CN202837556U - 基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及环境核辐射强度监测，并将传统设备进行数字化网络化技术应用领域，具体涉及一种基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置，包括通过高压驱动电路驱动的盖革-米勒计数器、与盖革-米勒计数器输出端依次连接的滤波器、信号放大电路和迟滞电路，迟滞电路的输出端连接用于采集脉冲信号的单片机的外部中断口，单片机的输出端连接有用于连接外部通信设备或无线模块的串行接口。本实用新型成本低、安全性高且可以实现远程操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境核辐射强度监测，并将传统设备进行数字化网络化技术应用领域，具体涉及一种基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置。
背景技术
随着能源枯竭，在近年来核技术的应用越来越广泛。核技术在农业、工业、医学等方面也得到了广泛的应用。但在核辐射射线中，对人体伤害最大的是γ射线，当人体受到γ射线的辐射剂量达到200~600雷姆时，人体造血器官如骨髓将遭到损坏，白血球严重地减少，内出血、头发脱落，在两个月内死亡的概率为0~80％；当辐射剂量为600~1000雷姆时，在两个月内死亡的概率为80~100％。
核辐射监测仪是基于辐射射线通过物质时产生的电离作用而进行开发的，但是目前还缺少一种可用于日常生活中核辐射无线网络监测系统。现有的核辐射检测仪，价格过高，不具备网络功能，更不具备智能分析功能，必需在现场进行检测，提高了操作人员受辐射的风险。并不利于全天候的进行辐射量的监测。同时，正常情况下，人们所处的环境的辐射量都是比较低，而长时间累计辐射量却有可能对人体是超标。这就要求有一个具备无线传输功能，并能对环境核辐射量进行统计分析的核辐射监控系统。而构建核辐射监测系统的关键性技术就是核辐射的数字化和网络化。
发明内容
本实用新型解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低、安全性高并且可以实现远程操作的基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置。盖革-米勒计数器是上世纪二十年代的产物，技术成熟，其价格便宜，监测方便稳定，但是不具备网络化和数字化的途径，因此本实用新型将它与现代的数字网络结合，可以再次发挥盖革-米勒计数器的作用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置，包括通过高压驱动电路驱动的盖革-米勒计数器、与盖革-米勒计数器输出端依次连接的滤波器、信号放大电路和迟滞电路，迟滞电路的输出端连接用于采集脉冲信号的单片机的外部中断口，单片机的输出端连接有用于连接外部通信设备或无线模块的串行接口。
优选的，所述单片机为8位单片机。
优选的，为了提高滤波效果，所述滤波器采用二阶有源低通滤波电路。滤波电路的传递函数为：
其中，Ui为系统输入的拉式变换，
Uo为系统输出的拉式变换，
Ao为通带电压放大倍数，
为特征角频率，
Q为等效品质因数。
优选的，所述迟滞电路为一级迟滞比较器。
优选的，为了使得辐射强度测量结果更加精确，所述单片机设有辐射强度精度补偿模块。补偿部分主要是对盖革-米勒计数器的分辨时间进行补偿。计数率修正公式为：。
其中，
为修正后的计数率，
n为实际计数率，
N为盖革-米勒计数器输出脉冲数，
t为统计周期。
本实用新型的工作原理为：盖革-米勒计数器在高压作用下，内部的稀有气体处于临界电离状态，当有核辐射粒子入撞时将使稀有气体电离出电子，电子在电场中加速从阴极向阳极运动。由于被撞击的稀有气体也与周围的稀有气体发生碰撞，产生雪崩式的电离作用，将在输出端检测到一个高频脉冲信号。将高频脉冲信号进行波形整形，利用单片机的计数器数出单位时间的脉冲数目即可得到盖革-米勒计数器的检测数据。再通过转换关系可以得出核辐射的强度。
与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：
一、成本低，本实用新型的核辐射检测装置，相对传统的辐射检测设备，采用盖革-米勒计数器高压驱动，单片机采集高频脉冲的方式在成本上极具优势。可以推广到普通家庭、办公场所等多种场合使用，以实现核辐射测量的普及。
二、安全性高，可以通过串行接口在单片机上连接无线模块，从而在辐射强度相对较高的场合实现空间隔离，减少辐射对人体的累积伤害。
三、兼容性好，通过单片机进行采集具备了数字化网络化的渠道，可以通过串口无线模块发送至远程终端和各种智能监控设备联网，实现远程控制和网络化。
四、测量由于设置了精度补偿模块，对检测到的辐射强度进行强度补偿，获更精确的辐射强度，使得测量准确性更高，抗干扰性能好。
附图说明
图1是本实用新型核辐射检测装置的结构示意图；
图2是本实用新型核辐射检测装置的工作状态图；
图3是本实用新型核辐射检测装置的滤波器电路原理图；
图4是本实用新型核辐射检测装置的信号放大电路原理图；
图5是本实用新型核辐射检测装置的一级迟滞比较器原理图；
图6是本实用新型核辐射检测装置的串口通信电路原理图；
图7是本实用新型核辐射检测装置的电源电路原理图；
图8是本实用新型核辐射检测装置的单片机辐射脉冲信号采集流程图；
图9是本实用新型核辐射检测装置的辐射强度精度补偿模块工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1和图2所示，为本实用新型的基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置结构示意图，电源电路6连接高压驱动电路2，盖革-米勒计数器1通过高压驱动电路2驱动。盖革-米勒计数器1的输出端依次连接滤波器3、信号放大电路4、和迟滞电路5，迟滞电路5的输出端连接八位单片机7的外部中断口，单片机7的输出端连接有用于连接外部通信设备或无线模块的串行接口8。其中，单片机型号为Atmega 16，滤波器为二阶有源低通滤波器，迟滞电路为一级迟滞比较器。
如图3所示，为本实用新型采用的滤波器电路原理图，高压驱动电路2采用电压是5.0V，升压模块输出400V。在高压作用下，盖革-米勒计数器的输出脉冲为高频电脉冲信号，采用二阶滤波电路，用于滤除信号中的高频成分。
如图4所示，为本实用新型采用的信号放大电路原理图，滤波后的辐射脉冲信号通过两个三极管VT1和VT2进行两级信号放大。
如图5所示，为本实用新型采用的迟滞电路，使用一级迟滞比较器，将经过信号放大电路的辐射脉冲修正为能供单片机检测、脉冲宽度可调的波形。单片机7的外部中断口与迟滞电路5的输出端口相连，组成采集电路。迟滞电路5输出的脉冲信号，直接输入到单片机的外部中断口，从而触发单片机中断，进行单片机计数。
如图6为本实用新型的串口通信电路原理图，串行接口处的串口通信电路可以与外部通信设备、无线模块连接，从而实现辐射检测的数字化、网络化目的。如图7 所示，为本使用新型采用的电源电路原理图。
本实用新型基于盖革-米勒计数器核辐射检测装置的工作流程包括：
盖革-米勒计数器1在受到高压驱动电路2的驱动之后，受到辐射粒子的撞击就会产生一定的脉冲信号，信号通过滤波器3和信号放大电路4，去除了高频杂波信号并将辐射信号放大。由于该脉冲信号的脉冲宽度过小，信号的上升时间和下降时间较长，不能满足单片机的采集要求，因此又经过迟滞电路5处理之后，信号变成高低电平分明的脉冲信号，脉冲宽度也满足就单片机7外部中断采集的条件。单片机7采集脉冲信号，采集脉冲的工作原理是通过设置单片机的外部中断方式为上升沿触发方式。每来一个脉冲，辐射变量进行累加，并设置单片机的定时器功能，当达到一定的时间额度时，通过辐射强度精度补偿模块后发送该时间段内采集的脉冲数目到串行接口8。具体工作流程如图8所示，具体包括以下步骤：首先进行串口通信初始化、定时器初始化、外部中断初始化；等待脉冲到来，如果触发外部中断，则辐射脉冲累加，定时器相应计数，反之则继续等待；当定时器的时间额度到达了设定的溢出值之后，对辐射含量进行精度补偿，再将该时间段采集的脉冲数目从串行接口8发送出去。
如上所述的，在将辐射数据发送出去之前，本实用新型增加了一个辐射强度精度补偿模块，如图9所示为本实用新型所设计的辐射强度精度补偿模块工作原理图。该辐射强度补偿主要是补偿盖革-米勒计数器的分辨时间造成的漏计，通过计数率修正公式由算法实现辐射强度补偿。
Claims (5)
1.基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置，其特征在于，包括通过高压驱动电路（2）驱动的盖革-米勒计数器（1）、与盖革-米勒计数器（1）输出端依次连接的滤波器（3）、信号放大电路（4）和迟滞电路（5），迟滞电路（5）的输出端连接用于采集脉冲信号的单片机（7）的外部中断口，单片机的输出端连接有用于连接外部通信设备或无线模块的串行接口（8）。
2.根据权利要求1所述的基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置，其特征在于，所述单片机为8位单片机。
3.根据权利要求1所述的基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置，其特征在于，所述滤波器采用二阶有源低通滤波器。
4.根据权利要求1所述的基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置，其特征在于，所述迟滞电路为一级迟滞比较器。
5.根据权利要求1所述的基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置，其特征在于，所述单片机设有辐射强度精度补偿模块。
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Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| CN103278841A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-09-04 | 南华大学 | 低功耗β射线无线传感监测装置及系统 |
| CN103336209A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-02 | 中国人民解放军海军潜艇学院 | 一种核辐射监测系统故障诊断装置 |
| CN104656121A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-27 | 中国石油天然气集团公司 | 盖革米勒管计数功能检测系统及方法 |
| CN107255830A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-10-17 | 广州思宝健电子有限公司 | 一种利用手机gps显示带辐射地点的瞬时和累计辐射检测仪 |
| CN107329164A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-11-07 | 山西中辐核仪器有限责任公司 | 可限制取样脉冲宽度的g‑m计数管脉冲信号检测电路 |
| CN110770605A (zh) * | 2017-06-23 | 2020-02-07 | 浜松光子学株式会社 | 放射线检测装置 |
| CN112946720A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-11 | 北京方鸿智能科技有限公司 | 辐射测量设备和方法 |
| WO2022252650A1 (zh) * | 2021-06-01 | 2022-12-08 | 深圳市洋利昂科技有限责任公司 | 一种置于智能手机或智能穿戴设备内的电离辐射检测装置 |
| CN116953766A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-10-27 | 西安中核核仪器股份有限公司 | 一种基于位姿补偿的辐射源长时间监测装置及方法 |
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103278841A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-09-04 | 南华大学 | 低功耗β射线无线传感监测装置及系统 |
| CN103336209A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-02 | 中国人民解放军海军潜艇学院 | 一种核辐射监测系统故障诊断装置 |
| CN103336209B (zh) * | 2013-06-28 | 2015-07-08 | 中国人民解放军海军潜艇学院 | 一种核辐射监测系统故障诊断装置 |
| CN104656121A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-27 | 中国石油天然气集团公司 | 盖革米勒管计数功能检测系统及方法 |
| CN110770605A (zh) * | 2017-06-23 | 2020-02-07 | 浜松光子学株式会社 | 放射线检测装置 |
| CN110770605B (zh) * | 2017-06-23 | 2023-11-07 | 浜松光子学株式会社 | 放射线检测装置 |
| CN107255830A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-10-17 | 广州思宝健电子有限公司 | 一种利用手机gps显示带辐射地点的瞬时和累计辐射检测仪 |
| CN107329164A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-11-07 | 山西中辐核仪器有限责任公司 | 可限制取样脉冲宽度的g‑m计数管脉冲信号检测电路 |
| CN112946720A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-11 | 北京方鸿智能科技有限公司 | 辐射测量设备和方法 |
| CN112946720B (zh) * | 2021-01-28 | 2024-02-13 | 北京方鸿智能科技有限公司 | 辐射测量设备和方法 |
| WO2022252650A1 (zh) * | 2021-06-01 | 2022-12-08 | 深圳市洋利昂科技有限责任公司 | 一种置于智能手机或智能穿戴设备内的电离辐射检测装置 |
| CN116953766A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-10-27 | 西安中核核仪器股份有限公司 | 一种基于位姿补偿的辐射源长时间监测装置及方法 |
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