负载电阻的频率即可获得400V以上的电压。

如图4所示，控制电路包括一单片机芯片U1及其外围电路。

如图5所示，电压变换电路包括：稳压芯片U2，稳压芯片U2的输入引脚Vin连接三极管Q9的发射极，三极管Q9的集电极连接9V直流电，三极管Q9的基极连接三极管Q8的基极，三极管Q8的发射极连接三极管Q9的发射极，三极管Q8的基极通过电阻R17和一电容连接三极管Q6的集电极，该电容与电阻R17连接的一端连接电源板总开关的一端；三极管Q6的基极通过电阻R14连接控制电路，三极管Q6的发射极连接三极管Q7的发射极，三极管Q7的基极连接电源板总开关的另一端，三极管Q7的集电极连接控制电路。稳压芯片U2的输出引脚Vout输出+5V直流电给控制电路和液晶显示电路，并通过电阻R18和发光二极管D9输出到报警电路。稳压芯片U2的输出引脚Vout还连接稳压芯片U3的输入引脚Vin，稳压芯片U3的输出引脚输出+3V直流电后，输出给升压电路。稳压芯片U2的型号是HT7530，稳压芯片U3的型号是HT7550。

该电路开机时，用户开启电源板总开关，则PW1与PW2接通，三极管Q7的集电极IO1in向控制电路输出低电平，控制电路据此将I02in置低，电源处于开启状态；当关机时，用户关闭电源板总开关，则PW1与PW2断开，三极管Q7的集电极IO1in向控制电路输出高电平，控制电路据此将I02in置高，电源关闭。

如图6所示，连接液晶显示电路的电路包括一128*64显示屏标准串行信号接口J4。

电压采样电路包括：电阻R20、电阻R21和电源计量模块接口J3，电源计量模块接口J3通过电阻R20和电阻21接地，电阻R21与电阻R20连接的一端AD1连接控制电路，以向控制电路输出电源的采样电压。

另外，由电容C18、电容C19和晶振Y构成单片机的晶振电路，晶振Y采用6M晶振，以提高单片机计量精确度。

如图7所示，报警电路包括：三极管Q11和蜂鸣器U4，三极管Q11的基极连接控制单元，三极管Q11的发射极连接电压变换电路，三极管Q11的集电极连接蜂鸣器U4的正极，蜂鸣器U4的负极接地。

上述电路在工作时，控制电路中的计数器对高压稳定电路输出的中断信号进行计数并存储，控制电路每隔10ms读取计数器内的计数值，并以30秒为单位进行累加计算，之后将计数值从CPS单位换算到CPM单位，还将CPM单位换算到Usv(微西弗)单位，通过液晶显示电路实时显示每秒计数值及累加计数值。若每秒计数值超过上限值，则对计数器清零，并控制报警电路发出报警提示，使得在进入辐射量较大的区域时，能够尽早的发出报警提示。该上限值对应的CPS单位下的数值为8CPS。

当控制电路将CPM单位换算到Usv(微西弗)单位时，其换算过程可表示为：Y＝Kx，其中的Y是Usv单位计数值，K是补正参数，x是CPM单位计数值。为了更好的为了更好的形成计数曲线，此处K分成了不同的阶段，在进行定标时采取了阶段性的定标。由于补正已经分成了阶段K1，K2。。。。。Kn，因此曲线的参数K有很多个。

Claims (10)

1.一种放射性测试仪，包括GM计量管，其特征在于还包括：

液晶显示电路；

将外部电源电压进行升压的升压电路；

连接GM计数管及升压电路，跟随GM计数管的每次计数输出中断信号的高压稳定电路；

连接高压稳定电路，根据该中断信号计算周围环境的放射性粒子平均值并控制液晶显示单元显示该平均值的控制电路；

连接控制电路、报警电路、液晶显示电路，向控制电路、报警电路、液晶显示电路供电的电压变换单元。

2.根据权利要求1所述的放射性测试仪，其特征在于还包括：连接控制电路，采样电源电压并输出给控制电路的电压采样电路。

3.根据权利要求2所述的放射性测试仪，其特征在于还包括：连接控制电路，在平均值超过一定值时由控制电路控制发出提示的报警电路。

4.根据权利要求3所述的放射性测试仪，其特征在于控制电路中的计数器对高压稳定电路输出的中断信号进行计数并存储，控制电路每隔一定时间读取计数器内的计数值，并以30秒为单位进行累加计算，之后进行单位换算后，通过液晶显示电路实时显示每秒计数值及累加计数值。

5.根据权利要求4所述的放射性测试仪，其特征在于若控制电路单位转换后的每秒计数值超过上限值，则对计数器清零，并控制报警电路发出报警提示。

6.根据权利要求3所述的放射性测试仪，其特征在于控制电路将电压采样电路采样的电源电压与一标准电压进行比较，当该电源电压低于该标准电压时，通过液晶显示电路显示当前电源电压为低电量。

7.根据权利要求3所述的放射性测试仪，其特征在于高压稳定电路包括：串联连接的稳压管D1、稳压管D2、稳压管D3和稳压管D4，电阻R1，接口J1，电阻R2、电阻R4、三极管Q1；高压稳定电路通过接口J1连接GM计数管，接口J1的一引脚通过电阻R1连接升压电路的输出，接口J1的另一引脚通过电阻R2和电阻R4连接三极管Q1基极，三极管Q1集电极连接控制电路；

升压电路包括：由三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5构成的推挽式功率放大电路，电压转换器T1，以及由二极管D5、二极管D6、二极管D7和二极管D8构成的整流电路。

8.根据权利要求7所述的放射性测试仪，其特征在于控制电路包括一单片机芯片U1及其外围电路；

电压变换电路包括稳压芯片U2，稳压芯片U2的输入引脚Vin连接三极管Q9的发射极，三极管Q9的集电极连接9V直流电，三极管Q9的基极连接三极管Q8的基极，三极管Q8的发射极连接三极管Q9的发射极，三极管Q8的基极通过电阻R17和一电容连接三极管Q6的集电极，该电容与电阻R17连接的一端连接电源板总开关的一端；三极管Q6的基极通过电阻R14连接控制电路，三极管Q6的发射极连接三极管Q7的发射极，三极管Q7的基极连接电源板总开关的另一端，三极管Q7的集电极连接控制电路；稳压芯片U2的输出引脚Vout输出+5V直流电给控制电路和液晶显示电路，并通过电阻R18和发光二极管D9输出到报警电路；稳压芯片U2的输出引脚Vout还连接稳压芯片U3的输入引脚Vin，稳压芯片U3的输出引脚输出+3V直流电后，输出给升压电路。

9.根据权利要求8所述的放射性测试仪，其特征在于电压采样电路包括：电阻R20、电阻R21和电源计量模块接口J3，电源计量模块接口J3通过电阻R20和电阻R21接地，电阻R21与电阻R20连接的一端A连接控制电路，以向控制电路输出电源的采样电压。

10.根据权利要求9所述的放射性测试仪，其特征在于报警电路包括三极管Q11和蜂鸣器U4，三极管Q11的基极连接控制单元，三极管Q11的发射极连接电压变换电路，三极管Q11的集电极连接蜂鸣器U4的正极，蜂鸣器U4的负极接地。

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