CN110879551A - 一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，包括：辐射场监测仪和智能系统管理平台，辐射场监测仪主要安装于加速器热室内，用于对加速器热室内进行全方位无死角的监控覆盖；加速器热室内安装有加速器；智能系统管理平台安装在加速器热室一侧的控制室内，与辐射场检测仪电性连接，用于对辐射场监测仪采集的数据进行处理；加速器热室门口与控制室门口处均安装有联锁装置，联锁装置与辐射场监测仪电性连接。本发明能够对加速器热室的状态进行实时监测，当探测到有人员滞留在加速器热室时主动切断加速器发生装置，防止人员受到辐射伤害。

Description

一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统

技术领域

本发明属于加速器技术领域，更具体的说是涉及一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统。

背景技术

近年来，随着电子加速器技术的迅速发展，加速器的应用已远远超出原子核物理和粒子物理领域，在诸如材料科学、表面物理、分子生物学、光化学等其它科技领域都有着重要应用。在工、农、医各个领域中加速器广泛用于同位素生产、肿瘤诊断与治疗、射线消毒、无损探伤、高分子辐照聚合、材料辐照改性、离子注入、离子束微量分析以及空间辐射模拟、核爆炸模拟等方面。

然而与加速器广泛应用相对应，加速器的安全使用问题一直困扰着人们，现有的加速器都只装有传统的门禁联锁装置，开机前的辐照热室内部检查都是通过人工完成，虽然加速器都有相应的安全联锁装置，但加速器辐照安全事故仍时有发生。

因此，如何提供一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，能够对加速器热室的状态进行实时监测，当探测到有人员滞留在加速器热室时主动切断加速器发生装置，防止人员受到辐射伤害。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，包括：辐射场监测仪和智能系统管理平台，所述辐射场监测仪主要安装于加速器热室内，用于对加速器热室内进行全方位无死角的监控覆盖；所述加速器热室内安装有加速器；所述智能系统管理平台安装在所述加速器热室一侧的控制室内，与所述辐射场检测仪电性连接，用于对辐射场监测仪采集的数据进行处理；所述加速器热室门口与所述控制室门口处均安装有联锁装置，所述联锁装置与所述辐射场监测仪电性连接。

优选的，所述加速器热室门口与所述控制室门口处还设置有所述辐射场监测仪。

优选的，所述加速器热室内设置有多个辐射场监测仪，所述辐射场监测仪安装在所述加速器热室的四周墙壁以及加速器的上方。

优选的，所述辐射场监测仪的外壳内衬有铅板。

优选的，所述辐射场监测仪包括微处理器、探测组件、监测预警终端、机器连锁控制器和显示组件，所述探测组件、所述监测预警终端、所述机器连锁控制器和所述显示组件均与所述微处理器电性连接；所述微处理器进行系统运行的调度与控制；所述探测组件进行辐射剂量探测、温度感知以及人体探测；所述监测预警终端根据系统的监测数据进行数据显示、报警输出以及进行应急响应；所述机器连锁控制器与所述联锁装置电性连接，进行联锁装置的控制；所述显示组件进行门禁装置的控制以及监测数据的显示。

优选的，所述探测组件包括剂量监测仪、电子束温度监测仪以及人体探测仪。

优选的，所述监测预警终端包括警灯警铃、电子开门装置和紧急停机装置。

优选的，所述显示组件包括控制主机、LED显示装置和门禁控制器，所述LED显示装置和所述门禁控制器均与所述控制主机电性连接。

优选的，所述智能系统管理平台根据所述辐射场监测仪上传的数据对门禁装置和加速器开关进行控制，对辐射监测数据进行存储和分析，并将时间、位置、加速器辐射场的数据推送至LED显示装置进行显示，同时可对历史数据进行查询。

本发明有益效果在于：

本发明通过辐射场监测仪能够对加速器热室的状态进行实时监测，当探测到有人员滞留在加速器热室时，主动切断加速器发生装置，防止人员受到辐射伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的安装结构示意图。

图2附图为本发明辐射场监测仪的结构框图。

其中，图中，

1-辐射场监测仪；2-智能系统管理平台；3-加热器热室；4-加速器；5-控制室；6-联锁装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅附图1-2，本发明实施例公开了一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，包括：辐射场监测仪1和智能系统管理平台2，辐射场监测仪1主要安装于加速器热室3内，用于对加速器热室3内进行全方位无死角的监控覆盖，监测内容包括：监测加速器4运行时周围辐射剂量场及温度的变化情况和探测监测范围内是否有人员滞留。加速器热室3内安装有加速器4；智能系统管理平台2安装在加速器热室3一侧的控制室5内，与辐射场检测仪1电性连接，用于对辐射场监测仪1采集的数据进行处理；加速器热室3门口与控制室5门口处均安装有联锁装置6，联锁装置6与辐射场监测仪1电性连接。本发明通过辐射场监测仪1能够对加速器热室3的状态进行实时监测，当探测到有人员滞留在加速器热室3时，主动切断加速器发生装置，防止人员受到辐射伤害。智能系统管理平台2为系统的控制核心，拟采用B/S分布式结构进行开发，平台的主要功能是对辐射场监测仪1的接入管理、参数设定、操作用户管理、监控数据存储及统计分析以及报警事件记录及处理等工作。

在另一种实施例中，加速器热室3门口与控制室门5口处还设置有辐射场监测仪1。加速器热室3内设置有多个辐射场监测仪1，辐射场监测仪1安装在加速器热室3的四周墙壁以及加速器4的上方。根据加速器4大小及辐射环境可安装多个辐射场监测仪1，做到无死角监测。

在另一种实施例中，辐射场监测仪1的外壳内衬有铅板。

辐射场监测仪包括微处理器、探测组件、监测预警终端、机器连锁控制器和显示组件，探测组件、监测预警终端、机器连锁控制器和显示组件均与微处理器电性连接；微处理器进行系统运行的调度与控制；探测组件进行辐射剂量探测、温度感知以及人体探测；监测预警终端根据系统的监测数据进行数据显示、报警输出以及进行应急响应；机器连锁控制器与联锁装置电性连接，进行联锁装置的控制；显示组件进行门禁装置的控制以及监测数据的显示。

探测组件包括剂量监测仪、电子束温度监测仪以及人体探测仪。本发明通过剂量监测仪、电子束温度监测仪以及人体探测仪相结合的冗余设计，对加速器热室的状态进行实时监测，当探测到有人员滞留在加速器热室时辐射场监测仪主动切断加速器发生装置，防止人员受到辐射伤害。

剂量监测仪采用小型硅PN光电探测器，它具有体积小探测效果高的特点，可以安装于低辐射场环境，避免大剂量照射损坏电子元件。

电子束温度监测仪采用纳米稀矽超导温度传感器对电子束发射端能量聚集处进行温度监测，该温度传感器具有抗高强度辐射、体积小、安装灵活方便等特点，可作为“辐射场监测仪”的一种冗余设计，在剂量监测失效时，可通过监测电子束的温度变化而达到报警功能。

人体探测仪采用微波探测器和超声波探测器结合的冗余设计，微波探测器可360度探测7米范围内的活动物体，不受温度、湿度、光线等影响，抗射频干扰能力强；而超声波探测器可定向探测10米范围内的活动物体，且超声波探测器的传感器由陶瓷复合材料制成具有抗辐射能力强的特点。微波探测器设计有快门装置，当剂量达到设定上限时开启快门同时启动微波探测器，发现异常时声光报警同时自动切断加速器电源；探测无异常时自动关闭快门，避免长期大剂量照射对微波探测器造成损坏；也可通过设定，定时循环开启探测功能。

监测预警终端包括警灯警铃、电子开门装置和紧急停机装置，可以根据系统的监测数据进行报警输出以及进行应急响应等。紧急停机装置可切断加速器的最初始的运行功能(如电子枪触发、离子源的高压等)，只有这样才能终止可能发生在任何地方的严重辐照危险。比如：如果有人在加速器运转过程中因门禁系统故障误入实验室，在踏进高辐射区之前及时探测到有人员即将进入该区域是直接停断加速器的项功能是十分必要的。同时为辐射场监测仪设置A、B两个阈值，A阈值为加速器已启动但辐射剂量尚未对短时停留人员身体健康构成严重威胁，B阈值为致残或致死辐照剂量限值。超过A阈值时进行安全预警，但可暂时不切断加速器工作；而辐射剂量超过B阈值时则既报警又切断加速器。

显示组件包括控制主机、LED显示装置和门禁控制器，LED显示装置和门禁控制器均与控制主机电性连接。可以根据系统的监测数据进行数据实时显示。

在另一种实施例中，辐射场监测仪内嵌Zigbee物联网通信模块，实现与智能系统管理平台、联锁装置、门禁装置以及加速器的无线连接。智能系统管理平台根据辐射场监测仪上传的数据对门禁装置和加速器开关进行控制，使用专业数据库对辐射监测数据进行存储和分析，并将时间、位置、加速器辐射场等数据推送至监测预警终端进行显示，同时可对历史数据进行查询。很发明还可支持无线智能终端进行远程访问，并采取RBAC权限管理策略对系统的操作用户进行功能及数据访问权限的授权。

本发明的工作流程如下：

(1)辐射场监测仪在加速器运行时进行辐射剂量值和加速器发生装置周围的温度采集，同时监控实验室各区域内是否存在活动的物体。

(2)当采集的辐射剂量超过设定的阈值或探测到监控区域内有人员滞留时，可通过无线网络向智能系统管理平台发送报警信号，由智能系统管理平台根据情况的危险度进行判定并采取相应的处理措施，如：向辐射场监测仪发送切断加速器发生装置或向监测预警终端发送安全预警指令。

(3)如果辐射场监测仪收到智能系统管理平台停机指令，则启动应急停机装置对加速器进行停机处理。

(4)如果监测预警终端收到智能系统管理平台预警指令，在现场发出声光报警，同时向系统已设定的加速器的安全管理责任人发送报警信息。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，其特征在于，包括：辐射场监测仪和智能系统管理平台，所述辐射场监测仪主要安装于加速器热室内，用于对加速器热室内进行全方位无死角的监控覆盖；所述加速器热室内安装有加速器；所述智能系统管理平台安装在所述加速器热室一侧的控制室内，与所述辐射场检测仪电性连接，用于对辐射场监测仪采集的数据进行处理；所述加速器热室门口与所述控制室门口处均安装有联锁装置，所述联锁装置与所述辐射场监测仪电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，其特征在于，所述加速器热室门口与所述控制室门口处还设置有所述辐射场监测仪。

3.根据权利要求1所述的一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，其特征在于，所述加速器热室内设置有多个辐射场监测仪，所述辐射场监测仪安装在所述加速器热室的四周墙壁以及加速器的上方。

4.根据权利要求2或3所述的一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，其特征在于，所述辐射场监测仪的外壳内衬有铅板。

5.根据权利要求2或3所述的一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，其特征在于，所述辐射场监测仪包括微处理器、探测组件、监测预警终端、机器连锁控制器和显示组件，所述探测组件、所述监测预警终端、所述机器连锁控制器和所述显示组件均与所述微处理器电性连接；所述微处理器进行系统运行的调度与控制；所述探测组件进行辐射剂量探测、温度感知以及人体探测；所述监测预警终端根据系统的监测数据进行数据显示、报警输出以及进行应急响应；所述机器连锁控制器与所述联锁装置电性连接，进行联锁装置的控制；所述显示组件进行门禁装置的控制以及监测数据的显示。

6.根据权利要求5所述的一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，其特征在于，所述探测组件包括剂量监测仪、电子束温度监测仪以及人体探测仪。

7.根据权利要求5所述的一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，其特征在于，所述监测预警终端包括警灯警铃、电子开门装置和紧急停机装置。

8.根据权利要求5所述的一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，其特征在于，所述显示组件包括控制主机、LED显示装置和门禁控制器，所述LED显示装置和所述门禁控制器均与所述控制主机电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种加速器智能化安全监控及联锁控制系统，其特征在于，所述智能系统管理平台根据所述辐射场监测仪上传的数据对门禁装置和加速器开关进行控制，对辐射监测数据进行存储和分析，并将时间、位置、加速器辐射场的数据推送至LED显示装置进行显示，同时可对历史数据进行查询。

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