CN214845797U - 一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，包括气体流通管道、以及依次设置在所述气体流通管道上的微尘过滤装置、辐射探测装置和抽气泵；所述微尘过滤装置包括设置在气体流通管道上的微尘过滤器、设置在微尘过滤器进气端的第一调节阀和设置在微尘过滤器出气端的第二调节阀，所述第一调节阀的进气端与第二调节阀的出气端之间通过第三调节阀连接。本实用新型通过设置微尘过滤器和与其配合的调节阀，使微尘过滤器在需要检修时惰性气体流通通路改变，防止惰性气体泄漏，保证现场人员安全，同时微尘过滤器对被测气体进行微尘过滤，保证进入辐射探测装置中的惰性气体不携带微尘杂质，从而保证惰性气体辐射探测的准确性，使用效果更好。

Description

一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统

技术领域

本实用新型属于惰性气体探测技术领域，具体涉及一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统。

背景技术

核动力装置的反应堆燃料组件在正常运行或出现破损时都会不可避免的释放轻微的放射性裂变产物到一回路冷去剂中，其主要的渗透途径是通过核燃料的包壳产生的轻微裂痕来释放。当核动力装置的一回路出现泄漏时，这些裂变产物就会通过一回路的破损点进入大气中形成放射性气体，这种气体由于具有很强的放射性会对人体造成很大的危害。因此，如何保证对环境气体的放射性进行实时检测并提高检测准确度是如今需要解决的问题。

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，提供一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其结构简单，设计合理，实用性强，通过设置微尘过滤器和与其配合的调节阀，使微尘过滤器在需要检修时惰性气体流通通路改变，防止惰性气体泄漏，保证现场人员安全，同时微尘过滤器对被测气体进行微尘过滤，保证进入辐射探测装置中的惰性气体不携带微尘杂质，从而保证惰性气体辐射探测的准确性，使用效果更好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：包括气体流通管道、以及依次设置在所述气体流通管道上的微尘过滤装置、辐射探测装置和抽气泵；所述微尘过滤装置包括设置在气体流通管道上的微尘过滤器、设置在微尘过滤器进气端的第一调节阀和设置在微尘过滤器出气端的第二调节阀，所述第一调节阀的进气端与第二调节阀的出气端之间通过第三调节阀连接；

所述辐射探测装置包括铅屏蔽壳体以及均设置在铅屏蔽壳体内的取样气室和设置在取样气室一侧的探测处理机构，所述探测处理机构包括依次连接的β塑料闪烁片、光导、光电倍增管和信号处理电路板，β塑料闪烁片贴附在取样气室外侧壁上，所述信号处理电路板上集成有信号处理电路，所述信号处理电路包括运算放大器U1和运算放大器U2，运算放大器U1的同相输入端分两路，一路经电容C1接地，另一路经电阻R2与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端为所述信号处理电路的输入端，运算放大器U1的反相输入端经电阻R4接地，运算放大器U1的输出端分三路，一路经电容C2与电阻R2和电阻R1连接端连接，第二路经并联的电阻R3和电容C5与运算放大器U1的反相输入端连接，第三路依次经电阻R5和电阻R6与运算放大器U2的反相输入端连接；电阻R5和电阻R6连接端经电容C6接地，运算放大器U2的同相输入端依次经电阻R7以及并联的电容C7和电容C8接地，运算放大器U2的输出端依次经电阻R9、二极管D3、电阻R11和二极管D4与NPN型三极管Q2的集电极连接，二极管D3的阳极与电阻R9连接，二极管D4的阳极与电阻R11连接，二极管D3和电阻R9的连接端一路经二极管D2与+15V电源连接，另一路经电容C11接地；NPN型三极管Q2的基极依次经电阻R12以及并联的电阻R10和电容C12接地，电阻R12和电阻R10的连接端与二极管D10的阴极连接，二极管D10的阳极与-15V电源连接，NPN型三极管Q2的集电极与PNP型三极管Q3的基极连接，PNP型三极管Q3的集电极一路依次经电阻R14和电阻R13与NPN型三极管Q2的发射极连接，另一路经电容C14接地，PNP型三极管Q3的发射极依次经电阻R15和电阻R16与NPN型三极管Q1的发射极连接，NPN型三极管Q1的基极与二极管D3和电阻R9的连接端连接，电阻R15和电阻R16的连接端一路经电阻R8与运算放大器U2的反相输入端连接，另一路与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端为所述信号处理电路输出端，NPN型三极管Q1的集电极一路经电容C13接地，另一路经电阻R17与+15V电源连接。

上述的一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：所述取样气室上设置有进气管和出气管，进气管和出气管均与气体流通管道连接，所述进气管和出气管分设在取样气室的两个对角上，所述进气管靠近β塑料闪烁片布设，所述铅屏蔽壳体上开设有供进气管和出气管穿过的通孔。

上述的一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：所述光导为锥台型光导，所述锥台型光导的锥底与β塑料闪烁片贴合，所述锥台型光导的锥顶光电倍增管贴合。

上述的一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：所述信号处理电路板上设置有航空插头，信号处理电路板通过航空插头与计算机连接。

上述的一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：所述气体流通管道上还设置有用于检测辐射探测装置进气端气体压力的压力计和用于检测辐射探测装置出气端气体流量的流量计。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型通过设置微尘过滤器和与其配合的调节阀，使微尘过滤器在需要检修时惰性气体流通通路改变，防止惰性气体泄漏，保证现场人员安全，同时微尘过滤器对被测气体进行微尘过滤，保证进入辐射探测装置中的惰性气体不携带微尘杂质，从而保证惰性气体辐射探测的准确性，使用效果更好。

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为本实用新型的系统原理图。

图2为本实用新型辐射探测装置的结构示意图。

图3为本实用新型信号处理电路的电路原理图。

附图标记说明:

1-气体流通管道； 2-辐射探测装置； 3-抽气泵；

4-微尘过滤器； 5-第一调节阀； 6-第二调节阀；

7-第三调节阀； 8-铅屏蔽壳体； 9-取样气室；

10-β塑料闪烁片； 11-光导； 12-光电倍增管；

13-信号处理电路板； 14-进气管； 15-出气管；

16-航空插头； 17-压力计； 18-流量计。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型包括气体流通管道1、以及依次设置在所述气体流通管道上的微尘过滤装置、辐射探测装置2和抽气泵3；所述微尘过滤装置包括设置在气体流通管道1上的微尘过滤器4、设置在微尘过滤器4进气端的第一调节阀5和设置在微尘过滤器4出气端的第二调节阀6，所述第一调节阀5的进气端与第二调节阀6的出气端之间通过第三调节阀7连接；

所述辐射探测装置2包括铅屏蔽壳体8以及均设置在铅屏蔽壳体8内的取样气室9和设置在取样气室9一侧的探测处理机构，所述探测处理机构包括依次连接的β塑料闪烁片10、光导11、光电倍增管12和信号处理电路板13，β塑料闪烁片10贴附在取样气室9外侧壁上，所述信号处理电路板13上集成有信号处理电路，所述信号处理电路包括运算放大器U1和运算放大器U2，运算放大器U1的同相输入端分两路，一路经电容C1接地，另一路经电阻R2与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端为所述信号处理电路的输入端，运算放大器U1的反相输入端经电阻R4接地，运算放大器U1的输出端分三路，一路经电容C2与电阻R2和电阻R1连接端连接，第二路经并联的电阻R3和电容C5与运算放大器U1的反相输入端连接，第三路依次经电阻R5和电阻R6与运算放大器U2的反相输入端连接；电阻R5和电阻R6连接端经电容C6接地，运算放大器U2的同相输入端依次经电阻R7以及并联的电容C7和电容C8接地，运算放大器U2的输出端依次经电阻R9、二极管D3、电阻R11和二极管D4与NPN型三极管Q2的集电极连接，二极管D3的阳极与电阻R9连接，二极管D4的阳极与电阻R11连接，二极管D3和电阻R9的连接端一路经二极管D2与+15V电源连接，另一路经电容C11接地；NPN型三极管Q2的基极依次经电阻R12以及并联的电阻R10和电容C12接地，电阻R12和电阻R10的连接端与二极管D10的阴极连接，二极管D10的阳极与-15V电源连接，NPN型三极管Q2的集电极与PNP型三极管Q3的基极连接，PNP型三极管Q3的集电极一路依次经电阻R14和电阻R13与NPN型三极管Q2的发射极连接，另一路经电容C14接地，PNP型三极管Q3的发射极依次经电阻R15和电阻R16与NPN型三极管Q1的发射极连接，NPN型三极管Q1的基极与二极管D3和电阻R9的连接端连接，电阻R15和电阻R16的连接端一路经电阻R8与运算放大器U2的反相输入端连接，另一路与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端为所述信号处理电路输出端，NPN型三极管Q1的集电极一路经电容C13接地，另一路经电阻R17与+15V电源连接。

本实施例中，所述微尘过滤器4包括气溶胶过滤装置和放射性碘吸附装置，所述气溶胶过滤装置选用申请号为200420092720.7的《放射性气溶胶净化装置》，所述放射性碘吸附装置选用申请号为201922324348.7的《一种去除放射性碘离子的吸附装置》。

本实施例中，光电倍增管12选用CR-105型光电倍增管。

需要说明的是，进入气体流通管道1内的为携带有微尘的惰性气体，因此需要先经过气溶胶和碘离子等微尘过滤后再进入辐射探测装置2内进行放射性检测，检测结果更加准确。

需要说明的是，正常工作状态下，第一调节阀5和第一调节阀5打开，第三调节阀7关闭，微尘过滤器4正常工作，辐射探测装置2正常检测，当微尘过滤器4需要更换检修时，由于气体流通管道1内的惰性气体始终流通，因此关闭第一调节阀5和第一调节阀5，打开第三调节阀7改变惰性气体流通通路，此时微尘过滤器4可拆卸检修，辐射探测装置2停止检测，防止惰性气体泄漏，保证现场人员安全。

需要说明的是，所述信号处理电路中运算放大器U1为LF356运算放大器，其与电阻R3和电容C5组成反馈放大电路，用于对光电倍增管12的输出信号进行放大，光电倍增管12的输出信号通过电阻R1耦合至前置放大电路中，运算放大器U2的输出端为前置放大电路的输出端，前置放大电路的输出端经电阻R5与电阻R6耦合至后续的放大电路中，进一步放大电路信号；二极管D2为限幅二极管，用于限制跟随之后的信号幅度。

需要说明的是，通过设置微尘过滤器4和与其配合的调节阀，使微尘过滤器4在需要检修时惰性气体流通通路改变，防止惰性气体泄漏，保证现场人员安全；

通过设置微尘过滤器4对被测气体进行微尘过滤，保证进入辐射探测装置2中的惰性气体不携带微尘杂质，从而保证惰性气体辐射探测的准确性，使用效果更好。

本实施例中，所述取样气室9上设置有进气管14和出气管15，进气管14和出气管15均与气体流通管道1连接，所述进气管14和出气管15分设在取样气室9的两个对角上，所述进气管14靠近β塑料闪烁片10布设，所述铅屏蔽壳体8上开设有供进气管14和出气管15穿过的通孔。

本实施例中，所述光导11为锥台型光导，所述锥台型光导的锥底与β塑料闪烁片10贴合，所述锥台型光导的锥顶光电倍增管12贴合。

本实施例中，所述信号处理电路板13上设置有航空插头16，信号处理电路板13通过航空插头16与计算机连接。

本实施例中，所述航空插头16选用五芯航空插头，航空插头16与计算机之间通过电缆连接，信号处理电路板13上还集成有与信号处理电路连接的微控制器以及与所述微控制器连接的通信模块，航空插头16与所述通信模块连接，所述微控制器选用采用C8051F124微控制器，所述通信模块采用MAX485芯片。

本实施例中，所述气体流通管道1上还设置有用于检测辐射探测装置2进气端气体压力的压力计17和用于检测辐射探测装置2出气端气体流量的流量计18。

需要说明的是，流量计18用于实时测量气体流通管道1中惰性气体的流量值，压力计17用于实时测量气体流通管道1中惰性气体的管道压力值，当流量或压力超出预设值时报警，并停止抽气泵3的运行。

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 (5)

1.一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：包括气体流通管道(1)、以及依次设置在所述气体流通管道上的微尘过滤装置、辐射探测装置(2)和抽气泵(3)；所述微尘过滤装置包括设置在气体流通管道(1)上的微尘过滤器(4)、设置在微尘过滤器(4)进气端的第一调节阀(5)和设置在微尘过滤器(4)出气端的第二调节阀(6)，所述第一调节阀(5)的进气端与第二调节阀(6)的出气端之间通过第三调节阀(7)连接；

所述辐射探测装置(2)包括铅屏蔽壳体(8)以及均设置在铅屏蔽壳体(8)内的取样气室(9)和设置在取样气室(9)一侧的探测处理机构，所述探测处理机构包括依次连接的β塑料闪烁片(10)、光导(11)、光电倍增管(12)和信号处理电路板(13)，β塑料闪烁片(10)贴附在取样气室(9)外侧壁上，所述信号处理电路板(13)上集成有信号处理电路，所述信号处理电路包括运算放大器U1和运算放大器U2，运算放大器U1的同相输入端分两路，一路经电容C1接地，另一路经电阻R2与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端为所述信号处理电路的输入端，运算放大器U1的反相输入端经电阻R4接地，运算放大器U1的输出端分三路，一路经电容C2与电阻R2和电阻R1连接端连接，第二路经并联的电阻R3和电容C5与运算放大器U1的反相输入端连接，第三路依次经电阻R5和电阻R6与运算放大器U2的反相输入端连接；电阻R5和电阻R6连接端经电容C6接地，运算放大器U2的同相输入端依次经电阻R7以及并联的电容C7和电容C8接地，运算放大器U2的输出端依次经电阻R9、二极管D3、电阻R11和二极管D4与NPN型三极管Q2的集电极连接，二极管D3的阳极与电阻R9连接，二极管D4的阳极与电阻R11连接，二极管D3和电阻R9的连接端一路经二极管D2与+15V电源连接，另一路经电容C11接地；NPN型三极管Q2的基极依次经电阻R12以及并联的电阻R10和电容C12接地，电阻R12和电阻R10的连接端与二极管D10的阴极连接，二极管D10的阳极与-15V电源连接，NPN型三极管Q2的集电极与PNP型三极管Q3的基极连接，PNP型三极管Q3的集电极一路依次经电阻R14和电阻R13与NPN型三极管Q2的发射极连接，另一路经电容C14接地，PNP型三极管Q3的发射极依次经电阻R15和电阻R16与NPN型三极管Q1的发射极连接，NPN型三极管Q1的基极与二极管D3和电阻R9的连接端连接，电阻R15和电阻R16的连接端一路经电阻R8与运算放大器U2的反相输入端连接，另一路与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端为所述信号处理电路输出端，NPN型三极管Q1的集电极一路经电容C13接地，另一路经电阻R17与+15V电源连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：所述取样气室(9)上设置有进气管(14)和出气管(15)，进气管(14)和出气管(15)均与气体流通管道(1)连接，所述进气管(14)和出气管(15)分设在取样气室(9)的两个对角上，所述进气管(14)靠近β塑料闪烁片(10)布设，所述铅屏蔽壳体(8)上开设有供进气管(14)和出气管(15)穿过的通孔。

3.根据权利要求1所述的一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：所述光导(11)为锥台型光导，所述锥台型光导的锥底与β塑料闪烁片(10)贴合，所述锥台型光导的锥顶光电倍增管(12)贴合。

4.根据权利要求1所述的一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：所述信号处理电路板(13)上设置有航空插头(16)，信号处理电路板(13)通过航空插头(16)与计算机连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于塑料闪烁体的惰性气体探测系统，其特征在于：所述气体流通管道(1)上还设置有用于检测辐射探测装置(2)进气端气体压力的压力计(17)和用于检测辐射探测装置(2)出气端气体流量的流量计(18)。

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