CN112319808A - 用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，包括空中标识器，以及投放回收终端和管理终端；所述空中标识器用于飞行至辐射污染地区空域内的对应监测点，并获取和发送对应监测点位置的辐射强度数据和空中位置数据；所述投放回收终端用于存放所述空中标识器；所述管理终端用于控制所述空中标识器飞行，以使得所述空中标识器飞出所述投放回收终端到达对应监测点或飞回所述投放回收终端；同时所述管理终端还能够接收所述空中标识器发送的辐射强度数据和空中位置数据。本发明中的空中标识器投放、回收系统能够投放和回收空中标识器，并能够获取辐射污染地区空域内的辐射数据，从而能够提升空中辐射监测的监测效果。

Description

用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统

技术领域

本发明涉及标记测量技术领域，具体涉及用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统。

背景技术

辐射指的是由场源发出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播，而后不再返回场源的现象，能量以电磁波或粒子（如阿尔法粒子、贝塔粒子等）的形式向外扩散。辐射对于人体的危害极大，所以，当辐射污染事故（例如核泄漏或化学泄漏导致的辐射污染）出现时，需要及时对辐射污染地区进行监测，以尽可能的降低辐射污染的影响力。

陆地辐射污染监测，是在辐射污染地区内的各个监测点投放辐射标识器，现有的辐射标识器一般包括承重部和固设于承重部顶部的标识杆。然而，辐射污染事故发生时，不止陆地上存在辐射污染，空中也会存在不同程度的辐射污染，因为辐射源物质会随风飘散在空中，进而在空中实现辐射“扩散”。为了实现空中辐射监测，申请人想到设计一种能够飞行的空中标识器，其能够飞行至辐射污染地区空域内的指定监测点，同时空中标识器上还设置有辐射测量单元，用于测量监测点位置的辐射强度数据。

陆地上使用的辐射标识器，一般通过标识器投放装置来投放和回收。使用时，将标识器投放装置设置于监测车上，然后控制监测车在辐射污染地区内移动并投放辐射标识器。然而，对于空中标识器的投放和回收，现有技术中还不存在相应的装置或系统。因此，申请人想到设计一种用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其能够投放和回收空中标识器，并能够获取辐射污染地区空域内的辐射数据。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够投放和回收空中标识器，并能够获取辐射污染地区空域内的辐射数据的空中标识器投放、回收系统，从而能够提升空中辐射监测的监测效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，包括空中标识器，以及投放回收终端和管理终端；

所述空中标识器用于飞行至辐射污染地区空域内的对应监测点，并获取和发送对应监测点位置的辐射强度数据和空中位置数据；所述投放回收终端用于存放所述空中标识器；所述管理终端用于控制所述空中标识器飞行，以使得所述空中标识器飞出所述投放回收终端到达对应监测点或飞回所述投放回收终端；同时所述管理终端还能够接收所述空中标识器发送的辐射强度数据和空中位置数据。

优选的，所述投放回收终端包括设置有开口端的回收仓，设置于所述回收仓开口端上的仓门，以及用于驱动所述仓门动作以开启或关闭所述回收仓的驱动机构；所述回收仓具有用于存放所述空中标识器的内腔；所述仓门的尺寸与所述回收仓开口端的尺寸相适应并能够遮挡或露出所述开口端；所述驱动机构受控于所述管理终端。

优选的，所述仓门通过设置的仓门转轴转动连接于所述回收仓开口端上；所述驱动机构包括设置于所述回收仓上且受控于所述管理终端的驱动电机，与所述驱动电机的动力输出端传动连接的主动齿轮，以及与所述主动齿轮传动啮合且同轴固设于所述仓门转轴上的从动齿轮。

优选的，所述空中标识器上设置有近场标识单元，所述回收仓上设置有能够与所述近场标识单元建立近场通信连接的近场识别单元，所述近场识别单元与所述管理终端通信连接；所述空中标识器飞行至其近场标识单元与所述回收仓的近场识别单元近场通信连接的位置时，所述管理终端控制所述驱动机构开启所述回收仓以供所述空中标识器进入。

优选的，所述管理终端接收到投放指令时，首先控制所述驱动机构开启所述回收仓，然后控制所述空中标识器飞出所述回收仓并飞行至对应监测点；所述管理终端接收到回收指令时，首先控制所述驱动机构开启所述回收仓，然后控制所述空中标识器飞回所述回收仓内。

优选的，所述空中标识器包括测量通信部和用于带动所述测量通信部飞行至对应监测点的飞行单元，所述飞行单元受控于所述管理终端；所述测量通信部包括内部具有安装腔的壳体；所述壳体的安装腔内具有多个独立腔室，包括安装有组网通信单元的通信室和安装有辐射测量单元的测量室；所述壳体的安装腔内还设置有用于获取空中位置数据的定位单元；

所述通信室为密闭腔室；所述组网通信单元安装时密闭设置于所述通信室内；所述测量室贯穿所述壳体并与外界连通设置；所述辐射测量单元安装时其测量端朝外设置并能够与外界接触。

优选的，所述壳体包括内部中空且顶部敞口的下壳身，以及能够与所述下壳身的敞口端可拆卸配合的顶盖板；所述通信室和所述测量室均设置于所述下壳身的中空部内；所述飞行单元通过设置的连接杆与所述顶盖板固定连接。

优选的，所述组网通信单元具有通信天线；所述飞行单元的连接杆具有沿中轴线贯通设置且贯穿所述飞行单元的中空部；所述通信室靠近所述顶盖板设置，且所述顶盖板上设置有用于连通所述连接杆的中空部和所述通信室的安装通孔；所述组网通信单元安装时其通信天线能够穿过所述顶盖板的安装通孔插入所述连接杆的中空部内。

优选的，所述下壳身的敞口端呈圆形，所述顶盖板为圆形板且外形尺寸与所述下壳身的敞口端相适应；所述下壳身敞口端的内周侧边缘设置有内螺纹，所述顶盖板的外周侧边缘设置有与所述下壳身敞口端的内螺纹相适应的外螺纹，所述顶盖板与所述下壳身的敞口端螺纹可拆卸配合。

优选的，所述安装通孔设置于所述顶盖板的轴心处；所述连接杆与所述顶盖板同轴布置，且其中空部的中轴线与所述安装通孔的中轴线重合。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明中，管理终端能够控制空中标识器飞行，使得空中标识器飞出投放回收终端到达对应监测点或飞回投放回收终端，即能够实现空中标识器的投放和回收。其次，空中标识器能够获取对应监测点位置的辐射强度数据和空中位置数据并发送至管理终端用于空中辐射监测，从而能够提升空中辐射监测的监测效果。

2、本发明中，飞行单元能够带动测量通信部在辐射污染地区空域内飞行，并到达指定的监测点，而辐射测量单元能够获取监测点处的辐射强度数据，定位单元能够获取监测点的空中位置数据，组网通信单元能够与管理终端组网通信，并将辐射强度数据和空中位置数据回传至管理终端，从而能够很好的辅助完成空中辐射监测。

3、本发明中，壳体的内腔分隔成了相互独立的通信室和测量室（为了将壳体内腔分隔成多个独立的腔室，在壳体内腔里填充了防辐射混凝土巨欧铅），使得组网通信单元的组网通信不容易受到辐射测量单元工作（辐射测量单元工作时需尽可能的与外界辐射污染接触）的影响。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为实施例一中投放回收终端仓门关闭时的结构示意图；

图2为实施例一中投放回收终端仓门开启时的结构示意图；

图3为实施例一中回收仓和仓门的正视剖视图；

图4为实施例二中用于空中辐射监测的空中标识装置的结构示意图；

图5为实施例二中用于空中辐射监测的空中标识装置的正视剖视图；

图6为实施例二中下壳身和顶盖板的俯视图。

说明书附图中的附图标记包括：回收仓101、仓门102、仓门转轴103、驱动电机104、主动齿轮105、从动齿轮106、空中标识器1、下壳身11、顶盖板12、飞行单元2、连接杆3、中空部31、组网通信单元4、通信室41、定位单元5、辐射测量单元6、测量室61、独立电源7、电源室71、通信天线8。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例一：

本实施例中公开了用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统。

用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，包括空中标识器，以及投放回收终端和管理终端。空中标识器用于飞行至辐射污染地区空域内的对应监测点，并获取和发送对应监测点位置的辐射强度数据和空中位置数据；投放回收终端用于存放空中标识器；管理终端用于控制空中标识器飞行，以使得空中标识器飞出投放回收终端到达对应监测点或飞回投放回收终端；同时管理终端还能够接收空中标识器发送的辐射强度数据和空中位置数据。本实施例中，管理终端为现有的后台服务器，其能够控制空中标识器飞行，并能够接收和处理辐射强度数据和空中位置数据。

本发明中，管理终端能够控制空中标识器飞行，使得空中标识器飞出投放回收终端到达对应监测点或飞回投放回收终端，即能够实现空中标识器的投放和回收。其次，空中标识器能够获取对应监测点位置的辐射强度数据和空中位置数据并发送至管理终端用于空中辐射监测，从而能够提升空中辐射监测的监测效果。

具体实施过程中，结合图1和图2所示，投放回收终端包括设置有开口端的回收仓101，设置于回收仓101开口端上的仓门102，以及用于驱动仓门102动作以开启或关闭回收仓101的驱动机构；回收仓101具有用于存放空中标识器的内腔；仓门102的尺寸与回收仓101开口端的尺寸相适应并能够遮挡或露出开口端；驱动机构受控于管理终端。

实际辐射监测过程中，回收仓101可设置于监测车上或船舶上。管理终端接收到投放指令时，首先控制驱动机构开启回收仓101，然后控制空中标识器飞出回收仓101并飞行至对应监测点。管理终端接收到回收指令时，首先控制驱动机构开启回收仓101，然后控制空中标识器飞回回收仓101内。本发明通过回收仓101能够很好的对空中标识器进行存放和保护，同时，通过控制驱动机构能够方便的启闭回收仓101，有利于空中标识器的投放和回收。

具体实施过程中，结合图3所示：仓门102通过设置的仓门转轴103转动连接于回收仓101开口端上；驱动机构包括设置于回收仓101上且受控于管理终端的驱动电机104，与驱动电机104的动力输出端传动连接的主动齿轮105，以及与主动齿轮105传动啮合且同轴固设于仓门转轴103上的从动齿轮106。

实际工作时，管理终端控制回收仓101启闭时，首先控制驱动电机104启动，由驱动电机104的动力输出端带动主动齿轮105转动，进而带动从动齿轮106和仓门转轴103转动，从而驱动仓门102动作以开启或关闭回收仓101。本发明中驱动机构不仅结构简单，还具有控制方便和工作稳定的优势。

具体实施过程中，空中标识器上设置有近场标识单元，回收仓101上设置有能够与近场标识单元建立近场通信连接的近场识别单元，近场识别单元与管理终端通信连接；空中标识器飞行至其近场标识单元与回收仓101的近场识别单元近场通信连接的位置时，管理终端控制驱动机构开启回收仓101以供空中标识器进入。本实施例中，近场标识单元为现有的RFID标识卡，近场识别单元为现有的RFID识别器。

实际辐射监测过程中，空中辐射监测完成后需要回收空中标识器。本发明中当空中标识器飞行至其近场标识单元与回收仓101的近场识别单元近场通信连接的位置时，近场识别单元能够向管理终端发送相应的回收信号，管理终端控制驱动机构开启回收仓101以供空中标识器进入，从而完成空中标识器的回收。本发明中，通过近场通信的方式判断待回收的空中标识器是否飞行至回收仓101附近，进而完成回收仓101开启或关闭的控制，这种判断和控制的方式具有响应快速和判断准确的优势，有利于提升空中标识器的回收效果。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，公开了空中标识器的结构。

结合图4和图5所示：本实施例中的空中标识器1包括测量通信部和用于带动测量通信部飞行至对应监测点的飞行单元2；测量通信部包括内部具有安装腔的壳体；壳体的安装腔内具有多个独立腔室，包括安装有组网通信单元4的通信室41和安装有辐射测量单元6的测量室61；壳体的安装腔内还设置有用于获取空中位置数据的定位单元5；

通信室41为密闭腔室；组网通信单元4安装时密闭设置于通信室41内；测量室61贯穿壳体并与外界连通设置；辐射测量单元6安装时其测量端朝外设置并能够与外界接触。本实施例中，飞行单元2为现有技术中成熟使用的无人机，其受控于管理终端；辐射测量单元6为现有的辐射强度测量仪器；定位单元5为现有无人机上使用的定位模块其能够获取当前的位置数据和高度数据；组网通信单元4与管理终端的组网通信方式为GPRS网络通信；管理终端为现有的后台服务器，其能够控制飞行单元2带动测量通信部飞行，并能够接收和处理辐射强度数据和空中位置数据。

本发明中，飞行单元2能够带动测量通信部在辐射污染地区空域内飞行，并到达指定的监测点，而辐射测量单元6能够获取监测点处的辐射强度数据，定位单元5能够获取监测点的空中位置数据，组网通信单元4能够与管理终端组网通信，并将辐射强度数据和空中位置数据回传至管理终端，从而能够很好的辅助完成空中辐射监测。其次，壳体的内腔分隔成了相互独立的通信室41和测量室61(为了将壳体内腔分隔成多个独立的腔室，在壳体内腔里填充了防辐射混凝土巨欧铅)，使得组网通信单元4的组网通信不容易受到辐射测量单元6工作(辐射测量单元6工作时需尽可能的与外界辐射污染接触)的影响。同时，组网通信单元4密闭安装于通信室41内，也不容易受到外界辐射的影响。此外，测量室61贯穿壳体并与外界连通设置，使得辐射测量单元6的测量端朝外设置并能够与外界的辐射污染直接接触，能够很好的保证辐射测量单元6的测量效果和精度，从而能够辅助提升空中辐射监测的监测效果。

具体实施过程中，壳体包括内部中空且顶部敞口的下壳身11，以及能够与下壳身11的敞口端可拆卸配合的顶盖板12；通信室41和测量室61均设置于下壳身11的中空部31内；飞行单元2通过设置的连接杆3与顶盖板12固定连接。

本发明的壳体为可拆卸的下壳身11和顶盖板12，这样能够通过拆装顶盖板12的方式，方便的更换或安装组网通信单元4、定位单元5及其他必要组件，能够提升辐射标识器的使用便捷性。

具体实施过程中，组网通信单元4具有通信天线8；飞行单元2的连接杆3具有沿中轴线贯通设置且贯穿飞行单元2的中空部31；通信室41靠近顶盖板12设置，且顶盖板12上设置有用于连通连接杆3的中空部31和通信室41的安装通孔；组网通信单元4安装时其通信天线8能够穿过顶盖板12的安装通孔插入连接杆3的中空部31内。

本发明中的组网通信单元4具有通信天线8，使用时需要将通信天线8拉伸、展开，才能达到理想的组网通信效果。所以，本发明中在连接杆3上设置了中空部31，使用时组网通信单元4的通信天线8能够穿过顶盖板12的安装通孔插入连接杆3的中空部31内，实现通信天线8的拉伸和展开，从而能够保证组网通信单元4的通信效果。同时，通信天线8与连接杆3的配合结构，不仅具有结构紧凑、简洁的优势，还能够在通信天线8外周侧形成保护层，有利于更好的辅助组网通信单元4通信。

具体实施过程中，结合图6所示，下壳身11的敞口端呈圆形，顶盖板12为圆形板且外形尺寸与下壳身11的敞口端相适应；下壳身11敞口端的内周侧边缘设置有内螺纹，顶盖板12的外周侧边缘设置有与下壳身11敞口端的内螺纹相适应的外螺纹，顶盖板12与下壳身11的敞口端螺纹可拆卸配合。

本发明中，下壳身11可设置为中空的半球形或长方体形；而螺纹可拆卸配合的安装方式，还具有拆装方便，且密封性好的优点。

具体实施过程中，安装通孔设置于顶盖板12的轴心处；连接杆3与顶盖板12同轴布置，且其中空部31的中轴线与安装通孔的中轴线重合。

顶盖板12安装或拆卸时均需要旋转。所以，本发明的连接杆3与顶盖板12同轴布置且中空部31的中轴线与安装通孔的中轴线重合(安装通孔设置于顶盖板12的轴心处)，使得顶盖板12安装或拆卸时的旋转均不会影响或损坏通信天线8，有利于更好的辅助组网通信单元4通信。

具体实施过程中，测量室61设置于通信室41下方，且测量室61和通信室41之间还设置有辐射屏蔽层。本实施例中，辐射屏蔽层为铅制成。

由于辐射测量单元6工作时需要尽可能的与外界辐射污染接触，而通信组网单元的组网通信效果很容易受到辐射的影响。所以，本发明在测量室61和通信室41之间设置有辐射屏蔽层，目的是为了更好的隔离组网通信单元4。保证其通信效果。同时，铅是最好的防辐射材料之一，有利于更好的辅助组网通信单元4通信。

具体实施过程中，壳体的安装腔内还具有安装有独立电源7的电源室71；独立电源7用于为组网通信单元4、辐射测量单元6和定位单元5提供电能。本实施例中，电源室71设置于测量室61和通信室41的旁侧位置。

现有的组网通信单元4和辐射测量单元6一般会自带电源，但其自带电源的电能很有限，而辐射监测又是一个时间很长的监测过程中。所以，本发明在壳体的内腔内设置了独立电源7，用于为组网通信单元4、辐射测量单元6和定位单元5提供电能，能够保证辐射标识器的续航效果。同时，将电源室71设置于测量室61和通信室41的旁侧位置，有利于独立电源7更好的布置供电线缆。

具体实施过程中，定位单元5设置于通信室41内。

本发明中，将定位单元5设置于通信室41内能够避免定位单元5受到辐射测量单元6工作(辐射测量单元6工作时需尽可能的与外界辐射污染接触)的影响，有利于保证定位单元5的定位准确性。

具体实施过程中，下壳身11和顶盖板12为铅材料制成，且下壳身11和顶盖板12的厚度大于或等于2cm。

本发明中，下壳身11和顶盖板12为铅材料制成，而铅材料是最好的防辐射材料之一，有利于更好的辅助组网通信单元4通信。同时，下壳身11和顶盖板12的厚度大于或等于2cm，目的是为了更好的屏蔽辐射。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：包括空中标识器，以及投放回收终端和管理终端；

所述空中标识器用于飞行至辐射污染地区空域内的对应监测点，并获取和发送对应监测点位置的辐射强度数据和空中位置数据；

所述投放回收终端用于存放所述空中标识器；

所述管理终端用于控制所述空中标识器飞行，以使得所述空中标识器飞出所述投放回收终端到达对应监测点或飞回所述投放回收终端；同时所述管理终端还能够接收所述空中标识器发送的辐射强度数据和空中位置数据。

2.如权利要求1所述的用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：所述投放回收终端包括设置有开口端的回收仓，设置于所述回收仓开口端上的仓门，以及用于驱动所述仓门动作以开启或关闭所述回收仓的驱动机构；

所述回收仓具有用于存放所述空中标识器的内腔；所述仓门的尺寸与所述回收仓开口端的尺寸相适应并能够遮挡或露出所述开口端；所述驱动机构受控于所述管理终端。

3.如权利要求2所述的用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：所述仓门通过设置的仓门转轴转动连接于所述回收仓开口端上；所述驱动机构包括设置于所述回收仓上且受控于所述管理终端的驱动电机，与所述驱动电机的动力输出端传动连接的主动齿轮，以及与所述主动齿轮传动啮合且同轴固设于所述仓门转轴上的从动齿轮。

4.如权利要求2所述的用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：所述空中标识器上设置有近场标识单元，所述回收仓上设置有能够与所述近场标识单元建立近场通信连接的近场识别单元，所述近场识别单元与所述管理终端通信连接；

所述空中标识器飞行至其近场标识单元与所述回收仓的近场识别单元近场通信连接的位置时，所述管理终端控制所述驱动机构开启所述回收仓以供所述空中标识器进入。

5.如权利要求2所述的用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：所述管理终端接收到投放指令时，首先控制所述驱动机构开启所述回收仓，然后控制所述空中标识器飞出所述回收仓并飞行至对应监测点；所述管理终端接收到回收指令时，首先控制所述驱动机构开启所述回收仓，然后控制所述空中标识器飞回所述回收仓内。

6.如权利要求1所述的用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：所述空中标识器包括测量通信部和用于带动所述测量通信部飞行至对应监测点的飞行单元，所述飞行单元受控于所述管理终端；

所述测量通信部包括内部具有安装腔的壳体；所述壳体的安装腔内具有多个独立腔室，包括安装有组网通信单元的通信室和安装有辐射测量单元的测量室；所述壳体的安装腔内还设置有用于获取空中位置数据的定位单元；

所述通信室为密闭腔室；所述组网通信单元安装时密闭设置于所述通信室内；

所述测量室贯穿所述壳体并与外界连通设置；所述辐射测量单元安装时其测量端朝外设置并能够与外界接触。

7.如权利要求6所述的用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：所述壳体包括内部中空且顶部敞口的下壳身，以及能够与所述下壳身的敞口端可拆卸配合的顶盖板；所述通信室和所述测量室均设置于所述下壳身的中空部内；所述飞行单元通过设置的连接杆与所述顶盖板固定连接。

8.如权利要求7所述的用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：所述组网通信单元具有通信天线；

所述飞行单元的连接杆具有沿中轴线贯通设置且贯穿所述飞行单元的中空部；所述通信室靠近所述顶盖板设置，且所述顶盖板上设置有用于连通所述连接杆的中空部和所述通信室的安装通孔；所述组网通信单元安装时其通信天线能够穿过所述顶盖板的安装通孔插入所述连接杆的中空部内。

9.如权利要求8所述的用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：所述下壳身的敞口端呈圆形，所述顶盖板为圆形板且外形尺寸与所述下壳身的敞口端相适应；所述下壳身敞口端的内周侧边缘设置有内螺纹，所述顶盖板的外周侧边缘设置有与所述下壳身敞口端的内螺纹相适应的外螺纹，所述顶盖板与所述下壳身的敞口端螺纹可拆卸配合。

10.如权利要求9所述的用于辐射监测的空中标识器投放、回收系统，其特征在于：所述安装通孔设置于所述顶盖板的轴心处；所述连接杆与所述顶盖板同轴布置，且其中空部的中轴线与所述安装通孔的中轴线重合。

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