CN204758614U - 放射性气溶胶全自动监测仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气溶胶测量领域，具体涉及一种放射性气溶胶全自动监测仪器。本实用新型的测量仪集成了采样装置、制样装置、测量装置和控制单元，采样装置包括滤膜、滤膜存储装置、机械传动机构、智能抽气泵、气溶胶采样头和采样气室，控制装置自动控制样品采样、制样和测量，样品测量装置对采样样本进行测量，实现辐射环境中快速连续全自动采集气溶胶样品，自动制样，自动测量γ剂量率，自动数据采集、分析、存储、处理与传输至用户指定的数据库；探测天然核素、医用核素、工业核素、人工核素等，解决了长期以来需要人工采样、制样、测量和收集的问题。本测量仪智能化程度高，操作简便，能节省大量的人力物力，具有极大的推广价值。

Description

放射性气溶胶全自动监测仪器

技术领域

本实用新型涉及气溶胶测量领域，具体涉及一种放射性气溶胶全自动监测仪器。

背景技术

辐射环境监测是环境监测的重要组成部分，也是辐射环境管理的基础。辐射环境监测的目的是为了估算和控制公众及工作人员所受辐射计量提供基础数据。辐射环境监测在放射源的安全使用、寻找丢失的放射源、确定放射源破损污染的程度和范围，具有不可替代的作用。

常用的辐射监测仪器主要有探测器和二次电子仪器所组成，主要有γ辐射监测仪；α、β表面污染监测仪；中子监测仪；热释剂量计和测量仪，其中常见的γ辐射监测仪又分为电离室类监测仪、闪烁剂量仪表、G-M计数管监测仪和便携式γ谱仪。闪烁剂量仪表测量辐射环境时，需要将监测源进行富集，再使用专用的滤膜装置将这些污染源收集，通过闪烁体探测器对收集的样品进行测量，以此来判断该环境下是否存在辐射超标的情况。

专利号为“CN101762407A”的名为“辐射环境大流量自动气溶胶采样器”提供了一种对辐射环境下对气溶胶的采样设备，该设备通过真空抽气设备将辐射环境下的气体抽吸到采样器内，经过滤膜过滤后的样本，取回实验室进行制样后测量。该设备结构简单、操作方便，但是因为该设备没有自动采样、制样和测量装置，无法自动进行连续采样和测量，该采样器需要人工换滤膜，实时监控需要耗费大量的人力物力。另外，该装置仅仅能实现采样操作，并不能具体测量出样本中的辐射水平，还需要人工对此进行进一步的测量处理，集成化程度太低，推广应用的价值太低。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种放射性气溶胶全自动监测仪器。

本实用新型的技术方案为：放射性气溶胶全自动监测仪器，包括机座和支架；所述机座包括底座、设置于底座上端的侧板以及固定在侧板上端的顶板；所述的支架固定在底座的上端面，其特征在于：所述的机座上设置有：

采样装置，采样装置包括设置于底座上的智能抽气装置；所述的智能抽气装置上连接有采样头；所述的采样头与固定在顶板上的采样气室连通；所述的采样气室的上端设置有进气口；

测量装置，测量装置固定在底座的上端面；

制样单元，制样单元包括滤膜和设置于支架上的样品封装膜装置；所述的滤膜一端连接于滤膜存储装置，并沿采样头和采样气室之间的间隙布置，另一端与测量装置连接，滤膜行进路线上设置有样品封装膜装置；所述的样品封装膜装置安装在支架上位于采样头的下方；

样品回收装置，固定在底座上用于存储已被测量装置检测过的样品；

张紧装置，布置于滤膜行进路线上，用于张紧滤膜；

进一步的所述的采样气室包括安装在顶板上的开设有进气口的采样斗和固定在采样斗下端的“V”型框架；所述的框架两侧分别对应两个采样头，框架面向采样头一侧设置有密封圈，滤膜布置于密封圈与采样头之间。

进一步的所述的采样气室上设置有驱动其上下运动的驱动装置；所述的驱动装置上端固定在采样斗上，下端固定在顶板上端面；所述的框架通过驱动装置向下运动使密封圈压紧滤膜并与采样头密封连接。

进一步的所述的框架两侧设置有限位板；所述的顶板下端设置有支撑板，支撑板的两端固定在侧板上，其上端设置有与限位板对应的定位支撑；所述的定位支撑穿过限位板与限位板滑动连接。

进一步的所述的测量装置包括固定在底座上的壳体；所述的壳体内设置有溴化镧谱仪、围绕在溴化镧谱仪外侧的测量样品缠绕装置和布置在测量样品缠绕装置与壳体之间的铅室。

进一步的所述的测量样品缠绕装置为围绕在溴化镧谱仪外侧的环形开口结构，一端设置有第一滑轮，另一端的两侧设置有相对的第二滑轮和第三滑轮，样品依次缠绕在第二滑轮、第一滑轮和第三滑轮布置于样品缠绕装置的内外两侧。

进一步的所述的样品封装膜装置包括设置于支架上的封装膜转筒和第一主动轮，封装膜缠绕在第一主动轮上，一端连接封装膜转筒，另一端通过静电作用粘贴在滤膜上。

进一步的所述的样品回收装置包括设置于支架上的回收转筒和第二主动轮；所述的已被测量装置检测过的样品缠绕在第二主动轮上，端部固定在回收转筒上。

进一步的所述的样品封装膜装置和样品回收装置之间设置有齿轮驱动装置；所述的齿轮驱动装置固定在支架上，分别与第一主动轮和第二主动轮传动连接。

进一步的所述的张紧装置包括设置于滤膜存储装置与采样头之间的第一从动轮、设置于测量装置与第一主动轮之间的第二从动轮和设置于测量装置与第二主动轮之间的第三从动轮。

本实用新型具有的优点有：1、本测量仪的采样气室的框架上设置有密封圈，通过驱动装置驱动，框架下移使密封圈挤压滤膜于采样头上，采样时，保持采样气室与采样头之间密封连接，避免了漏气、透风等造成的监测结果不准确的现象；

2、本测量仪中使用的采样气室可以上下移动，采样气室向下移动可以与采样头密封连接避免漏气透风，采样气室向上移动时，滤膜可以很方便的移动，这样的设置能够保证本装置能够连续采样，数据采集效果更好；

3、本测量仪中滤膜的布置从横向状态至竖直状态再到横向状态，滤膜每次转折都通过多组从动轮和主动轮改变运动方向，使滤膜的运行舒畅、流利，不会出现卡顿和被拉断的现象；

4、本测量仪设置有滤膜封装膜装置，通过封装膜装置对采样的滤膜进行封装，避免了对已经采样的滤膜的二次污染，确保了采样数据的准确性；

5、本测量仪中已经封装的滤膜进入到测量装置中后分内外两层缠绕在测量样品缠绕装置上，这样的设置减小了测量装置的体积，在保证采样气室具有大流量的同时缩小了设备的体积，便于本测量仪中各个设备的安装和布置；

6、本测量仪通过将测量装置与数据采集器连通，实现测量数据的及时采集处理，有利于监测数据的存储，方便工作人员及时调阅数据，还可以通过通讯模块将数据采集器采集的数据上传到数据中心，达到完全无人操控的全自动化运行；

7、本测量仪集成度高，具有自动采样，自动制样，自动测量γ剂量率，自动数据采集、分析、存储、处理与加密传输至用户指定的数据库等功能，还可用于探测天然核素、医用核素、工业核素、人工核素等，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本测量仪不带机柜的主视图(采样气室未放下)；

图2：本测量仪不带机柜的主视图(采样气室放下)；

图3：本测量仪带机柜的主视图；

图4：本测量仪的测量装置的结构示意图；

其中：1—机座；101—底座；102—侧板；103—顶板：104—支撑板；2—支架；3—智能抽气装置；4—采样头；5—采样气室；501—采样斗；502—框架；6—进气口；7—测量装置；701—壳体；702—溴化镧谱仪；703—测量样品缠绕装置；704—铅室；705—第一滑轮；706—第二滑轮；707—第三滑轮；8—滤膜；9—滤膜存储装置；10—数据采集器；11—通讯模块；12—智能供配电单元；13—驱动装置；14—限位板；15—定位支撑；16—密封圈；17—封装膜转筒；18—第一主动轮；19—回收转筒；20—第二主动轮；21—齿轮驱动装置；22—第一从动轮；23—第二从动轮；24—第三从动轮；25—封装膜；26—电脑；27—机柜；28—样品。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～3，放射性气溶胶全自动监测仪器，包括机座1和支架2。其中，机座1是整个放射性气溶胶全自动监测仪器的壳体，所有零部件和元器件都安装在该壳体上，是本仪器的各种设备统筹协调可靠。

机座1包括底座101、设置于底座101上端的侧板102以及固定在侧板102上端的顶板103，另外顶板103的下方安装有支撑板104，支撑板104的两端分别固定在侧板102的内侧，支架2固定在底座101的上端面。

本测量仪包括采样装置、样品测量装置、样品制样单元、数据采集与传输系统、智能供配电单元等5大系统。

如图1～2所示，采样装置包括设置于底座101上的两台智能抽气装置3，智能抽气装置3的下端设置有出气口，智能抽气装置3上连接有采样头4，采样头4的端部连接有采样气室5。采样气室5包括安装在顶板103上的开设有进气口6的采样斗501和固定在采样斗501下端的“V”型框架502，框架502两侧分别对应两个采样头4。

智能抽气装置3包括抽气装置和控制软件系统，通过控制软件系统控制抽气装置可实现定时采样、定量采样、连续采样的功能，智能抽气装置3的三种采样模式通过控制软件系统均能实现恒流采样，采样流量稳定、真实、有效，示值误差能控制在标准值范围内。

如图1所示，采样气室5上设置有驱动其上下运动的驱动装置13，驱动装置13上端固定在采样斗501上，下端固定在顶板103上端面，框架502通过驱动装置13向下运动推动滤膜8与采样头4密封连接。框架502运动到最下端时，挤压滤膜8紧贴采样头4，其中框架502面向采样头4的端面上设置有密封圈16，采样气室5和采样头4将滤膜8压在中间，通过密封圈16密封，确保不漏气以保证监测结果的准确性。

框架502上还设置有限位导向结构，如图1～2所示，框架502的两侧设置有限位板14，顶板103下端设置有支撑板104，支撑板104的两端固定在侧板102上，其上端设置有与限位板14对应的定位支撑15，定位支撑15穿过限位板14与限位板14滑动连接。驱动装置13驱动框架502沿定位支撑15上下运动。

如图4所示为测量装置7，测量装置7固定在底座101的上端面。测量装置7包括固定在底座101上的壳体701，壳体701内设置有溴化镧谱仪702、围绕在溴化镧谱仪702外侧的测量样品缠绕装置703和布置在测量样品缠绕装置703与壳体701之间的铅室704。

测量样品缠绕装置703为围绕在溴化镧谱仪702外侧的环形开口结构，一端设置有第一滑轮705，另一端的两侧设置有相对的第二滑轮706和第三滑轮707，样品28(样品28指经过采样封装后的滤膜，如图1所示)依次缠绕在第二滑轮706、第一滑轮705和第三滑轮707布置于样品缠绕装置703的内外两侧。滑轮的设置有减小滤膜8运转摩擦力的作用。

测量样品缠绕装置703的周长应该与框架502面对采样头4的一端的长度相当，即测量样品缠绕装置703的周长应该与位于框架502和采样头4之间的滤膜8长度的1/2。实际使用时，样品28分内外两侧缠绕在样品缠绕装置703上，如图4所示。

如图1～3所示，制样单元包括滤膜8、固定在侧板102上的滤膜存储装置9和设置于支架2上的样品封装膜装置，滤膜8布置于采样头4和采样气室5之间，一端连接于滤膜存储装置9，另一端穿过样品封装膜装置与测量装置7连接。

滤膜存储装置9为转筒型的存储滤膜8的装置，受到外力作用时，滤膜8从中转出，滤膜8一段一段的布置在采样头4和采样气室5之间，每一段为一个测量样本。滤膜存储装置9上还设置有一个打码装置，每一段滤膜9上打印时间，便于后续的查阅。

实际应用时，滤膜8从滤膜存储装置9到采样头4需要进行圆弧过渡，对滤膜8一是进行张紧，二是避免因拉力过大时，将滤膜8扯破。滤膜存储装置9与采样头4之间设置第一从动轮22，第一从动轮22固定在支撑板104上，滤膜8缠绕在第一从动轮22上。通过第一从动轮22的转动，减小滤膜8运转时的摩擦力。

样品封装膜装置是用于将已经采样的滤膜8进行封装，如图1～2所示，样品封装膜装置包括设置于支架2上的封装膜转筒17和第一主动轮18，封装膜25缠绕在第一主动轮18上，一端连接封装膜转筒17，另一端通过静电作用粘贴在滤膜8上。第一主动轮18转动将封装膜25转出，并将其压合使其贴合在经过的滤膜8上，完成封装，封装后的滤膜8即为样品28。

封装膜转筒17和第一主动轮18之间也设置有从动轮，避免将封装膜25扯破。第一主动轮18和测量装置7之间设置有第二从动轮23，避免将样品28扯破。

如图1～3所示，样品回收装置是用于将已被测量的滤膜缠绕存储的装置，样品回收装置包括设置于支架2上的回收转筒19和第二主动轮20，已被测量装置7检测过的样品28缠绕在第二主动轮20上，端部固定在回收转筒19上。回收转筒19外接有驱动其旋转的驱动结构。

数据采集及传输系统，包括固定在侧板102外侧的数据采集器10和通讯模块11，数据采集器10的输入端与测量装置7数据连接，输出端与通讯模块11连接。数据采集器10采集测量装置7的监测数据，具有数据采集、数据计算、数据存储、数据分析、数据管理。

数据采集器10上还连接有工业电脑26，构成放射性气溶胶全自动监测仪器的大脑，如果需要独立上传数据可通过数据采集器10完成，如果需要本地分析处理后分类上传数据可通过工业电脑26完成，同时工业电脑可实施放射性气溶胶全自动监测仪器的操作编辑职能，远程操控、监测、故障报警等。

通讯模块11将数据采集器10采集处理的数据上传到用户指定的数据中心，包括有线模块和无线模块。

智能供配电单元12为整个监测站提供电力能源，智能供配电单元12固定在侧板102外侧的机柜27上，与智能抽气装置3、滤膜存储装置9、样品封装膜装置、测量装置7、数据采集器10和通讯模块11等电连接。

智能供配电单元12包括智能供电单元和UPS电源。智能供电单元安装在机柜27的上端，是放射性气溶胶全自动监测仪器的供电单元。UPS电源安装在机柜27的下端，是防止市电突然断电时而给测量装置7、数据采集器10、工业电脑的应急供电，UPS电源与市电供电互锁，市电供电优先。

如图1～2所示，实际运行时，驱动第一主动轮18和第二主动轮20旋转的为齿轮驱动装置21，齿轮驱动装置21设置于样品封装膜装置和样品回收装置之间。齿轮驱动装置21分别与第一主动轮18和第二主动轮20传动连接，齿轮驱动装置21与智能供配电单元12电连接。

测量装置7与第一主动轮18之间设置有第二从动轮23，测量装置7与第二主动轮20之间设置有第三从动轮24，样品28缠绕在第二从动轮23和第三从动轮24上。第二从动轮23和第三从动轮24的设置是为了便于样品28更顺畅的传动，避免因摩擦阻力太大扯破样品28。

放射性气溶胶全自动监测仪器的工作过程如下：

气溶胶滤膜的安装，先打开滤膜存储装置9的盖子，分别将气溶胶滤膜8装于滤膜存储装置9中，关闭滤膜存储装置9的盖子。再操控自动控制系统数据采集器10，使驱动装置13动作，向上提升采样装置的采样气室5，打开样品测量装置7中铅室704的盖子，打开样品回收装置的盖子，再将气溶胶滤膜8装于采样头4中，操控自动控制系统数据采集器10，使驱动装置13向下推动采样气室5。使采样气室5半压气溶胶滤膜8，牵引气溶胶滤膜8至第一主动轮18中。

将样品封装膜25从封装膜转筒17中引出，覆在气溶胶滤膜8上，这时两张气溶胶滤膜8和两张样品封装膜25合成为测量样品，测量样品合成后再手动操控第一主动轮18，使第一主动轮18半压测量样品，再牵引测量样品至样品测量装置7的铅室704中，缠绕溴化镧谱仪702，经折返测量样品缠绕装置703上，至第二主动轮20中，半压第二主动轮20后，最后将测量样品装于样品回收装置中。

手动操控样品回收装置和齿轮驱动装置21，使测量样品收紧，关闭铅室704、样品回收装置的盖子，气溶胶滤膜8安装完毕。这时再操控放射性气溶胶全自动监测仪器的自动控制系统，自动控制系统数据采集器发出采样指令，采样气室5在驱动装置13推动下向下动作，第一主动轮18分别压紧气溶胶滤膜8和测量样品，并自动接通智能抽装置3的电源，开始第一次过程采样。

当第一次过程采样完毕后，自动控制系统数据采集器10发出样品制样指令，样品制样与样品回收单元在自动控制程序的控制下，采样气室5在驱动装置13的推动下向上动作，同时样品回收装置启动，带动齿轮驱动装置21，驱动两对主动轮开始工作，将测量样品送入样品测量装置7中，第一次制样过程完毕。

同时自动控制系统数据采集器10发出样品测量指令，样品测量装置7在自动控制程序的控制下，样品测量装置7中的溴化镧谱仪702开始进行第一次测量过程，当第一次过程样品测量完毕后，自动控制系统数据采集器10发出样品回收指令，样品制样与样品回收单元在自动控制程序的控制下，样品回收装置，齿轮驱动装置21，驱动主动轮开始工作，将测量样品送入样品回收装置17中，自动控制系统数据采集器10发出第一次过程采样中的自动采样、自动制样、自动测量完毕的指令，放射性气溶胶全自动监测仪器第一次过程控制完毕。

放射性气溶胶全自动监测仪器的自动控制系统数据采集器10同时发出第二次自动过程采样、自动制样、自动测量的指令，放射性气溶胶全自动监测仪器将重复第一次过程自动采样、自动制样、自动测量的过程控制，即放射性气溶胶全自动监测仪器就这样周而复始的工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.放射性气溶胶全自动监测仪器，包括机座(1)和支架(2)；所述机座(1)包括底座(101)、设置于底座(101)上端的侧板(102)以及固定在侧板(102)上端的顶板(103)；所述的支架(2)固定在底座(101)的上端面，其特征在于：所述的机座(1)上设置有：

采样装置，采样装置包括设置于底座(101)上的智能抽气装置(3)；所述的智能抽气装置(3)上连接有采样头(4)；所述的采样头(4)与固定在顶板(103)上的采样气室(5)连通；所述的采样气室(5)的上端设置有进气口(6)；

测量装置(7)，测量装置(7)固定在底座(101)的上端面；

制样单元，制样单元包括滤膜(8)和设置于支架(2)上的样品封装膜装置；所述的滤膜(8)一端连接于滤膜存储装置(9)，并沿采样头(4)和采样气室(5)之间的间隙布置，另一端与测量装置(7)连接，滤膜(8)行进路线上设置有样品封装膜装置；所述的样品封装膜装置安装在支架(2)上位于采样头(4)的下方；

样品回收装置，固定在底座(101)上用于存储已被测量装置(7)检测过的样品(28)；

张紧装置，布置于滤膜(8)行进路线上，用于张紧滤膜(8)。

2.如权利要求1所述的放射性气溶胶全自动监测仪器，其特征在于：所述的采样气室(5)包括安装在顶板(103)上的开设有进气口(6)的采样斗(501)和固定在采样斗(501)下端的“V”型框架(502)；所述的框架(502)两侧分别对应两个采样头(4)，框架(502)面向采样头(4)一侧设置有密封圈(16)，滤膜(8)布置于密封圈(16)与采样头(4)之间。

3.如权利要求2所述的放射性气溶胶全自动监测仪器，其特征在于：所述的采样气室(5)上设置有驱动其上下运动的驱动装置(13)；所述的驱动装置(13)上端固定在采样斗(501)上，下端固定在顶板(103)上端面；所述的框架(502)通过驱动装置(13)向下运动使密封圈(16)压紧滤膜(8)并与采样头(4)密封连接。

4.如权利要求3所述的放射性气溶胶全自动监测仪器，其特征在于：所述的框架(502)两侧设置有限位板(14)；所述的顶板(103)下端设置有支撑板(104)，支撑板(104)的两端固定在侧板(102)上，其上端设置有与限位板(14)对应的定位支撑(15)；所述的定位支撑(15)穿过限位板(14)与限位板(14)滑动连接。

5.如权利要求1所述的放射性气溶胶全自动监测仪器，其特征在于：所述的测量装置(7)包括固定在底座(101)上的壳体(701)；所述的壳体(701)内设置有溴化镧谱仪(702)、围绕在溴化镧谱仪(702)外侧的测量样品缠绕装置(703)和布置在测量样品缠绕装置(703)与壳体(701)之间的铅室(704)。

6.如权利要求5所述的放射性气溶胶全自动监测仪器，其特征在于：所述的测量样品缠绕装置(703)为围绕在溴化镧谱仪(702)外侧的环形开口结构，一端设置有第一滑轮(705)，另一端的两侧设置有相对的第二滑轮(706)和第三滑轮(707)，样品(28)依次缠绕在第二滑轮(706)、第一滑轮(705)和第三滑轮(706)布置于样品缠绕装置(703)的内外两侧。

7.如权利要求1所述的放射性气溶胶全自动监测仪器，其特征在于：所述的样品封装膜装置包括设置于支架(2)上的封装膜转筒(17)和第一主动轮(18)，封装膜(25)缠绕在第一主动轮(18)上，一端连接封装膜转筒(17)，另一端通过静电作用粘贴在滤膜(8)上。

8.如权利要求1所述的放射性气溶胶全自动监测仪器，其特征在于：所述的样品回收装置包括设置于支架(2)上的回收转筒(19)和第二主动轮(20)；所述的已被测量装置检测过的样品(28)缠绕在第二主动轮(20)上，端部固定在回收转筒(19)上。

9.如权利要求1所述的放射性气溶胶全自动监测仪器，其特征在于：所述的样品封装膜装置和样品回收装置之间设置有齿轮驱动装置(21)；所述的齿轮驱动装置(21)固定在支架(2)上，分别与第一主动轮(18)和第二主动轮(20)传动连接。

10.如权利要求1所述的放射性气溶胶全自动监测仪器，其特征在于：所述的张紧装置包括设置于滤膜存储装置(9)与采样头(4)之间的第一从动轮(22)、设置于测量装置(7)与第一主动轮(18)之间的第二从动轮(23)和设置于测量装置(7)与第二主动轮(20)之间的第三从动轮(24)。