CN205644939U - 一种核电剂量仪表数据无线采集传输适配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，包括：核电剂量率仪表、数据读取电路、环境传感器、控制电路、数据存储电路、SPI总线扩展口、电源模块、WIFI调制发射模块、4G调制发射模块、第一发射天线、第二发射天线、定位模块。本实用新型通过串口匹配将剂量率仪表的数据实时读取出来，并通过无线发射模块发送出去；接收装置将接收到的信号处理后通过网络传送到服务器显示，由专业技术人员对服务器中各仪表的数据和状态进行实时控和大数据分析，以有效减少人员受照剂量、提高数据采集工作效率和提高防护系数。

Description

一种核电剂量仪表数据无线采集传输适配器

技术领域

本实用新型涉及核电领域，更具体地说，涉及一种核电剂量仪表数据无线采集传输适配器。

背景技术

伽玛剂量率仪表在核电站辐射监测领域具有十分重要的作用，它对工作现场的伽玛剂量率进行测量，为放射性工作的风险分析和制定防护措施提供信息；同时也可对工作现场、系统设备进行定期、定点测量，以分析判断剂量率水平的变化趋势，用于优化放射性系统操作、选择低剂量率窗口开展工作，减少工作人员的受照剂量。

目前，在核电站中，对具体的工作进行剂量率测量时，仪表的数据只能通过现场测量人员进行读取和手工记录在纸质文件中，然后手动录入到计算机系统中，不能进行自动采集传输，导致工作效率低下、数据得不到有效利用。

另外，大量的定期、定点测量依靠工作人员手持仪表操作，数据得不到有效收集、不能应用大数据技术分析和实时显示工作现场的辐射安全状态，工作人员在操作时也受到辐射照射。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种核电剂量仪表数据无线采集传输适配器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，包括：

与核电剂量率仪表连接、用于实时读取所述核电剂量率仪表中仪表数据的数据读取电路，所述数据读取电路选择部分仪表数据进行上传；

与所述数据读取电路连接、用于接收及处理仪表数据的控制电路，所述控制电路根据需求选择仪表数据的上传方式和上传周期；

与所述控制电路连接、用于存储仪表数据的数据存储电路；

与所述控制电路连接、用于扩展所述控制电路的数据接口类型的SPI总线扩展口；

与所述SPI总线扩展口连接、用于将处理后的仪表数据进行调制及发射的4G调制发射模块；

与所述4G调制发射模块连接的第一发射天线；

与所述控制电路连接、用于发送无线采集传输适配器位置信息的定位模块。

本实用新型所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

与所述SPI总线扩展口连接、用于将处理后的仪表数据进行调制及发射的WIFI调制发射模块；

与所述WIFI调制发射模块连接的第二发射天线。

本实用新型所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

与所述控制电路连接、用于采集无线采集传输适配器工作环境状态信息的环境传感器，所述环境传感器包括：温度传感器、湿度传感器、以及光线传感器。

本实用新型所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

用于为所述线采集传输适配器内各部分供电的电源模块，所述电源模块包括电压自动报警单元，所述电压自动报警单元在电压异常时发出警报；所述电源模块与所述核电剂量率仪表内部供电单元连接、或外接独立供电电源。

本实用新型所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

所述控制电路通过串口连接所述核电剂量率仪表，所述控制电路通过串行外设接口分别与所述环境传感器、所述数据存储电路以及所述SPI总线扩展口连接；

所述4G调制发射模块通过USB接口连接所述SPI总线扩展口，所述WIFI调制发射模块通过RS2S2接口连接所述SPI总线扩展口。

本实用新型所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

用于接收所述第一发射天线发射信号的第一接收天线，用于接收所述第二发射天线发射信号的第二接收天线；

与所述第一接收天线和所述第二接收天线连接、用于接收处理仪表数据的数据接收处理模块。

本实用新型所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：用于将所述第一发射天线和所述第二发射天线发射的信号进行中继的中继放大器。

优选地，本实用新型所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，所述第一发射天线、所述第二发射天线、所述第一接收天线、以及第二接收天线为辐射功率高的鞭状天线。

本实用新型所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：与所述数据接收处理模块连接、用于存储仪表数据及所述无线采集传输适配器的环境状态信息的服务器。

本实用新型所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

与所述服务器连接、用于对所述服务器中存储的仪表数据进行处理、分析、显示的管理终端。

实施本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，具有以下有益效果：本核电剂量仪表数据无线采集传输适配器包括：核电剂量率仪表、数据读取电路、环境传感器、控制电路、数据存储电路、SPI总线扩展口、电源模块、WIFI调制发射模块、4G调制发射模块、第一发射天线、第二发射天线。本实用新型通过串口匹配将剂量率仪表的数据实时读取出来，并通过无线发射模块发送出去；接收装置将接收到的信号处理后通过网络传送到服务器显示，由专业技术人员对服务器中各仪表的数据和状态进行实时控和大数据分析，以有效减少人员受照剂量、提高数据采集工作效率和提高防护系数。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型核电剂量仪表数据无线采集传输适配器的结构示意图；

图2是本实用新型核电剂量仪表数据无线采集传输适配器的第一实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，在本实用新型的一种核电剂量仪表数据无线采集传输适配器的第一实施例。

本实施例公开的技术方案是：构造一种核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，包括：核电剂量率仪表101、数据读取电路102、环境传感器103、控制电路104、数据存储电路105、SPI总线扩展口106、电源模块107、WIFI调制发射模块108、4G调制发射模块109、第一发射天线111、第二发射天线110、定位模块112，以下分别对各组成部分进行说明。

核电剂量率仪表101用于采集核电站内目标采集点的辐射剂量，核电剂量率仪表101既可以是固定放置在核电站监测点的固定设备，也可以是工作人员随身携带的剂量仪表；如果是工作人员随身携带的剂量仪表，可以通过串口数据线连接到数据读取电路。优选地，也可将工作人员随身携带的剂量仪表与无线采集传输适配器作为一体式安装，可以减少设备体积，方便携带。核电剂量率仪表101的数量根据采集需求确定，可以设置多个。

核电剂量率仪表101用于实时获取核电工作区内采集点的辐射剂量，采集核电站内的辐射剂量意义重大，是监测核电站正常运行的重要指标，同时对核电站内的工作人员的很重要，因为不正常的辐射对工作人员的健康有较大影响。所以，实时监测核电站内的环境辐射剂量显得十分重要。

数据读取电路102与核电剂量率仪表101连接，用于实时读取核电剂量率仪表101中仪表数据。优选地，数据读取电路102将采集到的核电设备的所有运行参数数据全部进行上传、或根据监控或管理需要只选择部分仪表数据进行上传；

控制电路104与数据读取电路102连接，用于接收及处理仪表数据，控制电路104根据需求选择仪表数据的上传方式和上传周期；在核电站工作过程中，不同的仪表数据采集的要求也不同，例如：有些数据需要实时上传、有些数据可间隔上传、有些数据在发现异常时才需要上传，控制电路104可根据需要选择对应的上传模式，即可实时上传，也可批量上传。控制电路104还将接收到的仪表数据存储到数据存储电路105，在需要调用时从数据存储电路105读取仪表数据。优选地，在4G调制发射模块109或WIFI调制发射模块108不能正常联网时，控制电路104将采集到的仪表数据暂时存储在数据存储电路105，在无线采集传输适配器100联网后再进行发送传输。

因核电站工作区的电磁辐射较为复杂，容易对采集的剂量仪表数据产生干扰，为防止干扰影响数据采集传输，在适配器内设置滤波单元，将采集信号以外的杂波进行过滤。

数据存储电路105与控制电路104连接，用于存储仪表数据以及环境传感器103采集的环境信息；

SPI总线扩展口106与控制电路104连接，用于扩展控制电路104的数据接口类型；

4G调制发射模块109与SPI总线扩展口106连接、用于将处理后的仪表数据进行调制及发射；第一发射天线111与4G调制发射模块109连接。优选地，4G调制发射模块109采用4GLTE网络调制方式，采用定制工作频率1.4GHz或1.8GHz或Cat0/Cat1速率，以适合工业物联网的低速率、低带宽、低功耗应用。

优选地，本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

WIFI调制发射模块108与SPI总线扩展口106连接、用于将处理后的仪表数据进行调制及发射；第二发射天线110与WIFI调制发射模块108连接。

可以理解，在本实施例公开的技术方案中，无线调制发射模块还可采用其他无线传输方式。

本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

与控制电路104连接、用于采集无线采集传输适配器100工作环境状态信息的环境传感器103，环境传感器103包括：温度传感器、湿度传感器、以及光线传感器。通过环境传感器获103得无线采集传输适配器的工作环境状态数据，并将环境状态数据通过无线方式及时上传到服务器204，管理终端205实时查看服务器204中存储的环境数据，掌握核电站内部的环境状态数据，不再需要工作人员亲自进去核岛内检查，降低了工作人员的辐射剂量。

本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

用于为无线采集传输适配器100内各部分供电的电源模块107，电源模块107包括电压自动报警单元，电压自动报警单元在电压异常时发出警报；电源模块107与核电剂量率仪表101内部供电单元连接、或外接独立供电电源。优选地，电源模块107为电池组供电，且电源模块107通过无线充电方式进行充电，方便充电操作；电池组可采用聚合物高密度电池、锂电池等，以减小无线传输适配器的体积和重量，增强续航能力。

本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

控制电路104通过串口连接核电剂量率仪表101，控制电路104通过串行外设接口分别与环境传感器103、数据存储电路105以及SPI总线扩展口106连接；另外，SPI总线扩展口106预留对外串口接口，作为其他设备预留接口。

4G调制发射模块109通过USB接口连接SPI总线扩展口106，WIFI调制发射模块108通过RS2S2接口连接SPI总线扩展口106。

本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

用于接收第一发射天线111发射信号的第一接收天线201，用于接收第二发射天线110发射信号的第二接收天线202；

与第一接收天线201和第二接收天线202连接、用于接收处理仪表数据的数据接收处理模块203。本实施例中设置多个数据接收处理模块203，以适应核电站厂区内复杂的电磁环境，并且数据接收处理模块203的位置信息在安装时已经确定，将数据接收处理模块203的位置信息提前存储在服务器204中。

本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：与所述控制电路连接、用于发送无线采集传输适配器位置信息的定位模块112，每个定位模块112都有独立的ID信息，也就是说每个无线采集传输适配器100都有唯一的ID地址。该定位模块112将无线采集传输适配器100的位置信息发送至服务器204，服务器204根据位置信息来判定核电剂量率仪表101的位置。或者，服务器204通过多个数据接收处理模块203接收到的无线信号的强度以及数据接收处理模块203的位置信息，通过计算得到核电剂量率仪表101的位置。

本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：用于将第一发射天线111和第二发射天线110发射的信号进行中继的中继放大器200，核电站的结构复杂，以及较多的杂波干扰，会使第一发射天线111和第二发射天线110发射的信号严重衰减和畸变，导致传输质量差，所以，应设置中继放大器，将衰弱的信号重新整形、放大、发送，从而大大增加无线信号的传播距离。

优选地，本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，第一发射天线111、第二发射天线110、第一接收天线201、以及第二接收天线202为辐射功率高的鞭状天线。核电站工作区电磁环境复杂，较弱的无线信号很容易收到各种电磁辐射的影响，并且，核电站工作区内部环境复杂，墙体及厂区密封比较好，所以复杂的环境对电磁波的影响较大，因此要采用辐射功率较大的天线类型，可以理解，还可采用其他可增大发射功率的无线传输方式。

本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：与数据接收处理模块203连接、用于存储仪表数据及无线采集传输适配器100的环境状态信息的服务器204。

本实用新型的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，还包括：

管理终端205与服务器204连接，用于对服务器204中存储的仪表数据进行处理、分析、显示，并结合大数据对剂量仪表数据进行趋势分析，判断核电站内设备的工作状态以及佩戴剂量率仪表的工作人员的位置。相比于目前手抄或手持仪表的零散数据，连续的实时采集分析对设备的工作状态监控更加有效，能实时掌握核电站内设备的工作状态。例如，当佩戴无线采集传输适配器100与剂量率仪表的工作人员偏离预定工作区域时，服务器204作出判断，发出预警信号，可有效防止工作人员走错间隔误操作其他设备，同时也减少工作人员意外受辐射风险。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，包括：

与核电剂量率仪表（101）连接、用于实时读取所述核电剂量率仪表（101）中仪表数据的数据读取电路（102），所述数据读取电路（102）选择部分仪表数据进行上传；

与所述数据读取电路（102）连接、用于接收及处理仪表数据的控制电路（104），所述控制电路（104）根据需求选择仪表数据的上传方式和上传周期；

与所述控制电路（104）连接、用于存储仪表数据的数据存储电路（105）；

与所述控制电路（104）连接、用于扩展所述控制电路（104）的数据接口类型的SPI总线扩展口（106）；

与所述SPI总线扩展口（106）连接、用于将处理后的仪表数据进行调制及发射的4G调制发射模块（109）；

与所述4G调制发射模块（109）连接的第一发射天线（111）；

与所述控制电路（104）连接、用于发送无线采集传输适配器（100）位置信息的定位模块（112）。

2.根据权利要求1所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，还包括：

与所述SPI总线扩展口（106）连接、用于将处理后的仪表数据进行调制及发射的WIFI调制发射模块（108）；

与所述WIFI调制发射模块（108）连接的第二发射天线（110）。

3.根据权利要求2所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，还包括：

与所述控制电路（104）连接、用于采集无线采集传输适配器（100）工作环境状态信息的环境传感器（103），所述环境传感器（103）包括：温度传感器、湿度传感器、以及光线传感器。

4.根据权利要求3所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，还包括：

用于为所述线采集传输适配器（100）内各部分供电的电源模块（107），所述电源模块（107）包括电压自动报警单元，所述电压自动报警单元在电压异常时发出警报；所述电源模块（107）与所述核电剂量率仪表（101）内部供电单元连接、或外接独立供电电源。

5.根据权利要求4所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，还包括：

所述控制电路（104）通过串口连接所述核电剂量率仪表（101），所述控制电路（104）通过串行外设接口分别与所述环境传感器（103）、所述数据存储电路（105）以及所述SPI总线扩展口（106）连接；

所述4G调制发射模块（109）通过USB接口连接所述SPI总线扩展口（106），所述WIFI调制发射模块（108）通过RS2S2接口连接所述SPI总线扩展口（106）。

6.根据权利要求5所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，还包括：

用于接收所述第一发射天线（111）发射信号的第一接收天线（201），用于接收所述第二发射天线（110）发射信号的第二接收天线（202）；

与所述第一接收天线（201）和所述第二接收天线（202）连接、用于接收处理仪表数据的数据接收处理模块（203）。

7.根据权利要求6所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，还包括：用于将所述第一发射天线（111）和所述第二发射天线（110）发射的信号进行中继的中继放大器（200）。

8.根据权利要求6所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，所述第一发射天线（111）、所述第二发射天线（110）、所述第一接收天线（201）、以及第二接收天线（202）为辐射功率高的鞭状天线。

9.根据权利要求6所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，还包括：与所述数据接收处理模块（203）连接、用于存储仪表数据及所述无线采集传输适配器（100）的环境状态信息的服务器（204）。

10.根据权利要求9所述的核电剂量仪表数据无线采集传输适配器，其特征在于，还包括：

与所述服务器（204）连接、用于对所述服务器（204）中存储的仪表数据进行处理、分析、显示的管理终端（205）。