CN216285746U - 用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，包括设置于所述辐射污染检测仪主体框架上的屏蔽体，所述屏蔽体的厚度为20mm。本实用新型的目的在于提供一种用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，解决常规的小物品辐射污染监测仪在高辐射本底环境下，存在最低可探测限和漏报率升高的问题。

Description

用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪

技术领域

本实用新型涉及辐射测量技术领域，尤其涉及一种用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪。

背景技术

核电作为一种重要的清洁能源受到广泛重视，许多地方已经建立了较为完善的人工辐射防护网，其中小物品辐射污染监测仪安装在核电站或核废料处理厂等场所的控制区的出口，主要监测在核电站控制区日常使用和维护的工具受到放射性沾染情况，同时也对安装在核电站控制区内长期使用的小型仪器仪表外出维护前的放射性沾染检测。小物品辐射污染监测仪通过测量被测物品的γ射线辐射值，确定工具、小型仪器、工具包等是否受到放射性沾染，避免其在控制区外发生二次放射性污染。

目前，涉核场所中使用的小物品辐射污染监测仪装配有3～10mm厚的铅板进行环境本底屏蔽，同时这些产品多为左右两个探测器配置，在普通环境本底下可满足使用，但在核电站或核废料处理厂等高本底环境下，会导致最低可探测限和漏报率的升高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，解决常规的小物品辐射污染监测仪在高辐射本底环境下，存在最低可探测限和漏报率升高的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，包括设置于所述辐射污染检测仪主体框架上的屏蔽体，且所述屏蔽体的厚度为20mm。

优选地，所述屏蔽体为铅板。

优选地，还包括γ辐射探测器，所述γ辐射探测器设置于所述主体框架的顶端、底端、左端以及右端。

优选地，所述γ辐射探测器设置为4个。

优选地，所述主体框架上还设置有显示屏，所述显示屏用于显示所述γ辐射探测器的工作状态、当前计数以及所述辐射污染检测仪的设置信息。

优选地，所述显示屏设置为两个，一个设置于所述主体框架的前端，另一个设置于所述主体框架的后端。

优选地，设置于所述主体框架前端的所述显示屏为触摸屏。

优选地，还包括福马轮，所述福马轮设置于所述主体框架的底部。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

实现对小物品辐射污染监测的同时，解决了该类型仪器仪表在高辐射本底环境下，会导致最低可探测限和漏报率升高的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是本实用新型用于低本底小物品辐射污染监测仪的机械主体示意图；

图2是本实用新型用于低本底小物品辐射污染监测仪的电气组成框图；

图3是本实用新型用于低本底小物品辐射污染监测仪的支撑软件的工作流程图；

图4是本实用新型的试验数据图；

附图中标记及对应的零部件名称：

1、主体框架；2、屏蔽体；3、前门；4、后门；5、电气柜；6、蒙皮；7、福马轮。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，包括电气模块、机械主体模块以及支撑软件。其中，机械主体模块如图1所示，包括主体框架1、前门3、后门4、电气柜 5、蒙皮6和屏蔽体2；主体框架1用于承载屏蔽体2和蒙皮6，且屏蔽体2和蒙皮6由内向外依次设置；电气柜5设置于主体框架1的顶部，用于放置电气模块；前门3和后门4依次设置于主体框架1的前端和后端，且通过磁力锁实现与主体框架1的打开和闭合。同时为了便于设备短距离的移动，并在辐射污染检测仪的底部装有福马轮7。

本实施例的电气模块如图2所示，包括防水密封插头、电源开关、电源指示灯、滤波器、电源模块、电池、接近开关、状态指示灯、轨道装继电器、磁力锁、前门3显示屏、后门4 显示屏、音箱、辐射数据采集模块、4个γ辐射探测器、嵌入式工控机及底板、板载RJ45以及USB接口。

其中，防水密封插头采用的是上海蓝科电气有限公司的HSMS-GM20×1.5，用于电源线的输入和防水密封。电源开关采用的是三门峡开关电器公司的KCD2-220AG2用于控制外部交流电源的通断。电源指示灯和状态指示灯采用APT公司的AD16系列指示灯，用于指示设备电源和工作状态。滤波器采用的是北京中石伟业技术公司的FLAC32-3A，电源模块采用的是航天长峰朝阳电源公司的UPS模块4NIC-WBU69，滤波器和电源模块将外部输入交流220V 电源转化为直流+12V电源，供设备的其他部件进行使用。电池采用12V2Ah的锂电池，用于设备在断电情况下应急使用2小时。接近开关采用的是上海木西电子的 MHM8-M10NB-Y3L2/C50霍尔传感器，配合前后门4固定好的磁铁，用于检测门的开闭情况。轨道装继电器采用OMRON的G7SA-3A1B DC12，磁力锁采用伊莱科电气有限公司 ELE-P50/27，用于根据工控机的指令吸合或松开前后门4，前显示屏采用IEI公司的DM-F08A 电阻式触摸屏，后显示屏采用淘晶驰公司的TJC8048X570_011C显示屏，作为设备的显示输出设备，可显示4个γ辐射探测器的工作状态和当前计数，以及相关设置信息，同时前门3 显示屏作为设备的输入，完成各种参数的设置。音箱实现语音提示物品被测过程和测量结果。辐射数据采集模块和γ辐射探测器组成探测系统对放入设备的物品进行γ辐射测量。其中，本实施例中的γ辐射探测器设置为四个，且分别设置于主体框架1的顶端、底端、左端以及右端。另外，本实施例中的γ辐射探测器采用固态传感器(塑料闪烁体+光电倍增管)，塑料闪烁体在射线作用下发出可见光子，可见光子经塑料闪烁体表面多次反射，最后到达光电倍增管的阴极，发生光电效应转换为电子，从光电倍增管光阴极发出，电子经过倍增后变成电流信号，传送到辐射数据采集模块，辐射数据采集模块通过DSP软件闭环控制高压模块的输出，为γ辐射探测器提供工作所需的高压电源，接受探测器输出的微弱脉冲信号后经过两次放大送入DSP进行处理，根据脉冲的宽度、幅度采用一定的算法获得γ射线的检测效率，并通过CAN总线与工控机进行测量数据交换。板载RJ45接口采用深圳市凌科电气有限公司的 LP-24-RJ45-S01作为提供远程通讯接口用来连接管理计算机，实现系统集中管理，板载USB 接口面板采用DH-24-USB2.0-S02用来测量数据的导出和支撑软件的安装升级。

支撑软件存储于嵌入式工控机中，用于对探测器和数字信号的检测、识别、数据分析处理及显示。

工作时，如图3所示，外部交流电源经防水密封插头进入设备，由电源开关进行控制给电，电源指示灯给出上电指示，电源开关给出的交流电源经滤波器、电源模块转化为直流12V 供设备其他模块使用。嵌入式工控机上电后对设备各功能模块进行自检，自检成功后，嵌入式工控机通过CAN通信接口对γ辐射探测器进行查询和参数配置，并进行强制本底测量，随后进入等待测量状态。嵌入式工控机通过行程开关检测到开关门的信号后，开始对设备内部的物品进行测量，若测量结果大于设定的报警阈值，语音提示污染报警，屏幕显示污染区域，后门4保持磁力锁锁紧，前门3磁力锁松开，并语音提示取出物品，检测到前门3开关门的信号后，进行强制本底测量，随后进入等待测量状态；若测量结果小于设定的报警阈值，语音提示正常，屏幕显示正常，前门3保持磁力锁锁紧，后门4磁力锁松开，并语音提示取出物品，检测到后门4开关门的信号后，进入等待测量状态。

值得说明的是，辐射污染检测仪的电气模块、机械主体模块以及支撑软件的连接关系以及支撑软件的处理过程均为现有技术，因此，在本实施例中不对其具体的连接关系做进一步赘述；本申请的改进点在于屏蔽体2厚度的选取以及γ辐射探测器数量的选取，以下对本方案的改进点做进一步说明：

现有的辐射检测仪设置2个辐射探测器，且2个辐射探测器设置在左侧和右侧，本申请中设置为4个，且分别设置在顶部、左侧、右侧以及底部，可对被测物品进行全面检测，尤其是增加了底部探测器后，贴近了被检测物品，可有效降低漏报率。

最低可探测限计算公式为：

式中：MDA/MDER：最低可探测限或表面发射率((Bq)或(s^-1))；Bx：测量探测器和本底探测器本底计数率误差，对于同一探测器来说可取为0；P：标准偏差数，置信水平95％时取1.65；B₀：探测器本底计数率(cps)之和；T：测量时间(s)，可设置，一般取为10；ε：探测器探测效率(％)之和。

从式中可得知，Bx、P、B₀、T和ε取固定值或为探测器的固有属性，在环境本底变化过程，影响最低可探测限的因素为B₀，因此通过降低探测器本底计数，可有效降低最低可探测限。

在本实施例中，为确定屏蔽体2的最优厚度，利用蒙特卡罗程序MCNP建立了低本底小物品污染监测仪的模拟计算模型，按照实测得到的基本数据建立了设备简化模型，仿真模拟了试验放射源对探测器的计数率响应，实现对γ辐射探测器响应的仿真计算分析，获得了低本底小物品环境本底计数率计算值与铅屏蔽厚度的计算结果(能量范围50keV—3MeV)，详见表1；同时对不同厚度的铅屏蔽体2的质量进行了记录，如表2所示，考虑到屏蔽体2的厚度越大，屏蔽体2的质量也越大，屏蔽体2越容易出现变形，影响使用，基于此，发明人在充分衡量了探测器本底计数与屏蔽体2质量的情况下，确定了铅屏蔽厚度为20mm，如图4 所示。

表1低本底小物品本底及屏蔽模拟计算结果

表2低本底小物品辐射污染监测仪屏蔽体厚度及重量计算结果

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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.用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，包括设置于所述辐射污染检测仪主体框架(1)上的屏蔽体(2)，其特征在于，所述屏蔽体(2)的厚度为20mm；

所述屏蔽体(2)为铅板；

还包括γ辐射探测器，所述γ辐射探测器设置于所述主体框架(1)的顶端、底端、左端以及右端。

2.根据权利要求1所述的用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，其特征在于，所述γ辐射探测器设置为4个。

3.根据权利要求1所述的用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，其特征在于，所述主体框架(1)上还设置有显示屏，所述显示屏用于显示所述γ辐射探测器的工作状态、当前计数以及所述辐射污染检测仪的设置信息。

4.根据权利要求3所述的用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，其特征在于，所述显示屏设置为两个，一个设置于所述主体框架(1)的前端，另一个设置于所述主体框架(1)的后端。

5.根据权利要求4所述的用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，其特征在于，设置于所述主体框架(1)前端的所述显示屏为触摸屏。

6.根据权利要求1所述的用于高辐射本底环境下的低本底小物品辐射污染检测仪，其特征在于，还包括福马轮(7)，所述福马轮(7)设置于所述主体框架(1)的底部。

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