CN110687567A - 一种γ污染监测仪及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种γ污染监测仪及监测方法，所述监测仪包括壳体和控制系统；所述壳体的内部形成方形腔体，所述方形腔体的6个内壁上均设置有γ屏蔽层，所述γ屏蔽层上设置有γ探测器，6个γ探测器采用首尾相接的排布方式，6个γ探测器之间形成测量内腔，所述壳体的2个对称侧壁上还设置有门，所述门通过电磁锁实现开合，所述壳体上还设置有与门配合的接近开关传感器；所述控制系统包括数据采集模块、通信模块、工控机。本模仿实现在高本底环境下对大型物品表面γ污染的测量和重量测量，且能够保证较好的位置响应，可以较准确地将测量值转化为活度和比活度，能够根据需要更加准确地提供多种分区污染定位功能。

Description

一种γ污染监测仪及监测方法

技术领域

本发明涉及γ污染监测技术领域，具体涉及一种γ污染监测仪及监测方法。

背景技术

目前，涉核场所用于物品上γ污染的监测仪通常配置1-2个探测器，设计为约几十升的测量内腔用于测量较小物品，其测量结果采用计数或转化为活度指示。但该类设备无法实现对较大体积物品测量，且在复杂环境下存在受外部高本底或复杂本底影响较大的问题，另被测物品在测量腔体内位置差异会对测量结果造成较大偏差，故无法准确测量并准确转化成活度。这类设备无法满足当前涉核场所对较大体积物品上污染监测的需求。

发明内容

本发明所的目的在于提供一种γ污染监测仪及监测方法，实现对大体积物品在复杂辐射环境下的γ污染监测，具有较好的位置响应同时削弱复杂本底影响，较准确地将测量值转化为活度和比活度，能够更加准确地提供污染位置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种γ污染监测仪，包括壳体和控制系统；所述壳体的内部形成方形腔体，所述方形腔体的6个内壁上均设置有γ屏蔽层，所述γ屏蔽层上设置有γ探测器，6个γ探测器采用首尾相接的排布方式，6个γ探测器之间形成测量内腔，所述壳体的2个对称侧壁上还设置有门，所述门通过电磁锁实现开合，所述壳体上还设置有与门配合的接近开关传感器；所述控制系统包括数据采集模块、通信模块、工控机；

所述数据采集模块用于采集各个γ探测器的辐射计数数据，数据采集模块将采集的辐射计数数据通过通信模块传递给工控机；

所述工控机根据接收到的各个γ探测器的辐射计数数据，通过内部算法进行解析处理，给出污染概率最大的若干个区域，实现污染位置的精细定位。

本发明所述γ探测器为现有技术，所述γ屏蔽层能够屏蔽γ污染，所述电磁锁、数据采集模块、通信模块、工控机均为现有技术，本发明的构思在于将现有的模块组合到一起实现对γ探测器的辐射计数数据的采集以及实现门的开合。

本发明所述的内部算法为现有技术。

本发明通过设置γ屏蔽层实现本底屏蔽，用于降低环境本底对探测器计数贡献，该γ屏蔽层位于探测器组合外围。

本发明为解决测量腔体内位置响应带来的测量误差，采用探测器组合体，即采用6个γ探测器以首尾相接的排布方式，使得6个γ探测器之间形成4π测量内腔，保证测量位置引起的结果偏差少于15％，同时能够更加准确地实现测量结果的活度转换，本发明通过设置6个首尾相接的γ探测器，可以实现测量内腔的尺寸大于300L，可以实现大体积物品的测量。

优选地，为解决长短工具使用要求以及用户对前后门个性化应用需求，本发明中配置前后两道门，并配置高精度距离传感器和锁紧机构，满足用户对长工具或长物品分段测量。同时能够在短工具或短物品模式下实现双门互锁，根据使用需要设置为单门模式或双门进出模式。

本发明根据各探测器计数情况，以及虚拟符合通道的计数情况进行解析处理，实现对污染源位置进行6区、14区、26区三种分区定位。

本发明采用了4π的探测器空间布局方式，探测器采有首尾相接的排布方式，尽可能保持探测器灵敏区在空间上的对称关系，降低测量位置对测量结果的影响，实现结果偏差低于15％。

综上，本发明所述监测仪能够实现高本底环境下对大型物品表面γ污染的测量，且能够保证较好的位置响应(15％)，可以较准确地将测量值转化为活度和比活度，能够根据需要更加准确地提供多种分区污染定位功能。

进一步地，控制系统还包括与工控机通信连接的压力传感器，所述压力传感器设置在位于壳体内下方γ探测器的底部，所述压力传感器用于采集被测物品的重量，并将采集的重量传递给工控机。

为满足放射性废物解控和环保领域的需求，本发明中在设备内部设计有称重用的压力传感器，通过合理布局和软件内部算法优化，实现对被测物品高精度测量，实现测量结果的比活度转化。

为满足降低被测物品导致的本底降低和屏蔽引起的测量偏差，本发明中的设备通过反馈得到的被测物品重量，根据被测物品重量对测量值进行相应的数值补偿，降低因被测物品本身屏蔽引起的偏差(补偿值＝重量m×补偿系数R)，可根据被测物品的重量进行灵活的本底补偿。具体地：

对被测物品进行辐射计数测量、重量测量，测量完毕，得到计数总和、重量值，设备通过内部算法，根据重量对测量值进行相应的本底数据补偿，得到新的计数总和，并根据新的计数值换算至活度和比活度并进行显示，软件根据各探测器计数情况，以及虚拟符合通道的计数情况，通过内部算法进行解析处理，最终根据用户选择的分区方式，将被测物品划分为6区/14区/26区，并给出污染概率最大的若干个区域，实现污染位置精细定位。

本发明所述压力传感器在实现计数和活度结果显示外，能够根据需求给出比活度值，可应用于废物清洁解控测量。

进一步地，γ屏蔽层包括由内到外设置两层，第一层为碳钢屏蔽层或铜板层，第二层为铅屏蔽层。

上述设置能够提高屏蔽效果，保证了复杂的高本底环境下设备优良的灵敏度，所述第一层为内层。

进一步地，铅屏蔽层的厚度为10mm、25mm或50mm。

进一步地，壳体的顶部设置有凹槽，所述凹槽内设置用于放置控制系统的电气托盘，所述凹槽的上部开口处配合设置盖板，所述盖板用于实现凹槽的封闭，确保控制系统的环境洁净。

进一步地，位于壳体内下方γ探测器的上端面还设置有测量托盘，所述测量托盘用于放置被测物品。

进一步地，壳体的底部设置有滚轮。

便于移动监测仪。

进一步地，γ探测器可拆卸式设置在γ屏蔽层上。

进一步地，γ屏蔽层的内壁上设置有固定导柱，所述γ探测器包括外壳，所述外壳内设置有探测传感器，所述外壳上设置有固定耳座，所述固定耳座与固定导柱之间采用螺栓连接。

上述设置能实现γ探测器可拆卸式设置在γ屏蔽层内壁。

一种γ污染监测仪的监测方法，包括以下步骤：

1)、设备开机并进入自检流程，自检完毕后设备进行测量前的本底测量；

2)、本底测量完毕，打开前门，放入被测物品；

3)、关闭前门，6个γ探测器开始对被测物品进行辐射计数测量；

4)、数据采集模块用于采集各个γ探测器的辐射计数数据，数据采集模块将采集的辐射计数数据通过通信模块传递给工控机，工控机根据接收到的各个γ探测器的辐射计数数据，通过内部算法进行解析处理，给出污染概率最大的若干个区域，实现污染位置的精细定位。

最终根据用户选择的分区方式，将被测物品划分为6区/14区/26区；本发明所述的监测仪上还设置有与工控机电连接的显示屏，指示灯、电源插座，开关按钮和USB接口，根据被测物品污染与否提示用户。测量结果未污染则直接进入本底平滑待测量状态，测量结果为污染则进入强制本底测量。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明所述监测仪能够实现高本底环境下对大型物品表面γ污染的测量，且能够保证较好的位置响应(15％)，可以较准确地将测量值转化为活度和比活度，能够根据需要更加准确地提供多种分区污染定位功能。

2、本发明通过设置压力传感器，通过反馈得到的被测物品重量，根据被测物品重量对测量值进行相应的数值补偿，降低因被测物品本身屏蔽引起的偏差。

3.本发明可用于短工具和长工具的监测。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为γ污染监测仪的结构示意图；

图2为本发明的原理框图；

图3为6区污染定位示意图；

图4为14区污染定位示意图；

图5为26区污染定位示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-壳体，2-γ探测器，3-碳钢屏蔽层，4-铅屏蔽层，5-测量托盘，6-电磁锁，7-滚轮，8-电气托盘，9-固定导柱，10-固定耳座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1、图2所示，一种γ污染监测仪，包括壳体1和控制系统；所述壳体1的内部形成方形腔体，所述方形腔体的6个内壁上均设置有γ屏蔽层，所述γ屏蔽层包括由内到外设置两层，第一层为碳钢屏蔽层3或铜板层，第二层为铅屏蔽层4，所述铅屏蔽层的厚度为10mm、25mm或50mm，所述γ屏蔽层上设置有γ探测器2，6个γ探测器2采用首尾相接的排布方式，6个γ探测器2之间形成测量内腔，所述壳体1的2个对称侧壁上还设置有门，所述门通过电磁锁6实现开合，所述壳体1上还设置有与门配合的接近开关传感器；所述控制系统包括数据采集模块、通信模块、工控机；

所述数据采集模块用于采集各个γ探测器2的辐射计数数据，数据采集模块将采集的辐射计数数据通过通信模块传递给工控机，其中，每个γ探测器2对应一个数据采集模块；

所述工控机根据接收到的各个γ探测器2的辐射计数数据，通过内部算法进行解析处理，给出污染概率最大的若干个区域，实现污染位置的精细定位。

所述控制系统还包括电源模块，所述电源模块为各个元器件供电。

所述壳体1上还设置有与工控机电连接的显示屏、指示灯。还设置有电源插座、开关按钮和USB接口。

本实施例的γ探测器2采用大体积塑料闪烁体探测器。

实施例2：

如图1、图2所示，本实施例基于实施例1，所述控制系统还包括与工控机通信连接的压力传感器，所述压力传感器设置在位于壳体1内下方γ探测器2的底部，所述压力传感器用于采集被测物品的重量，并将采集的重量传递给工控机。

实施例3：

如图1、图2所示，本实施例基于实施例1或实施例2，所述壳体1的顶部设置有凹槽，所述凹槽内设置用于放置控制系统的电气托盘8，所述凹槽的上部开口处配合设置盖板；位于壳体1内下方γ探测器2的上端面还设置有测量托盘5，所述测量托盘5用于放置被测物品；所述壳体1的底部设置有滚轮7；所述γ屏蔽层的内壁上设置有固定导柱9，所述γ探测器2包括外壳，所述外壳内设置有探测传感器，所述外壳上设置有固定耳座10，所述固定耳座10与固定导柱9之间采用螺栓连接。

如图3-图5所示，一种γ污染监测仪的监测方法，包括以下步骤：

步骤1设备开机并进入自检流程，自检完毕后设备进行测量前的本底测量；

步骤2本底测量完毕，打开前门，提示放入被测物品；

步骤3关闭前门，开始对被测物品进行辐射计数测量、重量测量；

步骤4测量完毕，得到计数总和、重量值，设备通过内部算法，根据重量对测量值进行相应的本底数据补偿，得到新的计数总和，并根据新的计数值换算至活度和比活度并进行显示；

步骤5软件根据各探测器计数情况，以及虚拟符合通道的计数情况，通过内部算法进行解析处理，最终根据用户选择的分区方式，将被测物品划分为6区/14区/26区，并给出污染概率最大的若干个区域，实现污染位置精细定位；

步骤6根据被测物品污染与否提示用户；

步骤7打开前门(未污染，单门模式)、打开后门(未污染，双门模式)、打开前门(污染)；

步骤8关闭前/后门，测量结果未污染则直接进入本底平滑待测量状态，测量结果为污染则进入强制本底测量。

长工具模式

步骤1从短工具模式切换至长工具模式；

步骤2前后门全部打开，一定时间后重新进行本底测量；

步骤3进入准备测量状态，长工具测量需分段测量；

步骤4按测量键开始测量，测量完毕重复测下一段；

步骤5测量完毕后，软件根据测量段数，自动给出长工具虚拟图形，并分段给出污染情况，语音提示污染与否；

步骤6结束测量，测量结果未污染则直接进入本底平滑待测量状态，测量结果为污染则进入强制本底测量。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种γ污染监测仪，其特征在于，包括壳体(1)和控制系统；所述壳体(1)的内部形成方形腔体，所述方形腔体的6个内壁上均设置有γ屏蔽层，所述γ屏蔽层上设置有γ探测器(2)，6个γ探测器(2)采用首尾相接的排布方式，6个γ探测器(2)之间形成测量内腔，所述壳体(1)的2个对称侧壁上还设置有门，所述门通过电磁锁(6)实现开合，所述壳体(1)上还设置有与门配合的接近开关传感器；所述控制系统包括数据采集模块、通信模块、工控机；

所述数据采集模块用于采集各个γ探测器(2)的辐射计数数据，数据采集模块将采集的辐射计数数据通过通信模块传递给工控机；

所述工控机根据接收到的各个γ探测器(2)的辐射计数数据，通过内部算法进行解析处理，给出污染概率最大的若干个区域，实现污染位置的精细定位。

2.根据权利要求1所述的一种γ污染监测仪，其特征在于，所述控制系统还包括与工控机通信连接的压力传感器，所述压力传感器设置在位于壳体(1)内下方γ探测器(2)的底部，所述压力传感器用于采集被测物品的重量，并将采集的重量传递给工控机。

3.根据权利要求1所述的一种γ污染监测仪，其特征在于，所述γ屏蔽层包括由内到外设置两层，第一层为碳钢屏蔽层(3)或铜板层，第二层为铅屏蔽层(4)。

4.根据权利要求3所述的一种γ污染监测仪，其特征在于，所述铅屏蔽层的厚度为10mm、25mm或50mm。

5.根据权利要求1所述的一种γ污染监测仪，其特征在于，所述壳体(1)的顶部设置有凹槽，所述凹槽内设置用于放置控制系统的电气托盘(8)，所述凹槽的上部开口处配合设置盖板。

6.根据权利要求1所述的一种γ污染监测仪，其特征在于，位于壳体(1)内下方γ探测器(2)的上端面还设置有测量托盘(5)，所述测量托盘(5)用于放置被测物品。

7.根据权利要求1所述的一种γ污染监测仪，其特征在于，所述壳体(1)的底部设置有滚轮(7)。

8.根据权利要求1所述的一种γ污染监测仪，其特征在于，所述γ探测器(2)可拆卸式设置在γ屏蔽层上。

9.根据权利要求8所述的一种γ污染监测仪，其特征在于，所述γ屏蔽层的内壁上设置有固定导柱(9)，所述γ探测器(2)包括外壳，所述外壳内设置有探测传感器，所述外壳上设置有固定耳座(10)，所述固定耳座(10)与固定导柱(9)之间采用螺栓连接。

10.一种如权利要求1-9任一项所述γ污染监测仪的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、设备开机并进入自检流程，自检完毕后设备进行测量前的本底测量；

2)、本底测量完毕，打开前门，放入被测物品；

3)、关闭前门，6个γ探测器(2)开始对被测物品进行辐射计数测量；

4)、数据采集模块用于采集各个γ探测器(2)的辐射计数数据，数据采集模块将采集的辐射计数数据通过通信模块传递给工控机，工控机根据接收到的各个γ探测器(2)的辐射计数数据，通过内部算法进行解析处理，给出污染概率最大的若干个区域，实现污染位置的精细定位。

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