CN111323808A - 一种具备无放射源自检的核辐射传感器 - Google Patents

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Abstract

核辐射探测技术，目前主要有气体管计数方式、闪烁晶体计数两种类别，各有特点。闪烁晶体计数方式的成本较卤素管计数方式的成本高，目前主要器件之一是光电倍增管，主要由日本公司生产，易被垄断控制，对闪烁晶体计数方式的产品生产影响较大。气体管计数方式所采用的器件为通用器件，成本相对较低，便于量产。目前，气体管计数方式产品是否能正常工作，需要通过实际用核辐射源照射才能完成，常用的放射源有钴60、铯137等，而辐射材料的保管、运输、使用受国家相关法律法规的严格管控。产品需要保证其功能正常，就需要定期进行自检，由于国家对核辐射材料的严格管控，成了气体管计数方式产品的严重问题。本发明采用气体管计数方式，但实现了无需核辐射源照射就能实现产品是否能正常工作的自检。

Description

一种具备无放射源自检的核辐射传感器
技术领域
本发明是一种具备无需放射源实现自检的核辐射传感器，属核辐射探测技术领域。
技术背景
核辐射探测技术，目前主要有气体管计数方式、闪烁晶体计数两种类别，各有特点。闪烁晶体计数方式的成本较卤素管计数方式的成本高，目前主要器件之一是光电倍增管，主要由日本公司生产，易被垄断控制，对闪烁晶体计数方式的产品生产影响较大。气体管计数方式所采用的器件为通用器件，成本相对较低，便于量产。
目前的气体计数管核辐射传感器，其气体管计数方式产品是否能正常工作，需要通过实际用核辐射源照射才能完成，常用的放射源有钴60、铯137等，而辐射材料的保管、运输、使用受国家相关法律法规的严格管控。产品需要保证其功能正常，就需要定期进行自检，由于国家对核辐射材料的严格管控，成了气体管计数方式产品的严重问题。
本发明采用气体管计数方式，但实现了无需核辐射源照射就能实现产品是否能正常工作的自检。
发明内容
本发明是一种具备无放射源自检的核辐射传感器，自检时，通过对气体计数管两极加高电压到特定电压的方式，就能检测到无处不在的自然界本底辐射，从而实现本发明传感器是能否正常工作的快速自检。
参看说明书附图，其由信号处理控制单元U1、可调控电源单元U2、单刀双掷开关U3、辐射计数管U4、外部接口电路U5、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5组成，其中：U1的电压控制输出端口与U2的调压控输入端口连接、U1的电源切换控端口与U3的4脚连接、U1的电压A/D输入与R3的2脚及R4的1脚连接、U1的放电控制输出端口与Q1和Q2的G极连接、U1的信号输入端口与U4的-端及R5的1脚及Q2的D极连接、U1的通信接口端口与U5的通信接口端口连接、U1的电源输入端口与U5的电源接口端口和U2的电源输入端口连接、U2的工作电源输出端口与U3的1脚连接、U2的高压电源输出端口与U3的2脚连接、U3的3脚与R1的1脚及R3的1脚连接、R1的2脚与R2的1脚及U4的+端连接、R4的2脚与地连接、R2的2脚与Q1的D极连接、Q1的S极与地连接、Q2的S极与地连接、R5的2脚与地连接。
在自检时，U1的调压控制输出端口输出控制信号到U2的调压控制输入端口后，U2进行电压调节并升压到自检电压水平，并通过U2的高压电源输出端口输出自检电压到U3的2脚，同时，U1通过电源切换控制端口输出信号到U3的4脚，使得U3断开自己的1脚与3脚的连接，并将自己的2脚与3脚接通，这样自检电压就通过R1加到U4的+端，使得U4在本底时的低能辐射粒子能激发其放电，放电脉冲通过U4的-端输送到U1的信号输入端口，由U1检测到该放电脉冲信号，以实现自检。
在正常检测状态，当U4放电时，U1通过放电输出端口输出高电平脉冲信号到Q1和Q2的G极，控制Q1和Q2的D极与S极短时间导通，实现对U4的+极和-极的的放电，之后Q1和Q2恢复到断路状态，使得U4迅速恢复到正常检测状态。
附图说明
图1是电路原理图。
附图1中，其由信号处理控制单元U1、可调控电源单元U2、单刀双掷开关U3、辐射计数管U4、外部接口电路U5、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5组成，其中：U1的电压控制输出端口与U2的调压控输入端口连接、U1的电源切换控端口与U3的4脚连接、U1的电压A/D输入与R3的2脚及R4的1脚连接、U1的放电控制输出端口与Q1和Q2的G极连接、U1的信号输入端口与U4的-端及R5的1脚及Q2的D极连接、U1的通信接口端口与U5的通信接口端口连接、U1的电源输入端口与U5的电源接口端口和U2的电源输入端口连接、U2的工作电源输出端口与U3的1脚连接、U2的高压电源输出端口与U3的2脚连接、U3的3脚与R1的1脚及R3的1脚连接、R1的2脚与R2的1脚及U4的+端连接、R4的2脚与地连接、R2的2脚与Q1的D极连接、Q1的S极与地连接、Q2的S极与地连接、R5的2脚与地连接。
在自检时，U1的调压控制输出端口输出控制信号到U2的调压控制输入端口后，U2进行电压调节并升压到自检电压水平，并通过U2的高压电源输出端口输出自检电压到U3的2脚，同时，U1通过电源切换控制端口输出信号到U3的4脚，使得U3断开自己的1脚与3脚的连接，并将自己的2脚与3脚接通，这样自检电压就通过R1加到U4的+端，使得U4在本底时的低能辐射粒子能激发其放电，放电脉冲通过U4的-端输送到U1的信号输入端口，由U1检测到该放电脉冲信号，以实现自检。
在正常检测状态，当U4放电时，U1通过放电输出端口输出高电平脉冲信号到Q1和Q2的G极，控制Q1和Q2的D极与S极短时间导通，实现对U4的+极和-极的的放电，之后Q1和Q2恢复到断路状态，使得U4迅速恢复到正常检测状态。
实施例
附图1中，其由信号处理控制单元U1、可调控电源单元U2、单刀双掷开关U3、辐射计数管U4、外部接口电路U5、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5组成，其中：U1的电压控制输出端口与U2的调压控输入端口连接、U1的电源切换控端口与U3的4脚连接、U1的电压A/D输入与R3的2脚及R4的1脚连接、U1的放电控制输出端口与Q1和Q2的G极连接、U1的信号输入端口与U4的-端及R5的1脚及Q2的D极连接、U1的通信接口端口与U5的通信接口端口连接、U1的电源输入端口与U5的电源接口端口和U2的电源输入端口连接、U2的工作电源输出端口与U3的1脚连接、U2的高压电源输出端口与U3的2脚连接、U3的3脚与R1的1脚及R3的1脚连接、R1的2脚与R2的1脚及U4的+端连接、R4的2脚与地连接、R2的2脚与Q1的D极连接、Q1的S极与地连接、Q2的S极与地连接、R5的2脚与地连接。
在自检时，U1的调压控制输出端口输出控制信号到U2的调压控制输入端口后，U2进行电压调节并升压到自检电压水平，并通过U2的高压电源输出端口输出自检电压到U3的2脚，同时，U1通过电源切换控制端口输出信号到U3的4脚，使得U3断开自己的1脚与3脚的连接，并将自己的2脚与3脚接通，这样自检电压就通过R1加到U4的+端，使得U4在本底时的低能辐射粒子能激发其放电，放电脉冲通过U4的-端输送到U1的信号输入端口，由U1检测到该放电脉冲信号，以实现自检。
在正常检测状态，当U4放电时，U1通过放电输出端口输出高电平脉冲信号到Q1和Q2的G极，控制Q1和Q2的D极与S极短时间导通，实现对U4的+极和-极的的放电，之后Q1和Q2恢复到断路状态，使得U4迅速恢复到正常检测状态。

Claims (3)

1.本发明是一种具备无放射源自检的核辐射传感器，其由信号处理控制单元U1、可调控电源单元U2、单刀双掷开关U3、辐射计数管U4、外部接口电路U5、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5组成，其中：U1的电压控制输出端口与U2的调压控制输入端口连接、U1的电源切换控端口与U3的4脚连接、U1的电压A/D输入与R3的2脚及R4的1脚连接、U1的放电控制输出端口与Q1和Q2的G极连接、U1的信号输入端口与U4的-端及R5的1脚及Q2的D极连接、U1的通信接口端口与U5的通信接口端口连接、U1的电源输入端口与U5的电源接口端口和U2的电源输入端口连接、U2的工作电源输出端口与U3的1脚连接、U2的高压电源输出端口与U3的2脚连接、U3的3脚与R1的1脚及R3的1脚连接、R1的2脚与R2的1脚及U4的+端连接、R4的2脚与地连接、R2的2脚与Q1的D极连接、Q1的S极与地连接、Q2的S极与地连接、R5的2脚与地连接。
2.如权利要求1所述的传感器具备无放射源自检功能，自检时，通过对气体计数管两极加高电压到特定电压的方式实现自检，其中：U1的调压控制输出端口输出控制信号到U2的调压控制输入端口后，U2进行电压调节并升压到自检电压水平，并通过U2的高压电源输出端口输出自检电压到U3的2脚，同时，U1通过电源切换控制端口输出信号到U3的4脚，使得U3断开自己的1脚与3脚的连接，并将自己的2脚与3脚接通，这样自检用高电压就通过R1加到U4的+端，使得U4在本底时的低能辐射粒子能激发放电，以实现自检。
3.如权利要求1所述的传感器，在正常检测状态，当U4放电时，U1通过放电输出端口输出高电平脉冲信号，控制Q1和Q2短时间导通，实现对U4的+极和-极的的放电，使得U4迅速恢复到正常检测状态。
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饶贤明: ""多丝正比计数器核电子学电路研制"", 《核电子学与探测技术》 *

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