CN218917651U - 一种海水放射性污染实时测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海水放射性污染实时测量装置，包括：无人双体船、核辐射测量系统和控制系统三个部分，无人双体船作为核辐射测量系统的搭载平台，核辐射测量系统能够能够快速测量监测区域海水中的放射性污染，并将监测结果实时传输到监测中心；控制系统用于用于控制无人双体船的航行、测量数据的传输与处理，所述无人双体船包括船体、GPS定位模块和太阳能供电模块，无人双体船通过GPS定位模块提供定位信息，通过太阳能供电模块为自己和所搭载的设备供电。本实用新型的优点在于：解决了常规海水放射性监测方法无法实时监测海水放射性污染，无法在放射性污染严重的区域工作，无法就地测量海水中β放射性核素的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及海水检测技术领域，具体涉及一种海水放射性污染实时测量装置。
背景技术
在核电发展的过程中，核反应堆的安全至关重要，一旦发生核泄漏事故，将会对环境造成极大的影响。2011年3月3日，日本福岛第一核电站发生严重的核泄漏事故，大量放射性核素释放到环境中。作为邻近地区的中国随即开展了大量环境放射性监测工作。传统的海洋放射性监测方法需对被测样品进行化学预处理，同时不同的处理方式也可能带来各种相关示踪参考数据的误差；另外，这种方法对于半衰期较短的放射性核素测量误差较大。这种非实时在线、非连续的工作方法对海洋放射性污染难以进行有效的监测，更难实现海洋放射性污染的预警。基于以上原因，在此设计了该海水放射性污染实时测量装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种海水放射性污染实时测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种海水放射性污染实时测量装置，包括：无人双体船、核辐射测量系统和控制系统三个部分；所述无人双体船能够携带50kg的仪器设备，并为相关仪器设备提供电源；所述核辐射测量系统能够快速测量监测区域的β放射性核素的含量，并将监测结果实时传输到监测中心；所述控制系统用于控制无人双体船的航行、测量数据的传输与处理；
优选的，无人双体船包括船体、GPS定位模块和太阳能供电模块，无人双体船通过GPS定位模块提供定位信息，通过太阳能供电模块为自己和所搭载的设备供电，理论上该双体船可携带50kg设备在海上长期执行测量任务；无人双体船的船体，采用稳定性好、抗风浪能力强的船体设计，船体甲板开阔，方便布置太阳能电池板和其它设备；所述无人双体船的GPS定位模块可为船只控制提供准确的位置信息，其定位精度为5米；所述无人双体船的太阳能供电模块可将太阳能转化为电能存贮在蓄电池中，主要为船只和搭载的设备提供电源。
优选的，核辐射测量系统包括：探测模块和数据处理模块。海水中的放射性核素发射的β射线被探测模块测量到，然后通过数据处理模块得到海水中放射性核素的活度浓度数据；核辐射测量系统的探测模块使用价格便宜、机械强度高、性能稳定、抗腐蚀性能好的塑料闪烁体作为探测器；海水中的放射性核素衰变放出的β射线与塑料闪烁体相互作用转变成荧光，这些荧光被收集到探测模块的光电倍增管的光阴极上转变成电信号，核辐射测量系统的数据处理模块主要用于处理探测模块输出的核信号；核信号在数据处理模块中经过线性放大器放大成形之后送入脉冲幅度甄别器，在脉冲幅度甄别器中变成数字信号之后送往控制系统；
优选的，控制系统包括主机和数据传输模块、无人双体船控制模块。其通过主机配置无人双体船和核辐射测量系统的参数，同时将核辐射测量系统获取的测量数据传输到监测中心；控制系统的主机是数据传输的中心，它主要完成对无人双体船和核辐射测量系统的实时控制；主机根据GPS授时进行数据采集控制，主要工作包括核辐射测量系统的数据通信与控制及GPS定位模块的数据采集，并将这些数据实时存储；控制系统的数据传输模块将主机处理的信号打包送往监测中心，数据传输模块采用快速可靠的通信方式；模块的主控器根据GPS授时，将核辐射测量系统的测量结果及GPS定位模块的信息打包存储到船上存储，同时将测量结果实时发送给监测中心；控制系统的无人双体船控制模块主要用于控制无人双体船的航行，其通过2.4G+5G+lora的遥控方式实现10km以内的航行控制；
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：解决了常规海水放射性监测方法无法实时监测海水放射性污染，无法在放射性污染严重的区域工作，无法就地测量海水中β放射性核素的问题。
设计的无人双体船，质量轻、体积小，可远距离实时控制，其自带的太阳能供电模块可为船载设备提供电源，可通过GPS定位模块准确定位测量坐标，克服了常规监测方法无法实时监测海水放射性污染，无法在放射性污染严重的区域工作的缺点。
设计的核辐射测量系统，使用塑料闪烁体作为探测器监测海水中的β放射性核素，克服了常规监测方法无法就地测量海水中β放射性核素的缺点。
设计的控制系统，实现了采集数据和控制指令的实时传输，可实时处理并将测量结果传输到监测中心。
附图说明
图1为本实用新型的系统框图；
图2为本实用新型的核辐射测量系统结构示意图；
图3为本实用新型的主体结构示意图；
图4为本实用新型的核信号处理过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-4，本实用新型提供如图1所示，一种海水放射性污染实时测量装置，将核辐射测量系统和相关设备搭载在无人双体船上，通过无线数据传输模块将监测数据实时传输到监测中心，该装置包括无人双体船、核辐射测量系统和控制系统三个部分，现对该装置主要功能模块的设计进行说明。
具体而言，无人双体船设计了太阳能电源供电部分，可为双体船本身和核辐射测量系统提供电源，无人双体船上包含了GPS定位模块，其结构如图1所示：GPS定位模块可实时提供无人双体船的位置信息，这些数据最终汇总到控制系统的主机，再由控制系统的数据传输模块传输到监测中心。
具体而言，核辐射测量系统：探测器和数据处理模块，实现了对海水中β放射性核素的测量，探测器主要完成将海水中放射性核素放出的β射线转变成电信号，为了实现连续动态测量不同区域海水的放射性，使用泵将海水抽到探测模块的测量室中，再对测量室中的海水进行测量，其工作示意图如图2所示：泵将海水抽入测量室的一端，海水通过塑料闪烁体上的小孔逐渐充满测量室；海水中放射性核素放出的β射线被塑料闪烁体探测到并转变成荧光，这些荧光在光电倍增管的光阴极上转变成光电子，这些电子形成的电流被放大最后输出到数据处理模块，在数据处理模块，核信号被转换成数字信号，核信号的处理过程示意图如图3所示：从探测模块输出的核信号在线性放大器里被放大并成形为双极性波形以提高计数率和信噪比，经过放大成形的信号在脉冲幅度甄别器里按脉冲幅度分类计数并转变成数字信号输出到主机。
具体而言，控制系统设计了数据传输模块，主要用于控制无人双体船和核辐射测量系统，并实时处理接收的数据，如图4所示，控制系统以主机为中心将核辐射测量系统的测量数据、GPS模块的信息及太阳能供电模块的信息打包存储到船上存储，并将这些信息通过数据传输模块发送给监测中心。
工作原理：通过控制系统控制无人双体船在海面移动，GPS定位模块可实时提供无人双体船的位置信息，使用泵将海水抽到探测模块的测量室中，再对测量室中的海水进行测量，泵将海水抽入测量室的一端，海水通过塑料闪烁体上的小孔逐渐充满测量室；海水中放射性核素放出的β射线被塑料闪烁体探测到并转变成荧光，这些荧光在光电倍增管的光阴极上转变成光电子，这些电子形成的电流被放大最后输出到数据处理模块，在数据处理模块，核信号被转换成数字信号，从探测模块输出的核信号在线性放大器里被放大并成形为双极性波形以提高计数率和信噪比，经过放大成形的信号在脉冲幅度甄别器里按脉冲幅度分类计数并转变成数字信号输出到主机，控制系统以主机为中心将核辐射测量系统的测量数据、GPS模块的信息及太阳能供电模块的信息打包存储到船上存储，并将这些信息通过数据传输模块发送给监测中心。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种海水放射性污染实时测量装置，其特征在于：包括无人双体船、核辐射测量系统和控制系统三个部分，所述无人双体船能够携带50kg的仪器设备，并为相关仪器设备提供电源，所述核辐射测量系统能够快速测量监测区域的β放射性核素的含量，并将监测结果实时传输到监测中心，所述控制系统用于控制无人双体船的航行、测量数据的传输与处理。
2.根据权利要求1所述的一种海水放射性污染实时测量装置，其特征在于：所述无人双体船包括船体、GPS定位模块和太阳能供电模块，无人双体船通过GPS定位模块提供定位信息，通过太阳能供电模块为自己和所搭载的设备供电；所述无人双体船的太阳能供电模块可将太阳能转化为电能存贮在蓄电池中，主要为船只和搭载的设备提供电源。
3.根据权利要求1所述的一种海水放射性污染实时测量装置，其特征在于：所述核辐射测量系统包括：探测模块和数据处理模块，海水中的放射性核素发射的β射线被探测模块测量到，然后通过数据处理模块得到海水中放射性核素的活度浓度数据；核辐射测量系统的探测模块使用塑料闪烁体作为探测器；海水中的放射性核素衰变放出的β射线与塑料闪烁体相互作用转变成荧光，这些荧光被收集到探测模块的光电倍增管的光阴极上转变成电信号；核辐射测量系统的数据处理模块主要用于处理探测模块输出的核信号；核信号在数据处理模块中经过线性放大器放大成形之后送入脉冲幅度甄别器，在脉冲幅度甄别器中变成数字信号之后送往控制系统。
4.根据权利要求1所述的一种海水放射性污染实时测量装置，其特征在于：所述控制系统包括主机和数据传输模块、无人双体船控制模块，其通过主机配置无人双体船和核辐射测量系统的参数，同时将核辐射测量系统获取的测量数据传输到监测中心；所述控制系统的主机是数据传输的中心，它主要完成对无人双体船和核辐射测量系统的实时控制；主机根据GPS授时进行数据采集控制，主要工作包括核辐射测量系统的数据通信与控制及GPS定位模块的数据采集，并将这些数据实时存储；所述控制系统的数据传输模块将主机处理的信号打包送往监测中心，数据传输模块采用快速可靠的通信方式；模块的主控器根据GPS授时，将核辐射测量系统的测量结果及GPS定位模块的信息打包存储到船上存储，同时将测量结果实时发送给监测中心；所述控制系统的无人双体船控制模块主要用于控制无人双体船的航行，其通过2.4G+5G+lora的遥控方式实现10km以内的航行控制。
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| CN202222904108.6U CN218917651U (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种海水放射性污染实时测量装置 |
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| CN218917651U true CN218917651U (zh) | 2023-04-25 |
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Family Applications (1)
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| CN202222904108.6U Active CN218917651U (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种海水放射性污染实时测量装置 |
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2022
- 2022-11-02 CN CN202222904108.6U patent/CN218917651U/zh active Active
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