CN204255810U - 一种连续自动β射线粉尘测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续自动β射线粉尘测量仪，其特征在于它包括探测系统和自动计数系统，所述的探测系统通过计数管与自动计数系统进行连接；所述的探测系统由β放射源以及用于接收β射线信号的探测器构成；所述的自动计数系统包括放大电路、处理器、显示器、数据传输系统，放大电路连接处理器，处理器连接有显示器，处理器连接有数据传输系统；所述的探测器上设置有计数管，计数管连接放大电路；所述的处理器采用低压电源，所述的探测器采用高压电源。本发明的目的是实现连续自动监测大气中的粉尘浓度，并将数据记录储存，传输，实现实时测量与监控。

Description

一种连续自动β射线粉尘测量仪

技术领域

本发明涉及一种粉尘自动测量系统，尤其涉及一种连续自动β射线粉尘测量仪。

背景技术

现阶段大气粉尘测量技术及仪器不能满足自动，实时数据连续测量（现阶段的粉尘测量仪多为滤膜式测量仪），无人操作及数据记录和传输的要求。为此，对空腔式β射线粉尘测量仪的技术开发进行了可行性研究。

β射线粉尘测量技术采用以下工作原理：

强度恒定的β源发出的β射线通过介质时，β粒子与介质中的电子相互碰撞损失能量而被吸收。在低能条件下，吸收程度取决于介质的质量，与粉尘粒子的粒度、成分、颜色及分散状态等无关。吸收量与物质的质量关系为式（1）

                                                               （1）

式中：N为采样后被介质吸收后的β粒子计数；N₀为采样前未经介质吸收的β粒子计数；μm为β粒子对特定介质的吸收系数( cm²/ mg) ；d为吸收介质的厚度(cm)；ρ为介质的相对密度(mg/cm³)。

仪器的工作原理基于上式即应用β射线吸收技术来测量大气中粉尘的质量浓度。

发明内容

本发明的目的是实现连续自动监测大气中的粉尘浓度，并将数据记录储存，传输，实现实时测量与监控。

为实现以上技术目的，本发明采用的技术方案：一种连续自动β射线粉尘测量仪，其特征在于它包括探测系统和自动计数系统，所述的探测系统通过计数管与自动计数系统进行连接；所述的探测系统由β放射源以及用于接收β射线信号的探测器构成；所述的自动计数系统包括放大电路、处理器、显示器、数据传输系统，放大电路连接处理器，处理器连接有显示器，处理器连接有数据传输系统；所述的探测器上设置有计数管，计数管连接放大电路；所述的处理器采用低压电源，所述的探测器采用高压电源。

所述的β放射源采用C¹⁴作为放射源。

所述的β放射源采用直径为1cm的圆形面源。

所述的β放射源与探测器之间的距离小于等于26cm。

所述的β放射源与探测器之间的距离为5cm。

本处理器上安装有CMC（Continuous monitoring curve）连续监控曲线软件。

所述的自动计数系统还包括初级报警系统和高级报警系统，初级报警系统和高级报警系统连接在处理器上。

本发明的有益效果：该仪器可应用在各粉尘浓度较高的工厂及采矿行业中，实现在生产过程中的粉尘浓度的实时监测及监控，避免因粉尘浓度过高所引起的一系列事故。

附图说明

图1为本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的结构连接关系为：它包括探测系统和自动计数系统，所述的探测系统通过计数管与自动计数系统进行连接；所述的探测系统由β放射源以及用于接收β射线信号的探测器构成；所述的自动计数系统包括放大电路、处理器、显示器、数据传输系统，放大电路连接处理器，处理器连接有显示器，处理器连接有数据传输系统；所述的探测器上设置有计数管，计数管连接放大电路；所述的处理器采用低压电源，所述的探测器采用高压电源。

在较佳实施情况下，所述的β放射源采用C¹⁴作为放射源。采用C¹⁴作为工作源，形状是直径为d=1cm的圆形面源，活度定为0.2mCi，其活度大小低于五类源，属豁免源，由于活度低，可有效降低使用人员所接受的剂量，提高安全性，但是如果长时间直接接触，仍然会对人体产生影响，由于其放出的粒子能量为0.156MeV，在空气中的最大射程约为0.26m，因此，在使用时操作人员应与仪器保持一定距离，该距离≥30cm。为使探测器能达到最佳性能，探测器与放射源的距离h应保持在5cm左右。

由上述可知，β放射源与探测器之间的有效测量体积为v=1/4πd²h(cm³)，通过模拟；当β放射源与探测器之间的空间为空气时，探测器的测量数据为1.96mCi，探测效率为98%；因此，在理论上，空腔式β射线粉尘测量仪是可以实现的。

当粉尘处于β放射源于探测器之间时，阻隔了部分β射线穿过，使探测器所形成的脉冲信号减少，通过其减少幅度，可得粉尘的绝对质量，如式（2）所示：

                       (2)

式中：m是粉尘的绝对质量，单位mg；A是粉尘分布的表面积，单位cm²；（ρ/μ）是质量衰减系数；n₀、n分别代表β放射源与探测器之间在没有粉尘和有粉尘时以电流脉冲记录下来的β粒子数。其中衰减系数受粉尘粒子化学成分影响，对于β射线粉尘测量仪来说，当场所类型一致时，该系数是个常值。

粉尘绝对质量m与有效测量体积v的比值，就是粉尘浓度c，如式（3）所示：

c=m/v                                  (3)

探测器得到的脉冲信号，经放大电路放大后通过处理器进行计算处理，在较佳实施情况下，本处理器上安装有CMC（Continuous monitoring curve）连续监控曲线软件，经软件处理后的数据保存在存储器中，并在显示屏中显示出来。同时，通过数据传输系统将数据传送至总监控平台和操作器上。

在较佳实施情况下，所述的自动计数系统还包括初级报警系统、高级报警系统、蓝牙装置，初级报警系统、高级报警系统、蓝牙装置连接在处理器上。为保证操作人员安全，仪器设置为外部遥控操作，操作器为带有蓝牙功能及操作测量软件的手机。通过手机客户端的测量软件能够本发明创造的电源开关；并通过测量软件选择测量场所，因在不同场所中，空气中粉尘化学成分不同，粉尘的衰减系数有较大区别，因此，仪器在使用过程中需要选择所使用的场所，以确定衰减系数，从而降低测量误差。当测量粉尘数据超标时仪器报警，报警可分两个级别：当粉尘浓度会影响人体健康时初级报警系统工作，当粉尘浓度达到爆炸临界值时高级报警系统工作。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种连续自动β射线粉尘测量仪，其特征在于它包括探测系统和自动计数系统，所述的探测系统通过计数管与自动计数系统进行连接；所述的探测系统由β放射源以及用于接收β射线信号的探测器构成；所述的自动计数系统包括放大电路、处理器、显示器、数据传输系统，放大电路连接处理器，处理器连接有显示器，处理器连接有数据传输系统；所述的探测器上设置有计数管，计数管连接放大电路；所述的处理器采用低压电源，所述的探测器采用高压电源。

2.根据权利要求1所述的一种连续自动β射线粉尘测量仪，其特征在于所述的β放射源采用C¹⁴作为放射源。

3.根据权利要求2所述的一种连续自动β射线粉尘测量仪，其特征在于所述的β放射源采用直径为1cm的圆形面源。

4.根据权利要求3所述的一种连续自动β射线粉尘测量仪，其特征在于所述的β放射源与探测器之间的距离小于等于26cm。

5.根据权利要求4所述的一种连续自动β射线粉尘测量仪，其特征在于所述的β放射源与探测器之间的距离为5cm。

6.根据权利要求1所述的一种连续自动β射线粉尘测量仪，其特征在于所述的自动计数系统还包括初级报警系统、高级报警系统、蓝牙装置，初级报警系统、高级报警系统、蓝牙装置连接在处理器上。