CN115793015A - 一种耐辐照伽马核辐射探测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐辐照伽马核辐射探测装置，包括电子学模块、辐射屏蔽腔体、辐射屏蔽结构组件、探测器组件和探测装置结构组件；电子学模块设置在辐射屏蔽腔体内；辐射屏蔽腔体设置在辐射屏蔽结构组件内；辐射屏蔽结构组件设置在探测装置结构组件内；探测器组件设置在探测装置结构组件的一侧。本发明的耐辐照伽马核辐射探测装置适用于核电站黄区和红区等具有较强核辐射照射环境，可完成核辐射探测、分析、处理和传输，解决了现有核电站黄区和红区伽马核辐射探测装置测量长期稳定性差、测量数据波动大、施工工艺要求高和维护保养难度大的问题。
Description
技术领域
本发明属于辐射探测技术领域，具体涉及一种耐辐照伽马核辐射探测装置。
背景技术
耐辐照伽马核辐射探测装置主要是用于核电站的黄区和红区等场所的伽马剂量率测量，这些场所的核辐射剂量水平较高，常规核辐射探测装置容易被辐照损坏。现有技术通常采用探测器和电子学分离，通过铠装线缆连接实现探测，由于探测器直接输出的电流只有飞安级，在长距离线缆传输过程中容易出现震动、电磁辐射和机械应力等环境影响，不利于装置长期稳定运行和可靠探测，且施工工艺要求高，维护保养难度大。
发明内容
本发明为了解决以上问题，提出了一种耐辐照伽马核辐射探测装置。
本发明的技术方案是：一种耐辐照伽马核辐射探测装置包括电子学模块、辐射屏蔽腔体、辐射屏蔽结构组件、探测器组件和探测装置结构组件；
电子学模块设置在辐射屏蔽腔体内；辐射屏蔽腔体设置在辐射屏蔽结构组件内；辐射屏蔽结构组件设置在探测装置结构组件内；探测器组件设置在探测装置结构组件的一侧；
电子学模块用于进行电源管理、采集电压脉冲以及对数字信号进行滤波、本底扣除和剂量转换；辐射屏蔽腔体用于固定电子学模块；辐射屏蔽结构组件用于隔离电离辐射、封装电子学模块以及提供内部线缆走线；探测器组件用于探测伽马射线；探测装置结构组件用于固定探测器组件和辐射屏蔽结构组件，并提供内部线缆走线。
进一步地，电子学模块包括前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元、数据传输单元和电源管理单元；
前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元和数据传输单元依次通信连接；前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元和数据传输单元均与电源管理单元电性连接。
进一步地，前放单元用于接收探测器组件的输出电荷，将电荷转换为电压脉冲，并输出至信号调理单元；
信号调理单元用于接收电压脉冲，对电压脉冲进行放大和整形，并输出至模数转换单元；
模数转换单元用于接收进行放大和整形后的电压脉冲，将放大和整形后的电压脉冲转换为数字信号，并输出至数据处理单元；
数据处理单元用于接收数字信号，对数字信号进行滤波、本底扣除和剂量转换，并输出至数据传输单元；
数据传输单元用于接收进行滤波、本底扣除和剂量转换后的数字信号，并向外输出至就地显示装置；
电源管理单元用于为前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元和数据传输单元供电。
进一步地，第一铅盖、第二铅盖和铅筒；
电子学模块设置在铅筒内；第一铅盖和第二铅盖分别设置于铅筒的顶部和底部。
进一步地，包括第一高压连接器、第一信号连接器、压板、连接板和第一双铜轴连接器；
第一高压连接器和信号连接器设置压板上；第一双铜轴连接器设置在连接板上；压板和连接板通过螺钉连接。
进一步地，探测装置结构组件包括第二信号连接器、盖板、大密封圈和外壳；
第二信号连接器设置在盖板上；盖板和外壳通过螺钉连接；大密封圈设置在盖板的一侧。
进一步地，探测器组件包括小密封圈、第二高压连接器、第二双铜轴连接器和探测器腔室；
第二高压连接器和第二双铜轴连接器设置在探测器腔室的一侧；小密封圈设置在探测器腔室的一侧。
本发明的有益效果是：本发明的耐辐照伽马核辐射探测装置适用于核电站黄区和红区等具有较强核辐射照射环境，可完成核辐射探测、分析、处理和传输，解决了现有核电站黄区和红区伽马核辐射探测装置测量长期稳定性差、测量数据波动大、施工工艺要求高和维护保养难度大的问题。
附图说明
图1为耐辐照伽马核辐射探测装置的结构图；
图2为电子学模块的结构图；
图3为耐辐照伽马核辐射探测装置的爆炸图；
图4为辐射屏蔽腔体的结构图；
图5为辐射屏蔽结构组件的结构图；
图6为第一高压连接器、第一信号连接器和压板组合的结构图；
图7为连接板和第一双铜轴连接器组合的结构图；
图8为第二信号连接器的结构图；
图9为盖板的结构图；
图10为外壳的结构图；
图11为第二高压连接器、第二双铜轴连接器和探测器腔室组合的结构图；
图12为耐辐照伽马核辐射探测装置的整体装配图；
图中，1、第二信号连接器；2、盖板；3、大密封圈；4、第一高压连接器；5、第一信号连接器；6、压板；7-1、第一铅盖；7-2、第二铅盖；8、电子学模块；9、铅筒；10、连接板；11、第一双铜轴连接器；12、外壳；13、小密封圈；14、第二高压连接器；15、第二双铜轴连接器；16、探测器腔室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种耐辐照伽马核辐射探测装置，包括电子学模块8、辐射屏蔽腔体、辐射屏蔽结构组件、探测器组件和探测装置结构组件；
电子学模块8设置在辐射屏蔽腔体内；辐射屏蔽腔体设置在辐射屏蔽结构组件内；辐射屏蔽结构组件设置在探测装置结构组件内；探测器组件设置在探测装置结构组件的一侧；
电子学模块8用于进行电源管理、采集电压脉冲以及对数字信号进行滤波、本底扣除和剂量转换；
辐射屏蔽腔体用于固定电子学模块8；
辐射屏蔽结构组件用于隔离电离辐射、封装电子学模块8以及提供内部线缆走线；
探测器组件用于探测伽马射线；
探测装置结构组件用于固定探测器组件和辐射屏蔽结构组件，并提供内部线缆走线。
电子学模块8还用于实现电源管理、对外通信管理、给电离室提供高压电源、采集电离室电流信号以及将电流信号转换为电压信号并放大。
在本发明实施例中，如图2所示，电子学模块8包括前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元、数据传输单元和电源管理单元；
前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元和数据传输单元依次通信连接；前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元和数据传输单元均与电源管理单元电性连接。
在本发明实施例中，前放单元用于接收探测器组件的输出电荷，将电荷转换为电压脉冲，并输出至信号调理单元；
信号调理单元用于接收电压脉冲，对电压脉冲进行放大和整形，并输出至模数转换单元；
模数转换单元用于接收进行放大和整形后的电压脉冲，将放大和整形后的电压脉冲转换为数字信号，并输出至数据处理单元；
数据处理单元用于接收数字信号，对数字信号进行滤波、本底扣除和剂量转换，并输出至数据传输单元；
数据传输单元用于接收进行滤波、本底扣除和剂量转换后的数字信号，并向外输出至就地显示装置；
电源管理单元用于为前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元和数据传输单元供电。
在本发明实施例中，如图3所示，为耐辐照伽马核辐射探测装置的爆炸图，电子学模块8安装在辐射屏蔽腔体内整体密封，辐射屏蔽腔体安装在辐射屏蔽组件内整体密封，辐射屏蔽组件和探测器组件安装在探测装置结构组件内整体密封。
在本发明实施例中，如图4所示，第一铅盖7-1、第二铅盖7-2和铅筒9；
电子学模块8设置在铅筒9内；第一铅盖7-1和第二铅盖7-2分别设置于铅筒9的顶部和底部。
第一铅盖7-1、第二铅盖7-2和铅筒9形成一个密闭的辐射屏蔽腔体，在与铅盖表面呈锐角关系的方向开通孔用于过电源和信号线。
在本发明实施例中，如图5所示，包括第一高压连接器4、第一信号连接器5、压板6、连接板10和第一双铜轴连接器11；
第一高压连接器4和信号连接器5设置压板6上；第一双铜轴连接器11设置在连接板10上；压板6和连接板10通过螺钉连接。
如图6-7所示，第一高压连接器4实现辐射屏蔽腔体内高压输出，信号连接器5实现电子学模块供电和RS485总线传输，压板6和连接板10通过螺钉紧固实现辐射屏蔽腔体外形结构装配，第一双铜轴连接器11实现电子学模块信号输入。
在本发明实施例中，如图8-10所示，探测装置结构组件包括第二信号连接器1、盖板2、大密封圈3和外壳12；
第二信号连接器1设置在盖板2上；盖板2和外壳12通过螺钉连接；大密封圈3设置在盖板2的一侧。
第二信号连接器1实现装置供电和RS485总线传输，盖板2和外壳12通过螺钉紧固实现探测装置组件整体外形结构装配。
在本发明实施例中，如图11所示，探测器组件包括小密封圈13、第二高压连接器14、第二双铜轴连接器15和探测器腔室16；
第二高压连接器14和第二双铜轴连接器15设置在探测器腔室16的一侧；小密封圈13设置在探测器腔室16的一侧。
小密封圈13实现外壳内壁12与探测器组件之间的绝缘和减震，第二高压连接器14给探测器腔室提供高压，第二双铜轴连接器15实现探测器组件电荷信号输出，探测器腔室实现电离室装配、绝缘和密封。
第一信号连接器5与第二信号连接器1形成电气连接，第二信号连接器1与电子学模块形成电气连接，实现探测装置电源输入和RS485通信；第一高压连接器4与第二高压连接器14实现电气连接，第一高压连接器4与电子学模块8形成电气连接，第二高压连接器14与电离室形成电气连接，实现电子学模块8为电离室提供高压输入；第一双同轴连接器11与第二双同轴连接器15实现电气连接，第一双同轴连接器11与电子学模块8形成电气连接，第二双同轴连接器15与电离室形成电气连接，实现电离室信号输入电子学模块8。辐射屏蔽腔体材料可以为铅、钨、钢和钽中的任一一种或其组合。
在本发明实施例中，如图12所示，为耐辐照伽马核辐射探测装置的整体装配图，其为一体化装置。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种耐辐照伽马核辐射探测装置，其特征在于，包括电子学模块(8)、辐射屏蔽腔体、辐射屏蔽结构组件、探测器组件和探测装置结构组件；
所述电子学模块(8)设置在辐射屏蔽腔体内；所述辐射屏蔽腔体设置在辐射屏蔽结构组件内；所述辐射屏蔽结构组件设置在探测装置结构组件内；所述探测器组件设置在探测装置结构组件的一侧；
所述电子学模块(8)用于进行电源管理、采集电压脉冲以及对数字信号进行滤波、本底扣除和剂量转换；
所述辐射屏蔽腔体用于固定电子学模块(8)；
所述辐射屏蔽结构组件用于隔离电离辐射、封装电子学模块(8)以及提供内部线缆走线；
所述探测器组件用于探测伽马射线；
所述探测装置结构组件用于固定探测器组件和辐射屏蔽结构组件，并提供内部线缆走线。
2.根据权利要求1所述的耐辐照伽马核辐射探测装置，其特征在于，所述电子学模块(8)包括前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元、数据传输单元和电源管理单元；
所述前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元和数据传输单元依次通信连接；所述前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元和数据传输单元均与电源管理单元电性连接。
3.根据权利要求2所述的耐辐照伽马核辐射探测装置，其特征在于，所述前放单元用于接收探测器组件的输出电荷，将电荷转换为电压脉冲，并输出至信号调理单元；
所述信号调理单元用于接收电压脉冲，对电压脉冲进行放大和整形，并输出至模数转换单元；
所述模数转换单元用于接收进行放大和整形后的电压脉冲，将放大和整形后的电压脉冲转换为数字信号，并输出至数据处理单元；
所述数据处理单元用于接收数字信号，对数字信号进行滤波、本底扣除和剂量转换，并输出至数据传输单元；
所述数据传输单元用于接收进行滤波、本底扣除和剂量转换后的数字信号，并向外输出至就地显示装置；
所述电源管理单元用于为前放单元、信号调理单元、模数转换单元、数据处理单元和数据传输单元供电。
4.根据权利要求1所述的耐辐照伽马核辐射探测装置，其特征在于，所述辐射屏蔽腔体包括第一铅盖(7-1)、第二铅盖(7-2)和铅筒(9)；
所述电子学模块(8)设置在铅筒(9)内；所述第一铅盖(7-1)和第二铅盖(7-2)分别设置于铅筒(9)的顶部和底部。
5.根据权利要求1所述的耐辐照伽马核辐射探测装置，其特征在于，所述辐射屏蔽结构组件包括第一高压连接器(4)、第一信号连接器(5)、压板(6)、连接板(10)和第一双铜轴连接器(11)；
所述第一高压连接器(4)和信号连接器(5)设置压板(6)上；所述第一双铜轴连接器(11)设置在连接板(10)上；所述压板(6)和连接板(10)通过螺钉连接。
6.根据权利要求1所述的耐辐照伽马核辐射探测装置，其特征在于，所述探测装置结构组件包括第二信号连接器(1)、盖板(2)、大密封圈(3)和外壳(12)；
所述第二信号连接器(1)设置在盖板(2)上；所述盖板(2)和外壳(12)通过螺钉连接；所述大密封圈(3)设置在盖板(2)的一侧。
7.根据权利要求1所述的耐辐照伽马核辐射探测装置，其特征在于，所述探测器组件包括小密封圈(13)、第二高压连接器(14)、第二双铜轴连接器(15)和探测器腔室(16)；
所述第二高压连接器(14)和第二双铜轴连接器(15)设置在探测器腔室(16)的一侧；所述小密封圈(13)设置在探测器腔室(16)的一侧。
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