CN203950042U - 一种外推电离室远程自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于辐射监测技术领域，具体涉及一种外推电离室远程自动控制装置。其结构包括设置在刻度室内的步进电机以及外推电离室，步进电机与设置在刻度室外的控制系统连接，所述步进电机设置在定位滑道上，步进电机的转轴与外推电离室的微分头之间通过联轴器连接，微分头连接外推电离室的收集极。本实用新型实现了外推电离室的远程自动调节，避免了人员频繁进入测量间对环境所造成的干扰，同时由于是自动调节控制，避免了人为因素的调节误差。

Description

一种外推电离室远程自动控制装置

技术领域

本实用新型属于辐射监测技术领域，具体涉及一种外推电离室远程自动控制装置。

背景技术

在辐射监测领域中有些情况下，需要在无屏蔽或很弱的屏蔽下操作放射性材料，此时β射线的剂量超过相同γ射线源的50倍。尤其是在放射性材料泄露的情况下，需要清除暴露表面的放射性污染时，工作人员不得不在很强的β射线场中工作，此时β吸收剂量的监测就尤为重要。在我国核工业几十年的生产、研究和应用中，照射事故中β射线的烧伤占了很大的比重。这种情况的极端事例是切尔诺贝利核事故，一些工作人员接受的β射线剂量是导致其死亡的主要原因(参见IAEA，75-INSAG-1)。

β辐射的监测主要通过β射线剂量测量仪器予以实现，由于β粒子为带电粒子，其剂量测量使用不同类型仪器的测量结果非常容易产生差异，因此新研制的或新制造的β射线剂量测量仪器必须通过β吸收剂量标准进行校准后方能有效使用，所以建立准确可靠的β吸收剂量标准是β射线剂量监测的基础，也是测量过程必要的保障手段。

β吸收剂量标准的主要测量仪器是外推电离室，所谓外推电离室是一种可以改变电离室收集体积的电离室。一般来讲，其收集体积的改变是通过改变收集极与高压极之间的极间距离实现的，而外推电离室极间距离的调整，通常是通过将外推电离室的收集极与一个类似千分尺结构的机械结构连接，实际测量时只需调整外推电离室外部的千分尺螺杆即可实现外推电离室测量体积或收集体积的改变。在测量过程中通常要多次改变外推电离室的收集体积，以获得外推电离室电离电流与收集体积的关系曲线，从而进行外推获得最终所需的测量数据。

由于β射线是一种带电粒子，而带电粒子会和周围物质发生相互作用而改变粒子能量、入射方向等本身的特性，从而使测量结果产生改变或产生误差，例如，环境温湿度等条件的改变会影响到测量结果，因此β射线吸收剂量标准对于测量环境的要求是非常苛刻的。前面已经提及外推电离室测量过程中必须要多次改变收集极的距离进行测量。而目前的外推电离室均是通过手动调节来改变电离室极间距离的，这种测量人员的进入必然会对外推电离室的测量环境造成扰动，所以每次调节后，均要经过一段时间后，测量环境条件才能重新恢复稳定，也就使得β射线吸收剂量标准的一般测量过程变得非常漫长，一次常规测量经常要进行几天才能完成。

另外，人工手动调节也会由于视差等因素，造成同一人每次调节的差异，以及不同人员操作造成的差异。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种外推电离室远程自动控制装置，从而实现外推电离室的远程自动调节，避免人员频繁进入测量间对环境所造成的干扰，同时由于是自动调节控制，能够避免人为因素的调节误差。

本实用新型的技术方案如下：一种外推电离室远程自动控制装置，包括设置在刻度室内的步进电机以及外推电离室，步进电机与设置在刻度室外的控制系统连接，所述步进电机设置在定位滑道上，步进电机的转轴与外推电离室的微分头之间通过联轴器连接，微分头连接外推电离室的收集极。

进一步，如上所述的外推电离室远程自动控制装置，其中，所述步进电机的转轴轴心方向与外推电离室的微分头轴心方向重合。

进一步，如上所述的外推电离室远程自动控制装置，其中，所述定位滑道的底部通过固定支板安装在外推电离室的固定杆上。

进一步，如上所述的外推电离室远程自动控制装置，其中，所述控制系统包括PLC控制器和上位机，所述的步进电机与PLC控制器的高速脉冲发生器连接。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型能够在不进入刻度室的情况下即可控制调节外推电离室的极间距离，且可实现扫描控制功能，从而实现了外推电离室的远程自动调节，避免了人员频繁进入测量间对环境所造成的干扰，同时由于是自动调节控制，避免了人为因素的调节误差。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型自动调节系统的逻辑框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型所提供的一种外推电离室远程自动控制装置，包括设置在刻度室外的步进电机1以及设置在刻度室内的外推电离室4，所述步进电机1设置在定位滑道7上，定位滑道7的底部通过固定支板8安装在外推电离室的固定杆上，步进电机1的转轴与外推电离室4的微分头3之间通过联轴器2连接，微分头3连接外推电离室的收集极6，步进电机与PLC控制器的高速脉冲发生器连接，通过PLC的控制调节收集极6与高压极5之间的间距。

本实用新型在实现过程中远程自动调节系统设计主要考虑以下几个方面：

首先，由于外推电离室极间距调节距离非常小，而且要求定位非常精确，要在0.01mm，因此这里采用步进电机进行驱动。

其次，步进电机轴与外推电离室微分头的连接必须保证同轴，以减小定位时的回程差，这里将步进电机安装在精密小型定位滑道上，采用联轴器将步进电机和微分头连接；

第三，为了防止步进电机在运行时转动，将定位滑道的底板另一端安装在外推电离室固定杆上。

远程自动调节系统主要是实现在不进入刻度室即可控制调节外推电离室的极间距离，且可实现扫描控制功能。这里控制系统的开发采用西门子S200PLC控制器，PLC的高速脉冲发生器直接驱动步进电机运行；上位机控制软件采用C#语言进行开发，与PLC控制系统通过RS485采用PPI协议进行通讯，其原理如图2所示。

远程自动调节系统性能测试：

外推电离室自动定位：根据外推电离室自带的螺旋测距装置读出。

测试结果如下表：

定位距离(mm)	实际行走距离(mm)	差值(mm)
			0.5	0.50	0
1.2	1.2	0
			1.8	1.8	0
2.4	2.4	0
			3	3	0
5	5	0
			7	7	0
8	8	0
			10	10	0

由上表可看出外推电离室定位精度满足0.01mm要求。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种外推电离室远程自动控制装置，其特征在于：包括设置在刻度室内的步进电机(1)以及外推电离室(4)，步进电机与设置在刻度室外的控制系统连接，所述步进电机(1)设置在定位滑道(7)上，步进电机(1)的转轴与外推电离室(4)的微分头(3)之间通过联轴器(2)连接，微分头(3)连接外推电离室的收集极(6)。

2.如权利要求1所述的外推电离室远程自动控制装置，其特征在于：所述步进电机(1)的转轴轴心方向与外推电离室的微分头(3)轴心方向重合。

3.如权利要求1或2所述的外推电离室远程自动控制装置，其特征在于：所述定位滑道(7)的底部通过固定支板(8)安装在外推电离室的固定杆上。

4.如权利要求1或2所述的外推电离室远程自动控制装置，其特征在于：所述控制系统包括PLC控制器和上位机，所述的步进电机(1)与PLC控制器的高速脉冲发生器连接。