CN104216001A - 一种高湿气体取样辐射监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核辐射探测技术领域，提供一种适合于高湿气体放射性测量的取样式辐射监测装置，包括辐射测量仪、气体取样回路，所述气体取样回路上设有2路冗余的除湿器，2路除湿器互为冗余，每个除湿器与4个电磁阀相连，使用电磁阀进行切换。通过电磁阀的开关保证一个除湿器位于辐射测量仪的前部气路，一个除湿器位于辐射测量仪的后部气路，所述辐射测量仪进气口前设有用于加热管路中取样气体的电伴热装置，所述电磁阀、电伴热装置均与温湿度控制箱相连。本发明装置可在不降低灵敏度的同时对高湿气体进行有效的辐射测量，同时运行时没有放射性冷凝水的就地排放，设备稳定可靠，运行保养方便。

Description

一种高湿气体取样辐射监测装置

技术领域

 本发明涉及核辐射探测技术领域，具体涉及一种适合于高湿气体放射性测量的取样式辐射监测装置。

背景技术

气体取样辐射监测装置是使用非常广泛的一类辐射探测器，基本原理是利用抽气泵或者风机通过取样管道将环境比较严酷或者人员难以接近区域的待测气体抽取到指定的区域，从而在和缓环境中利用专门的辐射探测器测量取样气体中的放射性物质含量，监测待测区域是否发生放射性污染，从而判断取样区域相关的核工艺（含辐射）是否发生异常，工作人员是否有可能受到辐照伤害。由于气体取样测量的方式确保了辐射探测器所在区域远离待检测区域，因此探测性能不会受到取样区域恶劣环境（高辐射本底、高温高湿、高海拔、高电磁干扰等）的影响，可确保快速响应和辐射测量的准确性。

放射性气体测量仪表一般使用流气式电离室，这种辐射探测器将取样气体直接抽取到内部，将取样气体作为工作气体位于2个电极之间，取样气体中的辐射电离出的次级离子直接被电极接收后输出电信号，因此这种气体辐射探测器灵敏度高，探测下限比其他类型的辐射探测器高很多。但这种探测器的一个问题是其内部利用取样气体作为工作气体，同时利用裸露在取样气体中的绝缘子隔绝高压级，因此探测器很容易受到取样气体湿度的干扰，当取样气体湿度过大时（如大于80%）,取样气体内含有大量的水分子,导致流气式电离室的绝缘性大为降低,漏电流变大,噪声迅速增加,设备的灵敏度严重降低,测量结果大幅度失真,甚至导致严重的超阈值测量事件,触发误报警,给设备的正常运行和维护带来巨大问题。而在诸如核电站的核设备中，很多工艺厂房内大气环境空气湿度都很大（如房间内还有水池或者地坑水），同时当外界大气环境湿度增加时（如阴天或下雨天），和外界有大气通风的厂房房间内的空气湿度也会大大增加，从这些房间中抽取空气进行测量时，取样气体中的高湿度水平就会严重干扰放射性气体的正常测量。

当在辐射测量仪表前加入一般常用的除湿设备对取样气体进行除湿时，又会有放射性冷凝水的产生，放射性冷凝水不能就地排放，需要人工接引或者利用专门的管道引流到放射性污水罐中，严重增加了设备的复杂度和维护保养的难度。

发明内容

为了克服上述困难，本发明提供了一种高湿气体取样辐射监测装置，可在不降低灵敏度的同时对高湿气体进行有效的辐射测量，同时运行时没有放射性冷凝水的就地排放，设备稳定可靠，运行保养方便。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种高湿气体取样辐射监测装置，包括辐射测量仪、气体取样回路，所述气体取样回路上设有2路冗余的除湿器，2路除湿器互为冗余，每个除湿器与4个电磁阀相连，使用电磁阀进行切换。通过电磁阀的开关保证一个除湿器位于辐射测量仪的前部气路，一个除湿器位于辐射测量仪的后部气路，所述辐射测量仪进气口前设有用于加热管路中取样气体的电伴热装置，所述电磁阀、电伴热装置均与温湿度控制箱相连。

在上述技术方案中，所述除湿器中使用蜂巢状硅胶作为吸湿介质对取样气体进行除湿，这种结构硅胶的比表面积大，对取样气体的除湿能力强，对于90%以上的高湿气体可将湿度降低到60%以下。除湿器内部自带加热组件，需要时可加热除湿介质恢复其吸湿能力。

在上述技术方案中，所述电伴热装置中设有电伴热线，所述电伴热线和管路平行排列，通过扎紧胶带固定在管路上，外部使用保温棉包覆。

装置工作时，辐射测量仪所连接的气路前部的除湿器对取样的高湿气体进行除湿作业，干燥后的取样气体在被电伴热装置加热温度升高后送入辐射测量仪（流气式电离室）中测量取样气体的放射性含量。辐射测量仪所连接气路后部的除湿器进行脱湿作业，在电气控制下利用内部的加热组件使得已经吸收饱和的吸湿介质脱水后恢复吸湿能力，产生的水蒸气随着辐射探测器的出气排出到核设施的排气系统中或者返回取气的厂房区域。当前部的除湿器中吸湿介质吸湿量接近饱和时，利用电磁阀将后部的除湿器切换到辐射监测仪前部进气气路并投入除湿工作，原前部气路上的除湿器切换到辐射监测仪后部气路上并利用内部加热器恢复其吸湿能力。如此循环，在将取样气体送入辐射测量仪前对气体不间断的除湿和加热，保证流气式电离室对放射性气体测量的高灵敏度，从而确保整个辐射监测装置对高湿度气体的高灵敏度放射性测量能力。

在上述技术方案中，装置还配置有温湿度控制箱，所述温湿度控制箱，通过电缆连接多个外部组件：连接8个电磁阀，通过内部电气逻辑控制电磁阀的通断从而切换除湿器在气路中的相对位置；连接电伴热装置电源盒，提供加热电源；连接除湿器中加热组件，提供加热电源；连接管路中的温湿度传感器，提供电源并显示测量结果；其主要作用是对电磁阀的切换逻辑、除湿器的内部加热组件、电伴热装置进行控制，同时结合气体温度和湿度传感器实时显示进入辐射监测仪前的取样气体温度和湿度状态。

本发明一种高湿气体取样辐射监测装置，结构简单、操作方便，用于解决取样气体湿度过大时辐射测量仪表性能下降，进而导致测量不准确甚至触发误报警的现实使用难题。通过电磁阀切换控制2个除湿器轮流工作，使用蜂巢硅胶作为除湿介质；使用电伴热组件对除湿后的气体进行加热，结合温度传感器和温度开关实现加热温度的自动控制；利用装置排气带走水蒸气，可自动恢复除湿器的除湿能力，不需要额外的放射性污水排水管道；使用流气式电离室测量放射性气体含量，响应快，灵敏度高，可在不降低灵敏度的同时对高湿气体进行有效的辐射测量，同时运行时没有放射性冷凝水的就地排放，设备稳定可靠，运行保养方便。

附图说明

图1是本发明高湿气体取样辐射监测装置的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本实施例提供一种高湿气体取样辐射监测装置，在抽气泵提供动力下取样气体从取样入口进入装置，经过除湿器除湿，气体湿度降低，然后气体被电伴热装置加热，气体温度升高后进入辐射测量仪（流气式电离室）中测量其中的放射性气体含量，最后气体由取样出口排出装置。

图1中部件1为电磁阀,共有8个电磁阀，用来控制2个除湿器在气路中的位置，共分为2组，4个电磁阀1组，通过轮流通电控制投入除湿工作的除湿器位于辐射测量仪表所在气路的前部，吸湿饱和的除湿器位于辐射监测仪表所在气路的后部。

部件2和部件3为除湿器，内部含有蜂巢硅胶用来吸收进气中的水蒸气，蜂巢硅胶极大的比表面积可以使得硅胶与取样空气充分接触,从而保证对快速流过的空气进行有效的除湿。除湿器中还含有加热组件，经加热组件加热后的空气通过蜂巢硅胶时将硅胶中吸附的水分带走，恢复硅胶的吸湿能力。

所述部件2除湿器通过电磁阀Eva8与取样进口相连，通过电磁阀Eva7与取样出口相连，通过Eva4与辐射测量仪的前部气路相连，通过Eva3与辐射测量仪的后部气路相连；所述部件3除湿器通过电磁阀Eva6与取样进口相连，通过电磁阀Eva5与取样出口相连，通过Eva2与辐射测量仪的前部气路相连，通过Eva1与辐射测量仪的后部气路相连。当电磁阀Eva8、Eva4、 Eva1、Eva5打开时，部件2除湿器位于辐射测量仪表所在气路的前部投入除湿工作，部件3除湿器位于辐射监测仪表所在气路的后部吸湿饱和；当电磁阀Eva6、Eva2、 Eva3、Eva7打开时，部件3除湿器位于辐射测量仪表所在气路的前部投入除湿工作，部件2除湿器位于辐射监测仪表所在气路的后部吸湿饱和。

部件4为取样管路，装置的所有取样管路都采用316L的不锈钢材质，提高设备耐腐蚀能力。

部件5为不锈钢弯管，将不锈钢管弯曲后平行排列，在有限的空间内延长管路长度，和电伴热线配合使用以达到加热气体的目的。

部件6为电伴热线，和弯管平行排列，通电时迅速散发热量加热管路中的取样气体，电伴热线使用扎紧胶带固定在弯管上，外部使用保温棉（玻璃纤维）包覆，提高加热效果。

部件7为电伴热线的电源首盒，从温湿度控制箱中取电后给电伴热线提供电源。

部件8为电伴热线的电源尾盒，尾盒连接电伴热线，固定并隔离保护电伴热线中的电源芯线。

部件9为温湿度传感器，测量经过除湿和加热后的取样气体的温湿度状态，并把测量结果发送到温湿度控制箱中显示。

部件10为温湿度控制箱，通过电缆连接多个外部组件：连接8个电磁阀，通过内部电气逻辑控制电磁阀的通断从而切换除湿器在气路中的相对位置；连接电伴热电源盒，提供加热电源；连接除湿器中加热组件，提供加热电源；连接温湿度传感器，提供电源并显示测量结果，通过温度传感器和内部的温度开关实现加热温度的自动控制。

部件11为抽气泵，当整个装置提供取样动力，抽气泵采用隔膜式抽气泵，可连续24小时不间断运行。

部件12为压力计，可实时显示进入辐射测量仪表前的取样气体压力状态，为放射性测量结果的压力修正提供数据参考（测量结果需要换算到标况常压下）。

部件13为真空保护阀，当抽气泵前真空度过高时，真空保护阀自动打开从外界大气环境抽取空气，防止泵前压力过小负载过大损坏抽气泵。

部件14为辐射测量仪，采用流气式电离室测量取样气体中的放射性气体含量，流气式电离室灵敏度高，响应好。

部件15为手动截止阀，根据需要可以切断整个取样回路。

部件16为流量计,实时测量取样气体流量,采用质量流量计,测量流量值不受取样气体压力和温度影响。

部件17为电气箱,从外部引入动力电源，对抽气泵进行控制,显示抽气泵运行时间，提供抽气泵自动/手动/停止切换旋钮开关。

部件18为就地信号处理装置，对辐射测量仪表的辐射信号进行处理和显示，处理压力计和流量计的4~20mA输入信号，实现抽气泵的自动控制。

部件19为电气接线箱，从外部引入工作电源，实现线路的转接，对外提供：1路RS485通讯接口，2路模拟量输入接口，2路模拟量输出接口，3路开关量输出接口。

Claims (5)

1.一种高湿气体取样辐射监测装置，包括辐射测量仪、气体取样回路，其特征在于：所述气体取样回路上设有2路冗余的除湿器，2路除湿器互为冗余，每个除湿器与4个电磁阀相连，通过电磁阀的开关轮流切换，保证一个除湿器位于辐射测量仪的前部气路，一个除湿器位于辐射测量仪的后部气路；所述辐射测量仪进气口前设有用于加热管路中取样气体的电伴热装置，所述电磁阀、电伴热装置均与温湿度控制箱相连。

2.根据权利要求1所述的高湿气体取样辐射监测装置，其特征在于：所述除湿器内部设有用来吸收进气中的水蒸气的蜂巢硅胶和用于恢复硅胶的吸湿能力的加热组件。

3.根据权利要求1所述的高湿气体取样辐射监测装置，其特征在于：所述第一除湿器通过电磁阀Eva8与取样进口相连，通过电磁阀Eva7与取样出口相连，通过Eva4与辐射测量仪的前部气路相连，通过Eva3与辐射测量仪的后部气路相连；所述第二除湿器通过电磁阀Eva6与取样进口相连，通过电磁阀Eva5与取样出口相连，通过Eva2与辐射测量仪的前部气路相连，通过Eva1与辐射测量仪的后部气路相连。

4.根据权利要求1所述的高湿气体取样辐射监测装置，其特征在于：所述电伴热装置中设有电伴热线，所述电伴热线和管路平行排列，通过扎紧胶带固定在管路上，外部使用保温棉包覆。

5.根据权利要求1所述的高湿气体取样辐射监测装置，其特征在于所述温湿度控制箱，通过电缆连接多个外部组件：连接8个电磁阀，通过内部电气逻辑控制电磁阀的通断从而切换除湿器在气路中的相对位置；连接电伴热装置电源盒，提供加热电源；连接除湿器中加热组件，提供加热电源；连接管路中的温湿度传感器，提供电源并显示测量结果。