CN109541668B - 一种无电源辐射监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无电源辐射监测装置及方法，该装置包括前挡光板、屏蔽体、闪烁体、太阳能电池板、指示灯和密封壳。屏蔽体、闪烁体、太阳能电池板依次排列，指示灯连接太阳能电池板；每个厚度的屏蔽体对应一个闪烁体、太阳能电池板和指示灯，成一个测试通道，各测试通道按屏蔽体厚度有序排列；屏蔽体、闪烁体和太阳能电池板都位于前挡光板和密封壳组成密封盒内，其中前挡光板紧贴屏蔽体；指示灯固定在密封盒外；不同厚度的屏蔽体是为了屏蔽部分或者全部辐射粒子，从而使得厚度越厚的屏蔽体对应的指示灯被点亮则代表辐射越强；该装置实现了在无电源情况下辐射的可视化监测，能够满足偏远、长期无人值守和黑暗情况下的辐射监测需要。

Description

一种无电源辐射监测装置及方法
技术领域
本发明涉及辐射监测领域，具体涉及一种无电源辐射监测装置及方法。
背景技术
为了监测核设施或者核活动对周围环境造成的辐射水平是否符合国家的和地方的有关规定，并能够及时对涉核人员和公众提供警示提醒和保护，必须进行环境辐射监测。
核辐射看不见摸不着，必须通过核与物质的相互作用和必要的信号放大措施才能成为感知的信号。目前电信号放大都需要电源，这就给用电不方便区域，特别是需要长期、无人值守且黑暗情况下的应用需求带来了不便，因为非充电电池的续航能力有限，而太阳能电池则需要光照。
本发明提供了一种可以不需要电源的辐射监测装置及方法，能够满足用电不方便区域，特别是需要长期、无人值守且黑暗情况下的应用需求。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种无电源辐射监测装置及方法，通过“辐射-闪烁光-电-指示灯”的转化关系实现了在无电源情况下对辐射的监测，能够满足偏远、长期无人值守和黑暗情况下的辐射监测需要。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种无电源辐射监测装置，该装置包括前挡光板1、屏蔽体2、闪烁体3、太阳能电池板4、指示灯5和密封壳6；屏蔽体2、闪烁体3和太阳能电池板4依次排列，屏蔽体2、闪烁体3和太阳能电池板4之间有空隙或没有空隙，指示灯5连接太阳能电池板4；屏蔽体2选择不同的厚度，包括厚度为0的情况，每个厚度的屏蔽体2对应与一个闪烁体3、一个太阳能电池板4和一个指示灯5一起组成一个测试通道，测试通道上下堆叠设置，所述测试通道的数目是任何自然数，各测试通道按屏蔽体2的厚度有序排列；屏蔽体2、闪烁体3和太阳能电池板4都位于由前挡光板1和密封壳6组成的密封盒内，其中前挡光板1紧贴屏蔽体2；指示灯5固定在密封盒外；不同厚度的屏蔽体是为了屏蔽部分或者全部辐射粒子，从而使得厚度越厚的屏蔽体对应的指示灯被点亮则代表辐射越强。
所述辐射粒子包括X射线、γ射线、电子、中子、质子、μ子及α粒子。
所述前挡光板1为不透光的薄板，以减小对辐射粒子的衰减。
所述屏蔽体2的材料为不能产生闪烁光的材料，采用不同厚度的屏蔽体以实现对入射辐射粒子进行不同程度的衰减，从而实现不同指示灯的点亮状态反映辐射的强度。
所述闪烁体3的材料为能把辐射能量沉积转化为发光的材料，为了增加对闪烁光的利用率，在闪烁体不面向太阳能电池板的表面上贴有光反射膜。
所述能把辐射能量沉积转化为发光的材料为碘化钠、碘化铯、锗酸铋、溴化镧、氟化钡、钨酸镉、铝酸钇、硅酸镥、硅酸钆、硫化锌、蒽、茋或萘；所述光反射膜为铝箔或ESR银反射膜。
述太阳能电池板4是利用光伏效应把光能转换成电能的装置，包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体制成的太阳能电池；因为闪烁光光照度低，肉眼难以分辨，所以利用太阳能电池板4把大面积的弱光转换为电能，然后点亮指示灯5以提高光照度实现肉眼可见。
所述指示灯5是能够把电能转化为可见光的器件，发相同或不同颜色的可见光。
密封壳6为不透明材料，能起到密封和阻挡测试环境可见光的效果。
所述的无电源辐射监测装置的监测方法，包括如下步骤：
步骤1：将所述无电源辐射监测装置置于需要测量的辐射环境中；
步骤2：辐射粒子经过前挡光板1和屏蔽体2被衰减；
步骤3：衰减后的辐射粒子进入闪烁体3中，沉积能量产生闪烁光；
步骤4：闪烁光在闪烁体3中传输到太阳能电池板4，太阳能电池板4把大面积的弱光转换为电能；
步骤5：太阳能电池板4点亮指示灯5，提高光照度使得发光肉眼可见；
步骤6：越厚的屏蔽体对应的指示灯被点亮，代表辐射越强。
本发明装置的基本原理在于通过“辐射-闪烁光-电-指示灯”的转化关系实现了在无电源情况下对辐射的监测，该辐射监测装置的优点如下：
1.不需要外加电源或电池，可以在黑暗情况下长期使用；
2.装置密封，可以在野外使用；
3.由于不许外接电源，可以实现无人值守；
4.所用器材简单，装置经济性好，可以大幅节省人力和维护成本。
附图说明
图1该发明的无电源辐射监测装置截面图。
图2该发明的无电源辐射监测装置立体图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明无电源辐射监测装置包括前挡光板1、屏蔽体2、闪烁体3、太阳能电池板4、指示灯5和密封壳6。屏蔽体2、闪烁体3和太阳能电池板4依次排列，屏蔽体2、闪烁体3和太阳能电池板4之间可以有空隙也可以没有空隙，指示灯5连接太阳能电池板4。屏蔽体3可以选择不同的厚度(包括厚度为0的情况)，每个厚度的屏蔽体2对应与一个闪烁体3、一个太阳能电池板4和一个指示灯5一起组成一个测试通道，测试通道上下堆叠设置，所述测试通道的数目可以是任何自然数，各测试通道按屏蔽体2的厚度有序排列。屏蔽体2、闪烁体3和太阳能电池板4都位于由前挡光板1和密封壳6组成的密封盒子，其中前挡光板1挨着屏蔽体2。指示灯5固定在密封盒子外面。
辐射粒子在闪烁体中沉积能量产生闪烁光，闪烁光在闪烁体中传输到太阳能电池板转化为电能，从而点亮指示灯。不同厚度的屏蔽体是为了屏蔽部分或者全部辐射粒子，从而使得厚度越厚的屏蔽体对应的指示灯被点亮则代表辐射越强。密封壳和前挡光板一起用来避免周围可见光的干扰，同时保护其内部的部件不受周围湿度的影响。前挡光板要薄，以便在阻挡周围可见光干扰的同时不对辐射粒子带来大的影响。
所述前挡光板1要不透明，能够挡住可见光的条件下尽可能的薄，以减小对辐射粒子的衰减。
所述屏蔽体2的材料为是不能产生闪烁光的材料，采用不同厚度的屏蔽体以实现对入射辐射粒子进行不同程度的衰减，从而实现不同指示灯的点亮状态可以反映辐射的强度。
所述闪烁体3的材料为为能把辐射能量沉积转化为发光的材料，比如碘化钠、碘化铯、锗酸铋、溴化镧、氟化钡、钨酸镉、铝酸钇、硅酸镥、硅酸钆、硫化锌、蒽、茋、萘等。为了增加对闪烁光的利用率，在闪烁体不面向太阳能电池板的表面上要贴有光反射膜，比如铝箔或ESR银反射膜等。所述太阳能电池板4是利用光伏效应把光能转换成电能的装置，可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体制成的太阳能电池等。因为闪烁光光照度很低，肉眼很难分辨，所以利用太阳能电池板把大面积的弱光转换为电能，然后点亮指示灯以提高光照度实现肉眼可见。
所述指示灯5是能够把电能转化为可见光的器件，可以发相同或者不同颜色的可见光。不限于图1和图2所示的测试通道数，可以根据实际需要设计测试通道数。
所述密封壳6为不透明材料，要能起到密封和阻挡测试环境可见光的效果。
所述辐射粒子包括X射线、γ射线、电子、中子、质子、μ子、α粒子及其他重带电粒子。
上述所述无电源辐射监测装置监测辐射的方法，包括如下步骤：
步骤1：将所述无电源辐射监测装置置于需要测量的辐射环境中；
步骤2：辐射粒子经过前挡光板1和屏蔽体2被衰减；
步骤3：衰减后的辐射粒子进入闪烁体3中，沉积能量产生闪烁光；
步骤4：闪烁光在闪烁体3中传输到太阳能电池板4，太阳能电池板4把大面积的弱光转换为电能；
步骤5：太阳能电池板4点亮指示灯5，提高光照度使得发光肉眼可见；
步骤6：越厚的屏蔽体对应的指示灯被点亮，代表辐射越强。

Claims (10)

1.一种无电源辐射监测装置，其特征在于：该装置包括前挡光板(1)、屏蔽体(2)、闪烁体(3)、太阳能电池板(4)、指示灯(5)和密封壳(6)；屏蔽体(2)、闪烁体(3)和太阳能电池板(4)依次排列，屏蔽体(2)、闪烁体(3)和太阳能电池板(4)之间有空隙或没有空隙，指示灯(5)连接太阳能电池板(4)；屏蔽体(2)选择不同的厚度，包括厚度为0的情况，每个厚度的屏蔽体(2)对应与一个闪烁体(3)、一个太阳能电池板(4)和一个指示灯(5)一起组成一个测试通道，测试通道上下堆叠设置，所述测试通道的数目是任何自然数，各测试通道按屏蔽体(2)的厚度有序排列；屏蔽体(2)、闪烁体(3)和太阳能电池板(4)都位于由前挡光板(1)和密封壳(6)组成的密封盒内，其中前挡光板(1)紧贴屏蔽体(2)；指示灯(5)固定在密封盒外；不同厚度的屏蔽体是为了屏蔽部分或者全部辐射粒子，从而使得厚度越厚的屏蔽体对应的指示灯被点亮则代表辐射越强。
2.根据权利要求1所述的一种无电源辐射监测装置，其特征在于：所述辐射粒子包括X射线、γ射线、电子、中子、质子、μ子及α粒子。
3.根据权利要求1所述的一种无电源辐射监测装置，其特征在于：前挡光板(1)为不透光的薄板，以减小对辐射粒子的衰减。
4.根据权利要求1所述的一种无电源辐射监测装置，其特征在于：所述屏蔽体(2)的材料为不能产生闪烁光的材料，采用不同厚度的屏蔽体以实现对入射辐射粒子进行不同程度的衰减，从而实现不同指示灯的点亮状态反映辐射的强度。
5.根据权利要求1所述的一种无电源辐射监测装置，其特征在于：所述闪烁体(3)的材料为能把辐射能量沉积转化为发光的材料，为了增加对闪烁光的利用率，在闪烁体不面向太阳能电池板的表面上贴有光反射膜。
6.根据权利要求5所述的一种无电源辐射监测装置，其特征在于：所述能把辐射能量沉积转化为发光的材料为碘化钠、碘化铯、锗酸铋、溴化镧、氟化钡、钨酸镉、铝酸钇、硅酸镥、硅酸钆、硫化锌、塑料闪烁体蒽、茋或萘；所述光反射膜为铝箔或ESR银反射膜。
7.根据权利要求1所述的一种无电源辐射监测装置，其特征在于：所述太阳能电池板(4)是利用光伏效应把光能转换成电能的装置，包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体制成的太阳能电池；因为闪烁光光照度低，肉眼难以分辨，所以利用太阳能电池板(4)把大面积的弱光转换为电能，然后点亮指示灯(5)以提高光照度实现肉眼可见。
8.根据权利要求1所述的一种无电源辐射监测装置，其特征在于：所述指示灯(5)是能够把电能转化为可见光的器件，发相同或不同颜色的可见光。
9.根据权利要求1所述的一种无电源辐射监测装置，其特征在于：密封壳(6)为不透明材料，能起到密封和阻挡测试环境可见光的效果。
10.权利要求1所述的一种无电源辐射监测装置的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将所述无电源辐射监测装置置于需要测量的辐射环境中；
步骤2：辐射粒子经过前挡光板(1)和屏蔽体(2)被衰减；
步骤3：衰减后的辐射粒子进入闪烁体(3)中，沉积能量产生闪烁光；
步骤4：闪烁光在闪烁体(3)中传输到太阳能电池板(4)，太阳能电池板(4)把大面积的弱光转换为电能；
步骤5：太阳能电池板(4)点亮指示灯(5)，提高光照度使得发光肉眼可见；
步骤6：越厚的屏蔽体对应的指示灯被点亮，代表辐射越强。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648687A (zh) * 2004-01-29 2005-08-03 Ge医疗系统环球技术有限公司 用于检测电离辐射的装置
CN101501979A (zh) * 2006-07-07 2009-08-05 能量设备公司 与球形光伏电池弹性连接的微型集中器
CN101554088A (zh) * 2006-04-18 2009-10-07 科锐Led照明科技公司 照明装置及照明方法
CN107103940A (zh) * 2017-04-27 2017-08-29 深圳贝塔能量技术有限公司 一种伽马光伏同位素电池
KR20170112563A (ko) * 2016-03-31 2017-10-12 성균관대학교산학협력단 유무기 복합 페로브스카이트 기반 x-선 검출 디바이스 및 x-선 검출 장치
CN108231236A (zh) * 2018-01-26 2018-06-29 吉林大学 辐射闪烁体式核电池

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3970969B2 (ja) * 1997-02-27 2007-09-05 石川島播磨重工業株式会社 放射線検出器
JP5839648B2 (ja) * 2010-04-27 2016-01-06 株式会社日立製作所 太陽電池を用いた発電方法及び太陽電池発電システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648687A (zh) * 2004-01-29 2005-08-03 Ge医疗系统环球技术有限公司 用于检测电离辐射的装置
CN101554088A (zh) * 2006-04-18 2009-10-07 科锐Led照明科技公司 照明装置及照明方法
CN101501979A (zh) * 2006-07-07 2009-08-05 能量设备公司 与球形光伏电池弹性连接的微型集中器
KR20170112563A (ko) * 2016-03-31 2017-10-12 성균관대학교산학협력단 유무기 복합 페로브스카이트 기반 x-선 검출 디바이스 및 x-선 검출 장치
CN107103940A (zh) * 2017-04-27 2017-08-29 深圳贝塔能量技术有限公司 一种伽马光伏同位素电池
CN108231236A (zh) * 2018-01-26 2018-06-29 吉林大学 辐射闪烁体式核电池

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