CN108267774A - 一种便携式放射性检测仪 - Google Patents

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吕海泉
蔡晓波
程静
付广
柏林
王倞豪
段敬彬
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Abstract

本发明涉及放射性物质检测技术领域，特别涉及一种放射性检测仪。一种便携式放射性检测仪，它包括：安装在壳体内的：高压电源、GM计数管、信号处理电路、显示屏、微处理器、存储器以及电源管理电路；电源管理电路用于向微处理器以及高压电源供电；高压电源用于产生高压供GM计数管使用；GM计数管用于检测放射性粒子并以脉冲信号形式向信号处理电路输出；信号处理电路对GM计数管输入的脉冲信号进行处理，并转换成可被微处理器识别的方波信号；微处理器对信号处理电路输入的方波信号进行计数、修正，并将修正后的计数值转变为吸收剂量率；显示屏用于显示吸收剂量率；存储器用于保存设置以及累计剂量。本发明反应快速、测量精确、轻便小巧、便于携带。

Description

一种便携式放射性检测仪
技术领域
本发明涉及放射性物质检测技术领域，特别涉及一种放射性检测仪。
背景技术
核辐射事故及核辐射恐怖事件具有突发性，一旦发生大量的放射性物质泄漏，会对工作人员周围公众及环境造成严重影响，社会影响巨大，经济损失严重。核事故辐射环境检测是辐射防护应急以及核安全的一个重要组成部分，是确保核科学技术得到长足发展的一个重要环节。其中便携式放射性检测仪的应用在其中起着重要作用。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于进行环境的放射性检测的便携式放射性检测仪。
本发明的技术方案是：一种便携式放射性检测仪，它包括：安装在壳体内的：高压电源、GM计数管、信号处理电路、显示屏、微处理器、存储器以及电源管理电路；
电源管理电路连接微处理器以及高压电源，用于向微处理器以及高压电源供电；
高压电源与GM计数管相连，用于产生高压供GM计数管使用；
GM计数管与信号处理电路相连，GM计数管用于检测放射性粒子并以脉冲信号形式向信号处理电路输出；
信号处理电路与微处理器相连，对GM计数管输出的脉冲信号进行处理，并转换成可被微处理器识别的方波信号；
微处理器对信号处理电路输出的方波信号进行计数、修正，并将修正后的计数值转变为吸收剂量率；
显示屏与微处理器相连，用于显示吸收剂量率；
存储器与微处理器相连，用于保存设置以及累计剂量。
进一步的，检测仪还可以包括：安装在壳体内的充电保护电路；充电保护电路与电源管理电路连接，用于在电源管理电路供电时对其进行保护。
进一步的，检测仪还可以包括：声光报警器；声光报警器与微处理器相连，微处理器内设定有报警阈值，当吸收剂量率超出报警阈值，声光报警器则发出报警信号；声光报警器采用发光LED与蜂鸣器双重报警。
进一步的，检测仪还可以包括：安装在壳体内的通讯模块；通讯模块与微处理器相连，用于将吸收剂量率上报至上位机。
进一步的，检测仪还可以包括：输入装置；输入装置与微处理器相连，用于设置微处理器的报警阈值，并可通过微处理器更改存储器内设置或将存储器内累计剂量清零。
有益效果：本发明反应快速、测量精确；轻便小巧、便于携带；显示清晰、操作方便；功耗低，待机时间长，广泛应用于家居、环保、卫生、冶金、探伤等行业。
附图说明
图1为本发明的组成框图；
图2为本发明中高压电源的组成框图；
图3为本发明中信号处理电路的组成框图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
参见附图1，一种便携式放射性检测仪，它包括：安装在壳体内的：高压电源1、GM计数管2、信号处理电路3、显示屏4、微处理器20、存储器7以及电源管理电路9；
电源管理电路9连接微处理器20以及高压电源1，用于向微处理器20以及高压电源1供电；
参见附图2，高压电源1与GM计数管2相连，用于产生高压供GM计数管2使用；具体的，高压电源1包括：连接有开关管12的PFM控制器11，连接开关管12的储能电感13，连接储能电感13的七倍压整流电路14，以及分别连接PFM控制器11、七倍压整流电路14的分压电路15；在充电过程中，PFM控制器11控制开关管12闭合，输入电压流过储能电感13，储能电感13储存能量；在放电过程中，PFM控制器11控制开关管12断开，储能电感13通过七倍压整流电路14放电，分压电路15将高压按比例反馈PFM控制器11以保证电压输出在400V；
GM计数管2与信号处理电路3相连，GM计数管2用于检测放射性粒子并以脉冲信号形式向信号处理电路3输出GM计数管2由圆筒状的阴极和装在轴线上的阳极丝共同密封在玻璃管内而成；管内通常充有约10kpa的惰性气体及相应的猝熄气体；当带电粒子进入计数管的灵敏区域时，将引起管内气体的电离，电离产生的电子在电场加速下向阳极运动，一方面因电场加速获得能量，一方面又因与气体分子碰撞而损失能量；在充有猝熄气体的计数管中，这些光子大部分将被猝熄气体所吸收，因而达不到阴极，但却会逐步沿阳丝极方向扩展并产生新的电子，这些电子又会进一步产生雪崩式的放电；当电子到达阳极的时候，因为正离子移动的很慢，基本上没有移动能力，从而形成了围绕着丝级的正离子鞘；由于放电后电子中和了阳极上的一部分电荷，使得阳极电位降低，随着正粒子向着阳极运动，高压电源便通过电阻向计数管充电，使得阳极电位回复，在阳极上变得到一个负的脉冲电压；较优的，为了使仪器的能量响应达到要求，在GM计数管2的外端包裹了一层0.5MM厚的铅皮，铅皮上均匀布满圆孔，对高能区射线和低能区射线进行有效测量；
参见附图3，信号处理电路3与微处理器20相连，对GM计数管2输出的脉冲信号进行处理，并转换成可被微处理器20识别的方波信号；具体的，信号处理电路3包括：连接钳位电路32的耦合电路31，连接钳位电路32的甄别器33，以及连接甄别器33的单稳态电路34；GM计数管2输出的脉冲信号首先经过耦合电路31与钳位电路32，使有效信号保持在0V到+3.3V之间，然后通过甄别器33过滤干扰信号，最后经单稳态电路34变成可被微处理器20识别的方波信号；
微处理器20对信号处理电路3输出的方波信号进行计数、修正，并将修正后的计数值转变为吸收剂量率；
显示屏4与微处理器20相连，用于显示吸收剂量率；
存储器7与微处理器20相连，用于保存设置以及累计剂量；本例中，存储器7使用AT24C04芯片，AT24C04芯片和微处理器20使用I2C通讯协议进行通讯。
进一步的，检测仪还可以包括：安装在壳体内的充电保护电路10；充电保护电路10与电源管理电路9连接，用于在电源管理电路9供电时对其进行保护。
进一步的，检测仪还可以包括：声光报警器5；声光报警器5与微处理器20相连，微处理器20内设定有报警阈值，当吸收剂量率超出报警阈值，声光报警器5则发出报警信号；声光报警器5采用发光LED与蜂鸣器双重报警。
进一步的，检测仪还可以包括：安装在壳体内的通讯模块6；通讯模块6与微处理器20相连，用于将吸收剂量率上报至上位机；具体的，通讯模块6包括：发送/接收复用器、低通滤波器、阻抗匹配电路和传输线；其中发送/接收复用器用于传输上行/下行信号；低通滤波器用于阻止带外谐波干扰；阻抗匹配电路用于消除传输线上过多的驻波，同时进一步消除带外谐波；传输线用于连接空间上隔开的设备和天线。
进一步的，检测仪还可以包括：输入装置8；输入装置8与微处理器20相连，用于设置微处理器20的报警阈值，并可通过微处理器20更改存储器7内设置或将存储器7内累计剂量清零。
进一步的，为有效的阻止电磁干扰，在壳体的内壁粘贴一组坡莫合金屏蔽体。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种便携式放射性检测仪，其特征在于，它包括：安装在壳体内的：高压电源(1)、GM计数管(2)、信号处理电路(3)、显示屏(4)、微处理器(20)、存储器(7)以及电源管理电路(9)；
所述电源管理电路(9)连接所述微处理器(20)以及所述高压电源(1)，用于向所述微处理器(20)以及所述高压电源(1)供电；
所述高压电源(1)与所述GM计数管(2)相连，用于产生高压供所述GM计数管(2)使用；
所述GM计数管(2)与所述信号处理电路(3)相连，所述GM计数管(2)用于检测放射性粒子并以脉冲信号形式向所述信号处理电路(3)输出；
所述信号处理电路(3)与所述微处理器(20)相连，对所述GM计数管(2)输出的脉冲信号进行处理，并转换成可被所述微处理器(20)识别的方波信号；
所述微处理器(20)对所述信号处理电路(3)输出的方波信号进行计数、修正，并将修正后的计数值转变为吸收剂量率；
所述显示屏(4)与所述微处理器(20)相连，用于显示吸收剂量率；
所述存储器(7)与所述微处理器(20)相连，用于保存设置以及累计剂量。
2.如权利要求1所述的一种便携式放射性检测仪，其特征在于，所述检测仪还包括：安装在所述壳体内的充电保护电路(10)；所述充电保护电路(10)与所述电源管理电路(9)连接，用于在所述电源管理电路(9)供电时对其进行保护。
3.如权利要求1或2所述的一种便携式放射性检测仪，其特征在于，所述检测仪还包括：声光报警器(5)；所述声光报警器(5)与所述微处理器(20)相连，所述微处理器(20)内设定有报警阈值，当所述吸收剂量率超出所述报警阈值，所述声光报警器(5)则发出报警信号；所述声光报警器(5)采用发光LED与蜂鸣器双重报警。
4.如权利要求1或2所述的一种便携式放射性检测仪，其特征在于，所述检测仪还包括：安装在所述壳体内的通讯模块(6)；所述通讯模块(6)与所述微处理器(20)相连，用于将所述吸收剂量率上报至上位机。
5.如权利要求1或2所述的一种便携式放射性检测仪，其特征在于，所述检测仪还包括：输入装置(8)；所述输入装置(8)与所述微处理器(20)相连，用于设置所述微处理器(20)的报警阈值，并可通过所述微处理器(20)更改所述存储器(7)内设置或将所述存储器(7)内累计剂量清零。
6.如权利要求1或2所述的一种便携式放射性检测仪，其特征在于，所述高压电源(1)包括：连接有开关管(12)的PFM控制器(11)，连接所述开关管(12)的储能电感(13)，连接所述储能电感(13)的七倍压整流电路(14)，以及分别连接所述PFM控制器(11)、所述七倍压整流电路(14)的分压电路(15)；在充电过程中，所述PFM控制器(11)控制所述开关管(12)闭合，输入电压流过所述储能电感(13)，所述储能电感(13)储存能量；在放电过程中，所述PFM控制器(11)控制所述开关管(12)断开，所述储能电感(13)通过七倍压整流电路(14)放电，分压电路(15)将高压按比例反馈所述PFM控制器(11)。
7.如权利要求1或2所述的一种便携式放射性检测仪，其特征在于，所述信号处理电路(3)包括：连接钳位电路(32)的耦合电路(31)，连接所述钳位电路(32)的甄别器(33)，以及连接所述甄别器(33)的单稳态电路(34)；所述GM计数管(2)输出的脉冲信号首先经过所述耦合电路(31)与所述钳位电路(32)，然后通过所述甄别器(33)过滤干扰信号，最后经所述单稳态电路(34)变成可被所述微处理器(20)识别的方波信号。
8.如权利要求1或2所述的一种便携式放射性检测仪，其特征在于，所述GM计数管(2)的外端包裹了一层0.5MM厚的铅皮，铅皮上均匀布满圆孔。
9.如权利要求1或2所述的一种便携式放射性检测仪，其特征在于，所述壳体的内壁粘贴一组坡莫合金屏蔽体。
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