CN215728864U - 一种海洋放射性核素监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海洋放射性核素监测装置，包括壳体、设置在壳体顶部的浮体、均设置在壳体内的探测器、信号处理模块和电源模块。本实用新型结构简单、设计合理，将该监测装置直接投入到待测海域中对海水中的放射性核素进行探测，避免了工作人员对待测海域中的海水进行取样测量，探测方便，且该监测装置能够根据实际需要投入至任意待测海域中进行放射性核素射线的探测，探测效率高，且探测效果好；通过设置北斗定位传输模块定位该监测位置的漂浮位置，并将定位到的漂浮位置和探测器探测到的放射性信号远程传输给监控终端，便于工作人员远程获取该监测装置的监测位置和监测数据，避免了工作人员出海测量，安全性好。

Description

一种海洋放射性核素监测装置

技术领域

本实用新型属于辐射监测技术领域，具体涉及一种海洋放射性核素监测装置。

背景技术

海洋中的放射性核素包括天然放射性核素和人工放射性核素，天然放射性核素包括三大天然放射性核素、独立的长寿原生核素和宇生核素；人工放射性核素是由于人类利用原子能而产生的放射性核素。随着人类对核能的不断开发和利用，核泄露、福岛放射性核废水的排放使得海洋环境中出现了人工放射性污染。因此，对海洋的放射性监测日益受到人们的重视。当前国内对海洋放射性监测的手段和方法多以取样法和实验室测量法为主，测量人员搭乘小艇或轮船前往近海或者远洋区域，使用量杯在不同深度的海水中取样在现场进行测量分析或者带回实验室进行分析，整个过程相当复杂，小艇和轮船只能在航道上进行取样，难以短时间内将完成整片海域的测量，且人员出海测量具有一定危险性，这种方式进行海洋放射性监测效率低、且安全性差的问题。

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，提供一种海洋放射性核素监测装置，其结构简单、设计合理，实现海水中放射性核素的监测，避免了工作人员出海对待测海域中的海水进行取样测量，探测方便，探测精度和探测效率高，且安全性好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：包括壳体、设置在所述壳体顶部且用于使所述壳体漂浮于海面的浮体、均设置在所述壳体内且用于检测海水中的放射性核素的探测器和用于对所述探测器的输出信号进行处理的信号处理模块，以及用于对所述探测器和所述信号处理模块供电的电源模块；

所述壳体包括上壳体和设置在上壳体底部且与上壳体连通的下壳体，所述下壳体与上壳体呈垂直布设；

所述探测器包括由下至上依次设置在下壳体内的溴化镧晶体、光耦合层和光电倍增管；

所述信号处理模块包括电子线路板、均集成在电子线路板上且依次连接的前置放大电路、符合数字多通道模块、能谱处理模块和北斗定位传输模块，所述前置放大电路的输入端与光电倍增管的输出端连接。

上述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：所述电源模块包括用于给所述探测器和所述信号处理模块供电的蓄电池，以及两个用于给蓄电池充电的太阳能板，每个所述太阳能板的输出端依次通过电池管理模块和充电保护模块与蓄电池的输入端连接，所述蓄电池的输出端分为五路，一路通过升压电路给光电倍增管供电，另一路给前置放大电路供电，第三路给符合数字多通道模块供电，第四路给能谱处理模块供电，第五路给北斗定位传输模块供电。

上述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：两个所述太阳能板对称设置在所述浮体上，所述太阳能板呈倾斜布设，所述太阳能板与上壳体的上表面之间的锐角夹角为30°～45°。

上述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：所述浮体包括设置在上壳体顶部的空心圆台和填充在空心圆台内的泡沫。

上述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：所述上壳体和下壳体的外侧面均设置有防水耐腐蚀层。

上述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：所述上壳体的底部设置有用于将上壳体锚定在待测海域的锚环。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置壳体对探测器、信号处理模块和电源模块提供安装位置，壳体包括上壳体和下壳体，在使用该监测装置对待测海域内的放射性核素进行监测时，探测器安装在下壳体内，下壳体浸入海水中对待测海域中的放射性核素进行测量，上壳体漂浮于海面上，降低了该监测装置的重心，使该监测装置能够稳定的漂浮在海面上，避免因海浪冲击而大幅度的起伏摇摆，进而避免对探测器的正常工作产生影响，稳定性好。

2、本实用新型通过设置探测器对待测海域内的放射性核素进行探测，探测器为溴化镧晶体、光耦合层和光电倍增管组成的溴化镧探测器，相较于碘化钠探测器而言，溴化镧探测器拥有更高的能量分辨率，更适合对待测海域中不同能量的放射性核素射线进行探测和能量分析，探测效果好，且探测精度高。

3、本实用新型通过设置北斗定位传输模块定位该监测位置的漂浮位置，并通过北斗定位传输模块将北斗定位传输模块定位到的位置信息和探测器探测到的放射性信号远程传输给监控终端，便于工作人员远程获取该监测装置的监测位置和监测数据，探测效率高，且避免了工作人员出海测量，安全性好。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，将该监测装置直接投入到待测海域中，通过下壳体中的探测器直接对待测海域中的放射性核素进行探测，避免了工作人员对待测海域中的海水进行取样测量，探测方便，且该监测装置能够根据实际需要投入至任意待测海域中进行放射性核素射线的探测，探测效率高，且探测效果好；通过设置北斗定位传输模块定位该监测位置的漂浮位置，并将定位到的漂浮位置和探测器探测到的放射性信号远程传输给监控终端，便于工作人员远程获取该监测装置的监测位置和监测数据，避免了工作人员出海测量，安全性好。

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为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—上壳体； 2—下壳体； 3—溴化镧晶体；

4—光耦合层； 5—光电倍增管； 6—前置放大电路；

7—符合数字多通道模块； 8—能谱处理模块； 9—北斗定位传输模块；

10—蓄电池； 11—太阳能板； 12—电池管理模块；

13—充电保护模块； 14—升压电路； 15—空心圆台；

16—锚环； 17—电子线路板； 18—泡沫；

19—天线； 20—监控终端。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括壳体、设置在所述壳体顶部且用于使所述壳体漂浮于海面的浮体、均设置在所述壳体内且用于检测海水中的放射性核素的探测器和用于对所述探测器的输出信号进行处理的信号处理模块，以及用于对所述探测器和所述信号处理模块供电的电源模块；

所述壳体包括上壳体1和设置在上壳体1底部且与上壳体1连通的下壳体2，所述下壳体2与上壳体1呈垂直布设；

所述探测器包括由下至上依次设置在下壳体2内的溴化镧晶体3、光耦合层4和光电倍增管5；

所述信号处理模块包括电子线路板17、均集成在电子线路板17上且依次连接的前置放大电路6、符合数字多通道模块7、能谱处理模块8和北斗定位传输模块9，所述前置放大电路6的输入端与光电倍增管5的输出端连接。

本实施例中，需要说明的是，上壳体1优选为矩形壳体，下壳体2的横截面呈圆形，上壳体1的中心点位于下壳体2的中心轴线所在的直线上，所述下壳体2的直径小于上壳体1的长度，在使用该监测装置对待测海域内的放射性核素射线进行监测时，所述探测器安装在下壳体2内，下壳体2浸入海水中对待测海域中的放射性核素进行测量，上壳体1和所述浮体漂浮于海面上，降低了该监测装置的重心，使该监测装置能够稳定的漂浮在海面上，避免因海浪冲击而大幅度的起伏摇摆，进而避免对所述探测器的正常工作产生影响，稳定性好；通过设置探测器对待测海域内的放射性核素射线进行探测，所述探测器为溴化镧晶体3、光耦合层4和光电倍增管5组成的溴化镧探测器，相较于碘化钠探测器而言，溴化镧探测器拥有更高的能量分辨率，更适合对待测海域中不同能量的放射性核素射线进行探测和能量分析，探测效果好；在使用所述溴化镧探测器对待测海域内的放射性核素射线进行探测时，溴化镧晶体3对待测海域中放射性核素射线的放射性进行探测，光电倍增管5将溴化镧晶体3输出的闪烁光信号转换为电脉冲信号，并通过前置放大电路6对脉冲信号进行放大，符合数字多通道模块7对过前置放大电路6输出的放大后的电脉冲信号进行采集，并根据放大后的电脉冲信号的脉冲幅度对其进行分类输出一个能谱，再通过能谱处理模块8对能谱进行处理，最后通过北斗定位传输模块9将能谱处理模块8输出的能谱信号远程传输给监控终端20，实现海洋放射性核素的远程监测，省时省力；通过设置北斗定位传输模块9定位上壳体1的漂浮位置，并通过北斗定位传输模块9将北斗定位传输模块9定位到的位置信息和能谱处理模块8的输出信号远程传输给监控终端20，便于工作人员及时获取该监测装置的监测位置和监测数据。

本实施例中，实际使用时，溴化镧晶体3为50mm，×50mm，溴化镧晶体3的外表面包裹一层厚度为0.1mm～0.3mm的光反射材料；光耦合层4的厚度为2mm，光耦合层4由光耦合剂涂抹而成，通过设置光耦合层4能够有效排除溴化镧晶体3与光电倍增管5之间的空气，减小光在两者交界处的全反射，使溴化镧晶体3输出的光子有效的传输到光电倍增管5的光阴极，提高所述探测器的探测精度。

本实施例中，实际使用时，上壳体1和下壳体2均采用使用耐压耐腐的工程塑料制成，能够有效降低上壳体1和下壳体2对待测海域内低能核素射线的吸收，提高所述探测器测量结果的准确性。

本实施例中，所述北斗定位传输模块9为yeecomQ560G移动通信4G北斗gps定位模块，所述北斗定位传输模块9的天线19安装在空心圆台15的顶部；所述监控终端20为计算机或手机。

如图1和图2所示，本实施例中，所述电源模块包括用于给所述探测器和所述信号处理模块供电的蓄电池10，以及两个用于给蓄电池10充电的太阳能板11，每个所述太阳能板11的输出端依次通过电池管理模块12和充电保护模块13与蓄电池10的输入端连接，所述蓄电池10的输出端分为五路，一路通过升压电路14给光电倍增管5供电，另一路给前置放大电路6供电，第三路给符合数字多通道模块7供电，第四路给能谱处理模块8供电，第五路给北斗定位传输模块9供电。

本实施例中，实际使用时，电池管理模块12优选为PL7501C电池管理模块，所述充电保护模块13优选为PL7022/B充电保护模块。

本实施例中，通过设置蓄电池10给光电倍增管5、前置放大电路6、符合数字多通道模块7、能谱处理模块8和北斗定位传输模块9供电，保证光电倍增管5、前置放大电路6、符合数字多通道模块7、能谱处理模块8和北斗定位传输模块9正常工作，减少店电力供电问题或光能不足时影响该监测装置使用的问题；通过设置电池管理模块12和充电保护模块13便于将太阳能板11转换的电能输送至蓄电池10为蓄电池10充电，从而补充蓄电池10的电能，在蓄电池10供电的过程中，一旦有阳光时采用太阳能板11为蓄电池10补能,不再需要短时期内定期去更换蓄电池10，降低了该监测装置的维修成本，减少了维修人员的劳动强度。

本实施例中，通过设置升压电路14对蓄电池10输出的电压进行升压给光电倍增管5提供500V～800V的正高压。

如图1所示，本实施例中，两个所述太阳能板11对称设置在所述浮体上，所述太阳能板11呈倾斜布设，所述太阳能板11与上壳体1的上表面之间的锐角夹角为30°～45°。

本实施例中，实际使用时，太阳能板11安装在空心圆台15的外侧面上，太阳能板11与空心圆台15的上表面之间的锐角夹角为30°～45°，便于将飞溅到太阳能板11表面的海水快速的排出。

如图1所示，本实施例中，所述浮体包括设置在上壳体1顶部的空心圆台15和填充在空心圆台15内的泡沫18。

本实施例中，实际使用时，通过在空心圆台15内填充泡沫18为该监测装置提供向上的浮力，便于使该监测装置漂浮于待测海域，进而使该监测装置对待测海域内的放射性核素进行检测。

如图1所示，本实施例中，所述上壳体1和下壳体2的外侧面均设置有防水耐腐蚀层。

本实施例中，通过在上壳体1和下壳体2的外侧面喷涂防水耐腐蚀层，有效减少海水对上壳体1和下壳体2的腐蚀，延长该监测装置的使用寿命。

如图1所示，本实施例中，所述上壳体1的底部设置有用于将上壳体1锚定在待测海域的锚环16。

本实施例中，锚环16的数量为两个，两个所述锚环16对称设置在下壳体2的两侧，通过设置锚环16便于将该监测装置锚定在待测海域，实现定点监测，且能够使该监测装置在待测海域中保持平衡；所述锚环16采用轻质铝合金制成，能够有效减小锚环16对待测海域内放射性核素射线的阻挡，提高所述探测器的探测效率，进而提高该监测装置的监测效率。

本实用新型具体使用时，将该监测装置投入待测海域，该监测装置的下壳体2浸入海水中，上壳体1和浮体漂浮于海面上，通过锚环16将该监测装置锚定在待测海域，下壳体2内的探测器的溴化镧晶体3对待测海域中放射性核素射线的放射性进行探测，光电倍增管5将溴化镧晶体3输出的闪烁光信号转换为电脉冲信号，并通过前置放大电路6对脉冲信号进行放大，符合数字多通道模块7对过前置放大电路6输出的放大后的电脉冲信号进行采集，并根据放大后的电脉冲信号的脉冲幅度对其进行分类输出一个能谱，再通过能谱处理模块8对能谱进行处理，并将能谱处理模块8输出的能谱信号输送至北斗定位传输模块9，北斗定位传输模块9检测其所处位置，并将检测到的位置信息和接收到的能谱信号传输给监控终端20，实现海洋放射性核素的远程实时监测。

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，凡是按照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)

1.一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：包括壳体、设置在所述壳体顶部且用于使所述壳体漂浮于海面的浮体、均设置在所述壳体内且用于检测海水中的放射性核素的探测器和用于对所述探测器的输出信号进行处理的信号处理模块，以及用于对所述探测器和所述信号处理模块供电的电源模块；

所述壳体包括上壳体(1)和设置在上壳体(1)底部且与上壳体(1)连通的下壳体(2)，所述下壳体(2)与上壳体(1)呈垂直布设；

所述探测器包括由下至上依次设置在下壳体(2)内的溴化镧晶体(3)、光耦合层(4)和光电倍增管(5)；

所述信号处理模块包括电子线路板(17)、均集成在电子线路板(17)上且依次连接的前置放大电路(6)、符合数字多通道模块(7)、能谱处理模块(8)和北斗定位传输模块(9)，所述前置放大电路(6)的输入端与光电倍增管(5)的输出端连接。

2.按照权利要求1所述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：所述电源模块包括用于给所述探测器和所述信号处理模块供电的蓄电池(10)，以及两个用于给蓄电池(10)充电的太阳能板(11)，每个所述太阳能板(11)的输出端依次通过电池管理模块(12)和充电保护模块(13)与蓄电池(10)的输入端连接，所述蓄电池(10)的输出端分为五路，一路通过升压电路(14)给光电倍增管(5)供电，另一路给前置放大电路(6)供电，第三路给符合数字多通道模块(7)供电，第四路给能谱处理模块(8)供电，第五路给北斗定位传输模块(9)供电。

3.按照权利要求2所述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：两个所述太阳能板(11)对称设置在所述浮体上，所述太阳能板(11)呈倾斜布设，所述太阳能板(11)与上壳体(1)的上表面之间的锐角夹角为30°～45°。

4.按照权利要求1所述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：所述浮体包括设置在上壳体(1)顶部的空心圆台(15)和填充在空心圆台(15)内的泡沫(18)。

5.按照权利要求1所述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：所述上壳体(1)和下壳体(2)的外侧面均设置有防水耐腐蚀层。

6.按照权利要求1所述的一种海洋放射性核素监测装置，其特征在于：所述上壳体(1)的底部设置有用于将上壳体(1)锚定在待测海域的锚环(16)。

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