CN208774969U - 一种智能化海洋放射性原位监测锚系浮标 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能化海洋放射性原位监测锚系浮标，属于辐射探测技术领域。该浮标系统由浮标体、探测器系统、数据采集模块、通讯模块、供电模块、安全模块、锚系模块、传感器系统和岸站接收模块组成。本实用新型在以海洋锚系浮标为基础，拓展了海洋放射性监测技术，通过智能调节放射性测量周期和计数模式，实现海洋放射性的定点、长期、实时、原位测量，丰富了滨海核设施或离岸固定核设施的监测手段，有效的提高了放射性监测能力。

Description

一种智能化海洋放射性原位监测锚系浮标

技术领域

本实用新型涉及辐射探测和放射性物质监测的技术领域，尤其涉及海洋等水域的放射性环境监测装置。

背景技术

在日夜通航的江河、海洋等水域，起到标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志等作用的浮标，在一些难以或者不宜设立固定航标的地方非常关键。此外，浮标不仅可以用来作为水域的指示标志，还可以加载传感通讯、辐射探测等设备，实现水文、气象和水质等数据监测的同时，对所处水域的环境放射性水平进行探测分析。海洋是人类生存和发展的重要依托，其面临的环境放射性污染潜在风险较大，开展常规监测，掌握本底状况和变化趋势，提高应急监测分析能力刻不容缓。发展我国海洋核辐射原位探测技术与浮标等观测平台相结合的监测技术，建设辐射快速监测体系，提高海洋放射性监测能力有着迫切的现实需求和科学意义。

现有技术中常规的水文气象监测浮标，只能反映水域的水文、水质等信息，无法实时有效的监测所在水域是否含有放射性物质，不能及时采取应对和防范措施。有些设备可以通过人工手持、机械固定等形式进行监测，也可以采用固定点式定位监测，这些方法存在耗时耗力、反应机制滞后、工作模式单一等不足，不仅浪费资源、作用效果有限，往往也不能很好的及时预警、快速响应，在获取信息的时候，放射性物质已发生泄露多时或者人员和环境早已被辐射污染。如何有效提升放射性信号监测的准确性，延长实时原位智能化服役工作的时间，加强预先危险性分析能力对开发近海等水域的探索监控有着至关重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种对海洋等水域放射性物质实时原位监测和预警的装置，可完成对放射性物质的原位监测，并方便快捷的告知获取探测到的各种数据，有助于工作人员及时采取相应对策。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种智能化海洋放射性原位监测锚系浮标，包括浮标体以及设于浮标体的数据采集模块、通讯模块、供电模块、水文气象传感器、放射性监测探测器；所述通讯模块、供电模块、水文气象传感器、放射性监测探测器都连接所述数据采集模块；所述数据采集模块收集所述水文气象传感器、放射性监测探测器的监测信息，并通过所述通讯模块与岸站接收模块通信；所述数据采集模块还设有报警装置；

所述浮标体设有锚系模块用于固定浮标体在海上，所述浮标体上方设有支架，下方设有仪器井，所述支架和仪器井用于放置所述水文气象传感器和放射性监测探测器；所述水文气象传感器性能、安装与数据采集满足海滨观测规范。

进一步的，所述水文气象传感器包括：温度传感器、盐度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、湿度传感器和海流计；所述温度传感器、盐度传感器和海流计安装于所述仪器井，所述气压传感器、风速传感器、风向传感器、湿度传感器安装在浮标体上方支架，各传感器通过水密电缆与数据采集模块连接。

进一步的，所述放射性监测探测器包括大气γ辐射剂量率仪和水体γ辐射能谱仪；所述水体γ辐射能谱仪安装于所述仪器井，所述大气γ辐射剂量率仪安装在浮标体上方支架，二者均通过水密电缆与数据采集模块连接。

更进一步的，所述大气γ辐射剂量率仪的γ辐射剂量率测量范围为1n-10Sv/h，兼顾常规环境和事故的跨量程监测，所述水体γ辐射能谱仪采用闪烁体或半导体探测器，能量分辨率≤7％(¹³⁷Cs)。

进一步的，所述报警装置包括声报警装置、光报警装置和上位机通信报警装置。

进一步的，所述浮标体还设有安全模块，所述安全模块用于防止浮标内蓄电池被盗与进水。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型所提出的智能化海洋放射性原位监测锚系浮标适用于一些人员不宜进入或不便高频次前往的大面积区域环境进行勘察和分析。智能化海洋放射性原位监测锚系浮标集合了辐射剂量率、射线能谱、化学测量、温湿度、风向、水流、噪声、震动和横摇角等信息测量，是一类功能强大、操作简便的现场调查、区域监测和辐射应急的有效工具。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统结构示意图；

图2是本实用新型实施例的智能化海洋放射性原位监测锚系浮标的工作状态示意图；

其中：

1、浮标体； 2、锚系模块；

3、支架； 4、仪器井。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

本实用新型提出了一种智能海洋放射性原位监测锚系浮标，如图1所示，主要由浮标体1、数据采集模块、通讯模块、供电模块、水文气象传感器、放射性监测探测器、安全模块、锚系模块2和岸站接收模块部分组成；

所述数据采集模块为基于ARM的模块，供电模块为整个锚系浮标系统供电，安全模块用于防止浮标内蓄电池被盗与进水，浮标体通过锚系模块固定于海上，所有传感器和探测器都与数据采集模块连接，并通过通信模块与岸站接收模块通信。

海洋水文气象传感器包括：温度、盐度、气压、风速、风向、湿度传感器和海流计；

放射性监测探测器包括：大气γ辐射剂量率仪和水体γ辐射能谱仪；

如图2所示，水体γ辐射能谱仪、温度传感器、盐度传感器和海流计都利用支架安装于浮标体的仪器井4，通过水密电缆与数据采集模块连接；气压、风速、风向、湿度传感器和大气γ辐射剂量率仪安装在浮标体上方支架3；水文气象传感器性能、安装与数据采集满足海滨观测规范。

放射性原位监测参数包括：大气γ辐射剂量率、水体γ辐射剂量率和水体γ辐射能谱；

放射性探测器的大气和水体γ辐射剂量率测量范围为：1n-10Sv/h，可以兼顾常规环境和事故的跨量程监测，所述水体γ辐射能谱测量采用闪烁体或半导体探测器，能量分辨率≤7％(¹³⁷Cs)。

两种放射性探测器都可以通过数据采集模块读取仪器的状态信息，例如：仪器工作电压、工作电流、稳谱参数，数据采集模块通过仪器状态信息自我诊断，判断探测器是否运行正常。如正常，则放射性探测器测量数据有效，如异常则控制放射性探测器故障自动重启，恢复初始设置；

数据采集模块是由岸站模块的客户端远程控制，设有人工干预接口，可对放射性的测量进行人为干预，设置自动测量模式或切换为手动控制测量。

放射性测量的三种参数的测量同时提供四种测量周期：0.5小时、1天、7天、1个月。

大气γ辐射剂量率或水体γ辐射测量值超过前5次测量3倍均方差后，浮标系统自动缩减测量时间，增加测量密集度，测量时间变为原有测量时间的二分之一，最短测量时间为1秒。当水体中人工放射性核素超过检出限后进行报警或大气剂量率超过本底剂量率10倍时进行报警。

报警主要通过声报警、光报警和上位机通信报警。出现报警时，客户端可以通过通信进行人为干预测量，调节测量时间，选择是否上传原始数据。

水体γ能谱能够在在线实时进行核素识别和活度浓度计算。

系统会以文本数字、动态图形曲线、动态颜色、报警声音的方式向管理人员和现场工作人员呈现γ辐射现场的剂量率信息，同时这些连续多年信息均可以被系统保存，还提供历史数据分析报表等统计分析功能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能化海洋放射性原位监测锚系浮标，其特征在于，包括浮标体以及设于浮标体的数据采集模块、通讯模块、供电模块、水文气象传感器、放射性监测探测器；所述通讯模块、供电模块、水文气象传感器、放射性监测探测器都连接所述数据采集模块；所述数据采集模块收集所述水文气象传感器、放射性监测探测器的监测信息，并通过所述通讯模块与岸站接收模块通信；所述数据采集模块还设有报警装置；

所述浮标体设有锚系模块用于固定浮标体在海上，所述浮标体上方设有支架，下方设有仪器井，所述支架和仪器井用于放置所述水文气象传感器和放射性监测探测器；所述水文气象传感器性能、安装与数据采集满足海滨观测规范。

2.根据权利要求1所述的智能化海洋放射性原位监测锚系浮标，其特征在于，所述水文气象传感器包括：温度传感器、盐度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、湿度传感器和海流计；所述温度传感器、盐度传感器和海流计安装于所述仪器井，所述气压传感器、风速传感器、风向传感器、湿度传感器安装在浮标体上方支架，各传感器通过水密电缆与数据采集模块连接。

3.根据权利要求1所述的智能化海洋放射性原位监测锚系浮标，其特征在于，所述放射性监测探测器包括大气γ辐射剂量率仪和水体γ辐射能谱仪；所述水体γ辐射能谱仪安装于所述仪器井，所述大气γ辐射剂量率仪安装在浮标体上方支架，二者均通过水密电缆与数据采集模块连接。

4.根据权利要求3所述的智能化海洋放射性原位监测锚系浮标，其特征在于，所述大气γ辐射剂量率仪的γ辐射剂量率测量范围为1n-10Sv/h，兼顾常规环境和事故的跨量程监测，所述水体γ辐射能谱仪采用闪烁体或半导体探测器，能量分辨率≤7％(¹³⁷Cs)。

5.根据权利要求1所述的智能化海洋放射性原位监测锚系浮标，其特征在于，所述报警装置包括声报警装置、光报警装置和上位机通信报警装置。

6.根据权利要求1所述的智能化海洋放射性原位监测锚系浮标，其特征在于，所述浮标体还设有安全模块，所述安全模块用于防止浮标内蓄电池被盗与进水。