CN204694650U - 一种新型土壤测氡仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型土壤测氡仪，包括有氡气收集系统和仪器主机，氡气收集系统包括有采气杆、抽气泵、贮气罐、高压输入端口和收集片，仪器主机内设置有驱动电源和高压发生器，驱动电源与抽气泵电连接，高压发生器与高压输入端口电连接；贮气罐包括椭圆形的贮气罐内胆和圆柱形的金属罐体，贮气罐内胆嵌设于金属罐体内，由于贮气罐采用具有隔热功能的贮气罐内胆，外加防损坏的金属罐体，可减少外界气温对检测气体的影响；贮气罐内胆在形状上设为椭圆形，在内胆无直角，气体在交换时容易进行，减少气体在置换时的残留量，从而减小气体高低含量的交差影响，更有利于检测过程中对氡气收集，使得检测出来的数据更准确性、更可靠和更具有可比性。

Description

一种新型土壤测氡仪

技术领域

本实用新型涉及氡气测量技术领域，尤其是指一种新型土壤测氡仪。

背景技术

氡是一种带有放射性的惰性气体，无色无味，氡元素主要有三种同位素：²²²Rn、²²⁰Rn、²¹⁹Rn，分别来自不同的镭同位素²²⁶Ra、²²⁴Ra、²²⁰Ra。²²²Rn的半衰期为3.82d，²²⁰Rn的半衰期为54.5s，²¹⁹Rn的半衰期为3.92s，为此，²²⁰Rn和²¹⁹Rn的半衰期很短，其在氡气中所占的比例较小，日常说的氡气，主要是指²²²Rn。

据联合国原子能辐射效应科学委员会( UNSCEAR ) 估计，氡及其子体是天然辐射源年有效剂量当量的最大贡献者，通常被认为约占年有效剂量当量的54%，而据报告道，约有60%的室内氡来自土壤和岩石析出的氡。日常中，岩石一般会有土层覆盖，不会直接表露，因此，了解土壤中氡水平，对了解当地的断层位置有指示作用，对指导建筑物的建设和采取相应防氡措施具有重要意义。由于氡的地质示踪及辐射危害特性，使氡测量技术得到广泛的应用和迅速的发展。目 前，土壤测氡仪从早期的铀矿勘查应用，逐渐发展到矿产水资源勘查、地质灾害监测预防、工程地质评价及环境保护和辐射防护等多领域中应用。

而想了解土壤中氡水平，其测量设备在测量过程起很关键的作用。目前国内所使用的土壤氡检测设备，一般只检测氡的放射性活度，然而忽略了检测时气体的状态；随着早晚、季节性变化引起气体温差和压力，测量结果存在明显差异。目前国内土壤测氡仪贮气罐采用一般的金属材料，传热能力强，气罐受太阳曝晒后，温度较高，会对检测气体的度产生影响。还有现有技术中的土壤测氡仪贮气罐为圆柱体，在顶部及低部存在直角，在直角处的气体流不易流动，气体置换时易存在残留，从而导致气体高低含量测量时会产生交差影响。

据广东省放射卫生防护所吴自香等人的研究成果（详见《中国辐射卫生》2006年3月第15卷第一期中《土壤氡测定的影响因素探讨》一文），使用一般的土壤氡检测设备测量同一地点的土壤氡值，理论上测量结果应一致的，但经计算，测量结果相对标准偏差为56.3%～66.9%，结果的偏差较大。可见，测量结果的准确性和可靠性需进一步提高；为此，进一步解决土壤氡测量设备存在的问题，研发出新型的土壤测氡仪，为准确测定土壤中氡浓度提供准确可靠的硬件支持很有必要。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的问题提供一种新型土壤测氡仪，使得检测出来的数据更准确性、更可靠和更具有可比性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型土壤测氡仪，包括有氡气收集系统和仪器主机，所述氡气收集系统与仪器主机电连接；所述氡气收集系统包括有采气杆、抽气泵、贮气罐、高压输入端口和收集片，所述抽气泵安装于采气杆与贮气罐之间，所述抽气泵与采气杆之间设置有第一单向阀门，在抽气泵与贮气罐之间设置有第二单向阀门，所述仪器主机内设置有驱动电源和高压发生器，所述驱动电源与抽气泵电连接，高压发生器与高压输入端口电连接；所述贮气罐包括椭圆形的贮气罐内胆和圆柱形的金属罐体，所述贮气罐内胆嵌设于金属罐体内，所述收集片插入至贮气罐内胆内，且收集片的信号输入端与高压输入端口电连接。

其中，所述贮气罐上设置有供收集片插入的插片口和放气孔，所述插片口的外侧设置有可旋转更换收集片的机械手臂和驱动该机械手臂的收集片驱动装置，所述收集片的上端与机械手臂可拆卸连接，所述收集片驱动装置与驱动电源电连接。

其中，所述仪器主机内还设置有氡气活度检测器，所述氡气活度检测器包括有依序连接的金硅面垒探测器、初级放大器、二级放大器、甄别器、分析器和控制电路板，且所述金硅面垒探测器、初级放大器、二级放大器、甄别器、分析器和控制电路板供电均分别与驱动电源电连接。

进一步的，所述仪器主机还设置有人机交互的LCD显示装置，所述LCD显示装置与控制电路板电连接。

其中，所述贮气罐上还设置有用于检测贮气罐内的气体压力及温度的状态检测装置，所述状态检测装置与控制电路板电连接，在状态检测装置上设置有检测探针，所述检测探针插入至贮气罐内胆内。

其中，所述采气杆与第一单向阀门之间至少设置有一个气体干燥器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的贮气罐包括椭圆形的贮气罐内胆和圆柱形的金属罐体，贮气罐采用具有隔热功能的贮气罐内胆，外加防损坏的金属罐体，减少外界气温对检测气体的影响；而贮气罐内胆在形状上设为椭圆形，在内胆无直角，气体在交换时容易进行，减少气体在置换时的残留量，从而减小气体高低含量的交差影响，更有利于检测过程中对氡气收集。另外，在贮气罐上设置有测量气体的温度和压力状态参数的状态检测装置，可减少气温、气压的状态变化导致测量结果产生的偏差，使得本新型土壤测氡仪检测出来的数据更准确性、更可靠和更具有可比性。

附图说明

图1为本实用新型一种新型土壤测氡仪的结构示意图。

图2为本实用新型一种新型土壤测氡仪中仪器主机的结构原理图。

在图1至图2中的附图标记包括：

1—采气杆            2—气体干燥器

3—抽气泵            4—贮气罐

5—高压输入端口      6—收集片

7—第一单向阀门      8—第二单向阀门

9—贮气罐内胆        10—金属罐体

11—收集片驱动装置   12—仪器主机

13—状态检测装置。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

本实用新型提供一种新型土壤测氡仪，包括有氡气收集系统和仪器主机，所述氡气收集系统与仪器主机12电连接；所述氡气收集系统包括有采气杆1、抽气泵3、贮气罐4、高压输入端口5和收集片6，所述抽气泵3安装于采气杆1与贮气罐4之间，所述抽气泵3与采气杆1之间设置有第一单向阀门7，在抽气泵3与贮气罐4之间设置有第二单向阀门8，所述仪器主机12内设置有驱动电源和高压发生器，所述驱动电源与抽气泵3电连接，高压发生器与高压输入端口5电连接；所述贮气罐4包括椭圆形的贮气罐内胆9和圆柱形的金属罐体10，所述贮气罐内胆9嵌设于金属罐体10内，所述收集片6插入至贮气罐内胆9内，且收集片6的信号输入端与高压输入端口5电连接。贮气罐4采用具有隔热功能的贮气罐内胆9，外加防损坏的金属罐体10，有效地减少外界气温对检测气体的影响；而贮气罐内胆9在形状上设为椭圆形，目前现有的土壤测氡仪贮气罐为圆柱体，在顶部及低部存在直角，在直角处的气体流不易流动，气体置换时易存在残留，从而导致气体高低含量测量时会产生交差影响。相对于现有技术，在内胆无直角，气体在交换时容易进行，减少气体在置换时的残留量，从而减小气体高低含量的交差影响，更有利于检测过程中对氡气收集；进一步使得本新型土壤测氡仪检测出来的数据更准确性、更可靠和更具有可比性。

在本实用新型中，所述贮气罐4上设置有供收集片6插入的插片口和放气孔，所述插片口的外侧设置有可旋转更换收集片6的机械手臂和驱动该机械手臂的收集片驱动装置11，所述收集片6的上端与机械手臂可拆卸连接，所述收集片驱动装置11与驱动电源电连接。通过收集片驱动装置11精确地控制机械手臂的旋转及定位，可将收集氡气后的收集片6自动快速地放到仪器主机12的氡气活度检测器上进行检测，可减少每次放片时间的不同导致氡衰变程度不同而产生的测量误差。

如图2所示，在本实用新型中所述的仪器主机12内还设置有氡气活度检测器，所述氡气活度检测器包括有依序连接的金硅面垒探测器、初级放大器、二级放大器、甄别器、分析器和控制电路板，所述控制电路可对仪器主机12内各个元器件测量参数进行设定，并控制各元器件。且所述金硅面垒探测器、初级放大器、二级放大器、甄别器、分析器和控制电路板供电均分别与驱动电源电连接。进一步的，所述仪器主机12还设置有人机交互的LCD显示装置，所述LCD显示装置与控制电路板电连接，LCD显示装置可显示电源电压、高压输出电压、测量时间和氡气测量结果，并具有数据储存功能，以供查阅。其中，所述贮气罐4上还设置有用于检测贮气罐4内的气体压力及温度的状态检测装置13，所述状态检测装置13与控制电路板电连接，在状态检测装置13上设置有检测探针，所述检测探针插入至贮气罐内胆9内。

将采气杆11插入一定深度的土壤中，并用气管与抽气泵3连接，通过抽气泵3把土壤里含有氡气的气体经第一单向阀门7和第二单向阀门8输到贮气罐4，确保气体只往贮气罐4方向流，而不能倒流。状态检测装置13检测出贮气罐内胆9气体的温度和压力；高压发生器将收集氡气用的高压用专用电缆连接到高压输入端口5，瞬间的高压电流高压输入端口5传送到收集片6上，收集片6具有导电性能，在高压作用下，对氡气具有良好的吸附作用。收集片6在高压作用下，吸附罐中氡气，然后通过收集片驱动装置11控制机械手臂把收集过氡气的收集片6自动快速地放到金硅面垒探测器上进行检测，金硅面垒探测器产生的检测信号依次经过初级放大器、二级放大器、甄别器、分析器和控制电路板进行处理，当测量完毕后，在LCD显示装置输入状态检测装置13检出气体的温度和压力参数和测点编号，可把测量结果换算成常温常压、标准状态下的检测结果。最后由LCD显示装置显示包括不考虑温度和压力参数的直接测量结果、常温常压下测量结果、标准状态下测量结果；并保存所有的测量结果，供日后工作查阅用。这样就可杜绝了气温、气压的变化导致测量结果产生的偏差，测量结果准确度大大提高，并可把结果统一到同一状态下的测量值，测量结果的可比性大大提高。

在本实用新型中，所述采气杆1与第一单向阀门7之间至少设置有一个气体干燥器2。使用时采用抽气泵3抽取土壤中的气体，被抽入的气体经过气体干燥器2干燥后收集到贮气罐4中，使测量数据更准确。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种新型土壤测氡仪，包括有氡气收集系统和仪器主机，所述氡气收集系统与仪器主机电连接；所述氡气收集系统包括有采气杆、抽气泵、贮气罐、高压输入端口和收集片，所述抽气泵安装于采气杆与贮气罐之间，所述抽气泵与采气杆之间设置有第一单向阀门，在抽气泵与贮气罐之间设置有第二单向阀门，所述仪器主机内设置有驱动电源和高压发生器，所述驱动电源与抽气泵电连接，高压发生器与高压输入端口电连接；其特征在于：所述贮气罐包括椭圆形的贮气罐内胆和圆柱形的金属罐体，所述贮气罐内胆嵌设于金属罐体内，所述收集片插入至贮气罐内胆内，且收集片的信号输入端与高压输入端口电连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型土壤测氡仪，其特征在于：所述贮气罐上设置有供收集片插入的插片口和放气孔，所述插片口的外侧设置有可旋转更换收集片的机械手臂和驱动该机械手臂的收集片驱动装置，所述收集片的上端与机械手臂可拆卸连接，所述收集片驱动装置与驱动电源电连接。

3.根据权利要求1-所述的一种新型土壤测氡仪，其特征在于：所述仪器主机内还设置有氡气活度检测器，所述氡气活度检测器包括有依序连接的金硅面垒探测器、初级放大器、二级放大器、甄别器、分析器和控制电路板，且所述金硅面垒探测器、初级放大器、二级放大器、甄别器、分析器和控制电路板供电均分别与驱动电源电连接。

4.根据权利要求3-所述的一种新型土壤测氡仪，其特征在于：所述仪器主机还设置有人机交互的LCD显示装置，所述LCD显示装置与控制电路板电连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种新型土壤测氡仪，其特征在于：所述贮气罐上还设置有用于检测贮气罐内的气体压力及温度的状态检测装置，所述状态检测装置与控制电路板电连接，在状态检测装置上设置有检测探针，所述检测探针插入至贮气罐内胆内。

6.根据权利要求1-所述的一种新型土壤测氡仪，其特征在于：所述采气杆与第一单向阀门之间至少设置有一个气体干燥器。