CN112230265B - 一种氡测量室 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氡测量室，包括收集桶本体，所述收集桶本体底部设置为开口状，且收集桶本体底部设有下底板，所述收集桶本体与下底板通过螺丝固定连接，所述下底板内部设有电路板，所述下底板轴心处开设有安装槽。本发明通过电压差将带正电氡子体推向PIPS半导体探测器位置，衰变产生的α粒子被PIPS半导体探测器探测到，并输出脉冲型号给外部的信号处理电路，根据放射性衰变方程、测量时间等参数，从而计算出测量室内空气的氡浓度，该氡测量室密封性好，电场布置合理，氡子体收集效率高，且导电橡胶物理隔离和铝制外壳配合实现增强探测器抗干扰能力的效果，有效提高了氡测量的准确度。
Description
技术领域
本发明属于氡浓度测量技术领域，具体涉及一种氡测量室。
背景技术
随着我国经济的发展，住宅条件的改善，环境氡问题已越来越突出。氡是导致居民肺癌发生的原因之一，是仅次于吸烟诱发肺癌的第二大因素。近十几年来，世界卫生组织宣布人们所受到的天然辐射中50％是由环境中的氡气造成的，故目前氡气的测定已逐渐成为公众关心的话题。
通常采用探头捕捉的方式估计空气中分子含量，由于不同核素衰变产生的α粒子具有不同能量，它们在探测器中产生的电信号幅度也就不同，在探测器后续电路中，将这些不同幅度的电信号分成若干个部分，称之为感兴趣区(ROI)，这些感兴趣区电信号计数的多少，就对应了相应核素的多少，目前，但是其在实际测量时，存在干扰较多，影响测量精确度。
发明内容
本发明的目的是提供一种氡测量室，通过电压差将带正电氡子体推向PIPS半导体探测器位置，衰变产生的α粒子被PIPS半导体探测器探测到，并输出脉冲型号给外部的信号处理电路，根据放射性衰变方程、测量时间等参数，从而计算出测量室内空气的氡浓度，该氡测量室密封性好，电场布置合理，氡子体收集效率高，且导电橡胶物理隔离和铝制外壳配合实现增强探测器抗干扰能力的效果，有效提高了氡测量的准确度，以解决技术中的上述不足之处。
本发明的发明内容如下：
一种氡测量室，包括收集桶本体，所述收集桶本体底部设置为开口状，且收集桶本体底部设有下底板，所述收集桶本体与下底板通过螺丝固定连接，所述下底板内部设有电路板，所述下底板轴心处开设有安装槽，所述安装槽内固定连接有PIPS半导体探测器，所述PIPS半导体探测器信号接收端设置在收集桶本体内部，所述下底板与收集桶本体的连接处设有双层密封圈，所述PIPS半导体探测器与下底板的连接处设有通电面，所述收集桶本体一侧顶部开设有进气口，所述收集桶本体一侧底部开设有出气口，所述进气口内部设有第一电磁阀，所述出口内部设有第二电磁阀，所述收集桶本体一侧设有气泵，所述气泵输出端与进气口相匹配，所述收集桶本体内侧壁喷涂有内导电漆层，所述收集桶本体外侧壁喷涂有外导电漆层，所述内导电漆层的连接端设有高压导电线，所述外导电漆层的连接端设有接地线。
优选的，所述双层密封圈由橡胶材料制成，所述通电面由导电橡胶材料制成。
优选的，所述进气口和出气口内部均固定连接有流通管，所述流通管由聚四氟乙烯材料制成。
优选的，所述收集桶本体设置为圆顶柱形，且收集桶本体由工程塑料材质制成，所述PIPS半导体探测器底部设有铝制外壳。
优选的，所述螺丝的数量设置为八个，八个所述螺丝均匀环绕分布在下底板底部外侧，且螺丝为内嵌设置。
优选的，所述高压导电线工作电压设置为3000V。
优选的，所述电路板的连接端设有压力传感器，所述压力传感器信号接收端设置在收集桶本体内部，所述电路板的连接端设有单片机，所述单片机的连接端设有计时器。
优选的，所述单片机的输入端设有A/D转换器，所述单片机的输出端设有D/A转换器，所述压力传感器和PIPS半导体探测器均与A/D转换器电性连接，所述计时器与单片机电性连接，所述气泵、第一电磁阀和第二电磁阀均与D/A转换器电性连接。
本发明的有益效果如下：
1、通过电压差将带正电氡子体推向PIPS半导体探测器位置，衰变产生的α粒子被PIPS半导体探测器探测到，并输出脉冲型号给外部的信号处理电路，根据放射性衰变方程、测量时间等参数，从而计算出测量室内空气的氡浓度，该氡测量室密封性好，电场布置合理，氡子体收集效率高，且导电橡胶物理隔离和铝制外壳配合实现增强探测器抗干扰能力的效果，有效提高了氡测量的准确度，该实施方式具体解决了现有技术中存在的空气中氡浓度测量不便的问题；
2、通过第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器、单片机和气泵配合，达到稳压环境，进行密封静电收集法测氡浓度，计算出测量室内空气的氡浓度后由单片机导出测量数据，智能化程度高，与现有技术中相比，安全性好，精确性强。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的整体主视图；
图3为本发明收集桶本体的右视图；
图4为本发明收集桶本体的仰视图；
图5为本发明图1的A部结构放大图；
图6为本发明的控制系统结构示意图。
图中：1.收集桶本体、2.下底板、3.PIPS半导体探测器、4.双层密封圈、5.通电面、6.进气口、7.出气口、8.第一电磁阀、9.第二电磁阀、10.气泵、11.内导电漆层、12.外导电漆层、13.高压导电线、14.接地线、15.压力传感器、16.单片机、17.计时器。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细介绍：
本发明提供了如图1-5所示的一种氡测量室，收集桶本体1，所述收集桶本体1底部设置为开口状，且收集桶本体1底部设有下底板2，所述收集桶本体1与下底板2通过螺丝固定连接，所述下底板2内部设有电路板，所述下底板2轴心处开设有安装槽，所述安装槽内固定连接有PIPS半导体探测器3，所述PIPS半导体探测器3信号接收端设置在收集桶本体1内部，所述下底板2与收集桶本体1的连接处设有双层密封圈4，所述PIPS半导体探测器3与下底板2的连接处设有通电面5，所述收集桶本体1一侧顶部开设有进气口6，所述收集桶本体1一侧底部开设有出气口7，所述进气口6内部设有第一电磁阀8，所述出口内部设有第二电磁阀9，所述收集桶本体1一侧设有气泵10，所述气泵10输出端与进气口6相匹配，所述收集桶本体1内侧壁喷涂有内导电漆层11，所述收集桶本体1外侧壁喷涂有外导电漆层12，所述内导电漆层11的连接端设有高压导电线13，所述外导电漆层12的连接端设有接地线14；
进一步的，在上述技术方案中，所述双层密封圈4由橡胶材料制成，所述通电面5由导电橡胶材料制成；
进一步的，在上述技术方案中，所述进气口6和出气口7内部均固定连接有流通管，所述流通管由聚四氟乙烯材料制成；
进一步的，在上述技术方案中，所述收集桶本体1设置为圆顶柱形，且收集桶本体1由工程塑料材质制成，所述PIPS半导体探测器3底部设有铝制外壳；
进一步的，在上述技术方案中，所述螺丝的数量设置为八个，八个所述螺丝均匀环绕分布在下底板2底部外侧，且螺丝为内嵌设置；
进一步的，在上述技术方案中，所述高压导电线13工作电压设置为3000V；
实施方式具体为：本装置在使用时，将收集桶本体1和下底板2密封扣合后放置于工作台，启动气泵10从进气口6给收集桶本体1内部充气，达到要求后，将高压导电线13连接3000V电压给内导电漆层11供电，并在外导电漆层12上连接接地线14，在收集桶本体1内部，PIPS半导体探测器3与室壁压差约为3000V，氡气衰变的氡子体由于带正电，被正高压推向PIPS半导体探测器3位置，它们衰变产生的α粒子被PIPS半导体探测器3探测到，并输出脉冲型号给外部的信号处理电路，根据放射性衰变方程、测量时间等参数，从而计算出测量室内空气的氡浓度，通过双层密封圈4和通电面5使该氡测量室密封性好，电场布置合理，氡子体收集效率高，且导电橡胶物理隔离和铝制外壳配合实现增强探测器抗干扰能力的效果，有效提高了氡测量的准确度，该实施方式具体解决了现有技术中存在的空气中氡浓度测量不便的问题。
如图1-6所示，所述电路板的连接端设有压力传感器15，所述压力传感器15信号接收端设置在收集桶本体1内部，所述电路板的连接端设有单片机16，所述单片机16的连接端设有计时器17；
进一步的，在上述技术方案中，所述单片机16的输入端设有A/D转换器，所述单片机16的输出端设有D/A转换器，所述压力传感器15和PIPS半导体探测器3均与A/D转换器电性连接，所述计时器17与单片机16电性连接，所述气泵10、第一电磁阀8和第二电磁阀9均与D/A转换器电性连接；
进一步的，在上述技术方案中，所述压力传感器15的型号设置为MIK-P300-B，所述单片机16的型号设置为M68HC1；
本装置在使用时，打开气泵10后，此时第一电磁阀8开启同时第二电磁阀9闭合，收集桶本体1内部压力上升，压力传感器15感测内部气压，当压力值达到设定值时，将信号发送至单片机16，并由其控制第一电磁阀8闭合，同时关闭气泵10，进行密封静电收集法测氡浓度，PIPS半导体探测器3捕捉氡子体衰变产生的α粒子，并由计时器17计算捕捉时间，根据放射性衰变方程、测量时间等参数，从而计算出测量室内空气的氡浓度，并通过单片机16导出测量数据，智能化程度高。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-5，将收集桶本体1和下底板2密封扣合后放置于工作台，启动气泵10从进气口6给收集桶本体1内部充气，达到要求后，将高压导电线13连接3000V电压给内导电漆层11供电，并在外导电漆层12上连接接地线14，在收集桶本体1内部，PIPS半导体探测器3与室壁压差约为3000V，氡气衰变的氡子体由于带正电，被正高压推向PIPS半导体探测器3位置，它们衰变产生的α粒子被PIPS半导体探测器3探测到，并输出脉冲型号给外部的信号处理电路，根据放射性衰变方程、测量时间等参数，从而计算出测量室内空气的氡浓度；
参照说明书附图1-6，打开气泵10后，此时第一电磁阀8开启同时第二电磁阀9闭合，收集桶本体1内部压力上升，压力传感器15感测内部气压，当压力值达到设定值时，将信号发送至单片机16，并由其控制第一电磁阀8闭合，同时关闭气泵10，进行密封静电收集法测氡浓度，PIPS半导体探测器3捕捉氡子体衰变产生的α粒子，并由计时器17计算捕捉时间，根据放射性衰变方程、测量时间等参数，从而计算出测量室内空气的氡浓度。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (7)
1.一种氡测量室，包括收集桶本体(1)、下底板(2)、PIPS半导体探测器(3)、气泵(10)，其特征在于：所述收集桶本体(1)底部设置为开口状，且收集桶本体(1)底部设有下底板(2)，所述收集桶本体(1)与下底板(2)通过螺丝固定连接，所述下底板(2)内部设有电路板，所述下底板(2)轴心处开设有安装槽，所述安装槽内固定连接有PIPS半导体探测器(3)，所述PIPS半导体探测器(3)信号接收端设置在收集桶本体(1)内部，所述下底板(2)与收集桶本体(1)的连接处设有双层密封圈(4)，所述PIPS半导体探测器(3)与下底板(2)的连接处设有通电面(5)，所述收集桶本体(1)一侧顶部开设有进气口(6)，所述收集桶本体(1)一侧底部开设有出气口(7)，所述进气口(6)内部设有第一电磁阀(8)，所述出气口内部设有第二电磁阀(9)，所述收集桶本体(1)一侧设有气泵(10)，所述气泵(10)输出端与进气口(6)相匹配，所述收集桶本体(1)内侧壁喷涂有内导电漆层(11)，所述收集桶本体(1)外侧壁喷涂有外导电漆层(12)，所述内导电漆层(11)的连接端设有高压导电线(13)，所述外导电漆层(12)的连接端设有接地线(14)；所述双层密封圈(4)由橡胶材料制成，所述通电面(5)由导电橡胶材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种氡测量室，其特征在于：所述进气口(6)和出气口(7)内部均固定连接有流通管，所述流通管由聚四氟乙烯材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种氡测量室，其特征在于：所述收集桶本体(1)设置为圆顶柱形，且收集桶本体(1)由工程塑料材质制成，所述PIPS半导体探测器(3)底部设有铝制外壳。
4.根据权利要求1所述的一种氡测量室，其特征在于：所述螺丝的数量设置为八个，八个所述螺丝均匀环绕分布在下底板(2)底部外侧，且螺丝为内嵌设置。
5.根据权利要求1所述的一种氡测量室，其特征在于：所述高压导电线(13)工作电压设置为3000V。
6.根据权利要求1所述的一种氡测量室，其特征在于：所述电路板的连接端设有压力传感器(15)，所述压力传感器(15)信号接收端设置在收集桶本体(1)内部，所述电路板的连接端设有单片机(16)，所述单片机(16)的连接端设有计时器(17)。
7.根据权利要求6所述的一种氡测量室，其特征在于：所述单片机(16)的输入端设有A/D转换器，所述单片机(16)的输出端设有D/A转换器，所述压力传感器(15)和PIPS半导体探测器(3)均与A/D转换器电性连接，所述计时器(17)与单片机(16)电性连接，所述气泵(10)、第一电磁阀(8)和第二电磁阀(9)均与D/A转换器电性连接。
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