CN212301917U - 一种γ辐射探测及报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种γ辐射探测及报警装置，包括外壳、安装部件、辐射探测模块和报警模块，外壳包括透明壳体、前盖和后盖，透明壳体内设置有分隔板；辐射探测模块包括GM管和电子线路板，电子线路板上集成有微控制器和与微控制器相接的通信模块；报警模块包括辐射等级指示灯和蜂鸣器，辐射等级指示灯包括安全指示灯、第一报警指示灯和第二报警指示灯。本实用新型结构简单、设计合理，实现γ辐射剂量率的探测，并在γ辐射剂量率超过正常水平时报警，提醒该装置所在区域内的工作人员离开，避免该装置所在区域内γ辐射剂量率高于正常水平而对工作人员造成辐射损伤，安全性高。

Description

一种γ辐射探测及报警装置

技术领域

本实用新型属于核辐射探测技术领域，具体涉及一种γ辐射探测及报警装置。

背景技术

γ辐射是一种电磁波，穿透能力强，对人体危害较大，为了保证施工人员的安全，需要对核电站、核设施等的工作场所和设备间的γ剂量率进行监测。目前国内外军用核辐射探测仪器中多使用的探测器为盖革-弥勒计数管，即GM计数管，GM管类区域γ监测设备灵敏度高、脉冲幅度大、稳定性好,而且使用方便、价格低廉。在一些较大空间厂房进行γ剂量率监测时，探测器探测到核辐射后，利用相关电路将辐射信号转化为电信号，并通过通信线缆远程传输至上位机，当出现γ剂量率较高时，上位机单元进行高剂量显示和声光报警，如果探测器所在区域有突发的高剂量辐射，且所在区域有工作人员工作，而工作人员在探测器所在区域处无法得知当前的剂量率报警状态，高剂量辐射会对工作人员造成辐射损伤。

因此，现如今缺少一种结构简单，设计合理的γ辐射探测及报警装置，解决现有辐射探测器在探测区域探测时，探测区域内的工作人员无法得知该区域内的剂量率水平、安全性差的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种γ辐射探测及报警装置，其结构简单、设计合理，实现γ辐射剂量率的探测，并在γ辐射剂量率超过正常水平时报警，提醒该装置所在区域内的工作人员离开，避免该装置所在区域内γ辐射剂量率高于正常水平而对工作人员造成辐射损伤，安全性高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：包括外壳、设置在所述外壳上的安装部件和设置在所述外壳内的辐射探测模块，以及设置在所述外壳上的报警模块；

所述外壳包括透明壳体、用于密封透明壳体的前盖和后盖，所述透明壳体内设置有分隔板，所述分隔板与前盖之间形成探测腔，所述分隔板与后盖之间形成报警腔；

所述辐射探测模块包括设置在所述探测腔内的GM管和电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器和与微控制器相接的通信模块，所述GM管与微控制器连接；

所述报警模块包括设置在所述报警腔内的辐射等级指示灯和设置在前盖上的蜂鸣器，所述辐射等级指示灯包括沿所述报警腔长度方向依次布设的安全指示灯、第一报警指示灯和第二报警指示灯，所述安全指示灯与分隔板连接，所述蜂鸣器由微控制器进行控制，所述安全指示灯、第一报警指示灯和第二报警指示灯的输入端均与微控制器的输出端连接。

上述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述探测腔和所述报警腔均为密闭腔体，所述安全指示灯、第一报警指示灯和第二报警指示灯均通过连接线与微控制器连接。

上述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述前盖的端部设置有安装壳，所述蜂鸣器位于安装壳内，所述安装壳的圆周侧面上均匀开设有多个透声孔。

上述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述安装部件包括设置在前盖上且伸出安装壳的螺杆和套设在螺杆上的L形安装板，以及套设在螺杆上的第一锁紧螺母和第二锁紧螺母；

所述L形安装板包括第一安装板和第二安装板，所述第一安装板套设在螺杆上且位于第一锁紧螺母和第二锁紧螺母之间，所述第二安装板与螺杆呈平行布设，所述第二安装板上开设有多个安装孔，多个所述安装孔沿第二安装板的长度方向均匀布设。

上述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述微控制器为STM32F103VET6微控制器。

上述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述GM管通过电压比较电路与微控制器连接，所述电压比较电路包括电压比较器LMV7235，所述电压比较器LMV7235的第4引脚分为三路，一路经电容C2与GM管Z1的N端口连接，另一路与二极管D1的阳极连接，第三路经电阻R6接地；所述GM管Z1的N端口与电容C2的连接端经电阻R5接地，所述GM管Z1的P端口经并联的电阻R1和电容C1与高压电源连接；

所述电压比较器LMV7235的第1引脚分为三路，一路经电阻R2和电阻R3与二极管D1的阴极连接，另一路经电阻R4与+3.3V电源输出端连接，第三路与STM32F103VET6微控制器的PA8引脚连接，所述二极管D1的阴极与电阻R3的连接端经电容C5接地，所述电阻R4与+3.3V电源输出端的连接端经电容C4接地。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过在透明壳体内设置探测腔和报警腔，探测腔内设置GM管对该装置所在区域内的γ辐射剂量率进行探测，报警腔内设置安全指示灯、第一报警指示灯和第二报警指示灯，显示GM管检测到的γ辐射剂量率水平，便于GM管所处区域内工作人员直接得知该区域内的γ辐射剂量率水平。

2、本实用新型在透明壳体内设置有安全指示灯、第一报警指示灯和第二报警指示灯，对该装置所在区域内的γ辐射剂量率水平进行灯光报警，当该装置所在区域内的γ辐射剂量率处于正常水平时，安全指示灯闪烁时发光，工作人员可继续工作；当该装置所在区域内的γ辐射剂量率高于正常水平时，第一报警指示灯或第二报警指示灯发光，提醒工作人员尽快远离该装置所在区域，避免该装置所在区域内γ辐射剂量率高于正常而对工作人员造成辐射损伤。

3、本实用新型通过设置蜂鸣器，在第一报警指示灯或第二报警指示灯闪烁报警时，蜂鸣器进行语音报警，通过蜂鸣器、第一报警指示灯和第二报警指示灯同时进行声光报警，保证该装置所在区域内的工作人员能够及时得知报警信号，进而远离该装置所在区域，安全性高。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，实现γ辐射剂量率的探测，并在γ辐射剂量率超过正常水平时报警，提醒该装置所在区域内的工作人员离开，避免该装置所在区域内γ辐射剂量率高于正常水平而对工作人员造成辐射损伤，安全性高。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型第一安装板和第二安装板的连接结构示意图。

图3为本实用新型辐射探测模块和报警模块的电路原理框图。

图4为本实用新型电压比较电路的电路原理图。

图5为本实用新型安全指示灯、第一报警指示灯和第二报警指示灯的电路原理图。

附图标记说明:

1—透明壳体； 2—前盖； 3—后盖；

4—分隔板； 5—蜂鸣器； 6—安全指示灯；

7—第一报警指示灯； 8—第二报警指示灯； 9—GM管；

10—微控制器； 11—通信模块； 12—安装壳；

13—透声孔； 14—螺杆； 15—第一安装板；

16—第一锁紧螺母； 17—第二锁紧螺母； 18—安装孔；

19—电压比较电路； 20—第二安装板； 21—上位机。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实用新型包括外壳、设置在所述外壳上的安装部件和设置在所述外壳内的辐射探测模块，以及设置在所述外壳上的报警模块；

所述外壳包括透明壳体1、用于密封透明壳体1的前盖2和后盖3，所述透明壳体1内设置有分隔板4，所述分隔板4与前盖2之间形成探测腔，所述分隔板4与后盖3之间形成报警腔；

所述辐射探测模块包括设置在所述探测腔内的GM管9和电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器10和与微控制器10相接的通信模块11，所述GM管9与微控制器10连接；

所述报警模块包括设置在所述报警腔内的辐射等级指示灯和设置在前盖2上的蜂鸣器5，所述辐射等级指示灯包括沿所述报警腔长度方向依次布设的安全指示灯6、第一报警指示灯7和第二报警指示灯8，所述安全指示灯6与分隔板4连接，所述蜂鸣器5由微控制器10进行控制，所述安全指示灯6、第一报警指示灯7和第二报警指示灯8的输入端均与微控制器10的输出端连接。

本实施例中，透明壳体1为中空结构的圆柱型壳体，设置透明壳体1的目的是：便于工作人员直接观察安全指示灯6、第一报警指示灯7和第二报警指示灯8的闪烁状态。

本实施例中，GM管9对该γ辐射探测及报警装置所在区域内的γ辐射剂量率进行探测，并将探测到的γ辐射剂量率发送给微控制器10，微控制器10将接收到的γ辐射剂量率与γ辐射剂量率设定值进行比较，所述γ辐射剂量率设定值包括第一γ辐射剂量率设定值和第二γ辐射剂量率设定值，第一γ辐射剂量率设定值小于第二γ辐射剂量率设定值，当γ辐射剂量率测量值小于第一γ辐射剂量率设定值时，安全指示灯6闪烁，该探测及报警装置所在区域内的γ辐射处于正常水平；当γ辐射剂量率测量值大于第一γ辐射剂量率设定值，且γ辐射剂量率测量值小于第二γ辐射剂量率设定值时，第一报警指示灯7闪烁，该探测及报警装置处于一级报警状态；当γ辐射剂量率测量值大于第二γ辐射剂量率设定值时，第二报警指示灯8闪烁，该探测及报警装置处于二级报警状态。

本实施例中，实际使用时，安全指示灯6、第一报警指示灯7和第二报警指示灯8均为贴片式LED灯，安全指示灯6、第一报警指示灯7和第二报警指示灯8均设置在所述报警腔的内壁上，安全指示灯6发出绿色灯光，第一报警指示灯7发出黄色灯光，第二报警指示灯8发出红色灯光，当安全指示灯6、第一报警指示灯7或第二报警指示灯8闪烁时，工作人员可以直接得知该γ辐射探测及报警装置所在区域内的γ辐射剂量率水平。

如图5所示，本实施例中，安全指示灯6采用发光二极管D2，第一报警指示灯7采用发光二极管D3，第二报警指示灯8采用发光二极管D4，所述发光二极管D2的阳极与STM32F103VET6微控制器的PD5引脚连接，所述发光二极管D3的阳极与STM32F103VET6微控制器的PD6引脚连接，所述发光二极管D4的阳极与STM32F103VET6微控制器的PD7引脚连接，所述发光二极管D2、发光二极管D3和发光二极管D4的阴极均与+3.3V电源输出端连接。

本实施例中，设置蜂鸣器5的目的是：当GM管9探测到的γ辐射剂量率超过第一γ辐射剂量率设定值时，微控制器10控制蜂鸣器5发出警报，提醒工作人员该γ辐射探测及报警装置所在区域内的γ辐射剂量率超出正常水平。

本实施例中，所述通信模块11通过通信线缆与上位机21连接，将GM管9探测到的γ辐射剂量率传输给上位机21。

本实施例中，所述探测腔和所述报警腔均为密闭腔体，所述安全指示灯6、第一报警指示灯7和第二报警指示灯8均通过连接线与微控制器10连接。

本实施例中，所述连接线与分隔板4的配合处通过固定胶进行密封，所述探测腔和所述报警腔各自独立密封，互不影响。

本实施例中，该γ辐射探测及报警装置的透明壳体1与前盖2、后盖3连接时均采用螺纹连接，且透明壳体1和前盖2连接处，以及透明壳体1和后盖3的连接处均垫有密封圈。

本实施例中，所述前盖2的端部设置有安装壳12，所述蜂鸣器5位于安装壳12内，所述安装壳12的圆周侧面上均匀开设有多个透声孔13。

如图2所示，本实施例中，所述安装部件包括设置在前盖2上且伸出安装壳12的螺杆14和套设在螺杆14上的L形安装板，以及套设在螺杆14上的第一锁紧螺母16和第二锁紧螺母17；所述L形安装板包括第一安装板15和第二安装板20，所述第一安装板15套设在螺杆14上且位于第一锁紧螺母16和第二锁紧螺母17之间，所述第二安装板20与螺杆14呈平行布设，所述第二安装板20上开设有多个安装孔18，多个所述安装孔18沿第二安装板20的长度方向均匀布设。

本实施例中，设置安装部件的目的是：便于将该γ辐射探测及报警装置安装在探测区域内，安装可靠，且拆卸方便。

本实施例中，所述微控制器10为STM32F103VET6微控制器。

如图4所示，本实施例中，所述GM管9通过电压比较电路19与微控制器10连接，所述电压比较电路19包括电压比较器LMV7235，所述电压比较器LMV7235的第4引脚分为三路，一路经电容C2与GM管Z1的N端口连接，另一路与二极管D1的阳极连接，第三路经电阻R6接地；所述GM管Z1的N端口与电容C2的连接端经电阻R5接地，所述GM管Z1的P端口经并联的电阻R1和电容C1与高压电源连接；

所述电压比较器LMV7235的第1引脚分为三路，一路经电阻R2和电阻R3与二极管D1的阴极连接，另一路经电阻R4与+3.3V电源输出端连接，第三路与STM32F103VET6微控制器的PA8引脚连接，所述二极管D1的阴极与电阻R3的连接端经电容C5接地，所述电阻R4与+3.3V电源输出端的连接端经电容C4接地。

本实用新型具体使用时，通过第二安装板20上的多个安装孔18将该γ辐射探测及报警装置安装在需要进行γ辐射探测的区域内，并通过设置GM管9探测该γ辐射探测及报警装置所在区域内的γ辐射剂量率，将探测到的γ辐射剂量率发送给微控制器10，微控制器10将接收到的γ辐射剂量率与预先设定的第一γ辐射剂量率设定值和第二γ辐射剂量率设定值比较，当γ辐射剂量率测量值小于第一γ辐射剂量率设定值时，微控制器10控制安全指示灯6闪烁，该γ辐射探测及报警装置所在区域内的γ辐射处于正常水平；当γ辐射剂量率测量值大于第一γ辐射剂量率设定值，且γ辐射剂量率测量值小于第二γ辐射剂量率设定值时，微控制器10控制第一报警指示灯7和蜂鸣器5同时工作进行声光报警，该γ辐射探测及报警装置处于一级报警状态；当γ辐射剂量率测量值大于第二γ辐射剂量率设定值时，微控制器10控制第二报警指示灯8和蜂鸣器5同时工作进行声光报警，该γ辐射探测及报警装置处于二级报警状态；当该γ辐射探测及报警装置处于一级报警状态或二级报警状态时，工作人员应立即远离该γ辐射探测及报警装置所在区域，避免该γ辐射探测及报警装置所在区域内的高剂量γ辐射对人体辐射损伤；同时，微控制器10将GM管9探测到的γ辐射剂量率通过通信线缆传输给上位机21，便于工作人员远程查看。本实用新型结构简单、设计合理，实现γ辐射剂量率的探测，并在γ辐射剂量率超过正常水平时报警，提醒该γ辐射探测及报警装置所在区域内的工作人员离开，避免该γ辐射探测及报警装置所在区域内γ辐射剂量率高于正常水平而对工作人员造成辐射损伤，安全性高。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：包括外壳、设置在所述外壳上的安装部件和设置在所述外壳内的辐射探测模块，以及设置在所述外壳上的报警模块；

所述外壳包括透明壳体(1)、用于密封透明壳体(1)的前盖(2)和后盖(3)，所述透明壳体(1)内设置有分隔板(4)，所述分隔板(4)与前盖(2)之间形成探测腔，所述分隔板(4)与后盖(3)之间形成报警腔；

所述辐射探测模块包括设置在所述探测腔内的GM管(9)和电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器(10)和与微控制器(10)相接的通信模块(11)，所述GM管(9)与微控制器(10)连接；

所述报警模块包括设置在所述报警腔内的辐射等级指示灯和设置在前盖(2)上的蜂鸣器(5)，所述辐射等级指示灯包括沿所述报警腔长度方向依次布设的安全指示灯(6)、第一报警指示灯(7)和第二报警指示灯(8)，所述安全指示灯(6)与分隔板(4)连接，所述蜂鸣器(5)由微控制器(10)进行控制，所述安全指示灯(6)、第一报警指示灯(7)和第二报警指示灯(8)的输入端均与微控制器(10)的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述探测腔和所述报警腔均为密闭腔体，所述安全指示灯(6)、第一报警指示灯(7)和第二报警指示灯(8)均通过连接线与微控制器(10)连接。

3.根据权利要求1所述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述前盖(2)的端部设置有安装壳(12)，所述蜂鸣器(5)位于安装壳(12)内，所述安装壳(12)的圆周侧面上均匀开设有多个透声孔(13)。

4.根据权利要求3所述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述安装部件包括设置在前盖(2)上且伸出安装壳(12)的螺杆(14)和套设在螺杆(14)上的L形安装板，以及套设在螺杆(14)上的第一锁紧螺母(16)和第二锁紧螺母(17)；

所述L形安装板包括第一安装板(15)和第二安装板(20)，所述第一安装板(15)套设在螺杆(14)上且位于第一锁紧螺母(16)和第二锁紧螺母(17)之间，所述第二安装板(20)与螺杆(14)呈平行布设，所述第二安装板(20)上开设有多个安装孔(18)，多个所述安装孔(18)沿第二安装板(20)的长度方向均匀布设。

5.根据权利要求1所述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述微控制器(10)为STM32F103VET6微控制器。

6.根据权利要求5所述的一种γ辐射探测及报警装置，其特征在于：所述GM管(9)通过电压比较电路(19)与微控制器(10)连接，所述电压比较电路(19)包括电压比较器LMV7235，所述电压比较器LMV7235的第4引脚分为三路，一路经电容C2与GM管Z1的N端口连接，另一路与二极管D1的阳极连接，第三路经电阻R6接地；所述GM管Z1的N端口与电容C2的连接端经电阻R5接地，所述GM管Z1的P端口经并联的电阻R1和电容C1与高压电源连接；

所述电压比较器LMV7235的第1引脚分为三路，一路经电阻R2和电阻R3与二极管D1的阴极连接，另一路经电阻R4与+3.3V电源输出端连接，第三路与STM32F103VET6微控制器的PA8引脚连接，所述二极管D1的阴极与电阻R3的连接端经电容C5接地，所述电阻R4与+3.3V电源输出端的连接端经电容C4接地。

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