CN219143104U - 一种γ射线监测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种γ射线监测装置及系统，涉及辐射防护与监测技术领域，包括探测模块，用于γ射线监测并采集、发送对应的监测数据；手持终端，用于接收探测模块发出的数据；无线模块，分别集成在探测模块和手持终端上，实现二者之间的无线数据传输；本方案基于现有的γ测量系统进行改进，通过无线通讯方式进行数据传输和控制，降低使用人员的受照风险，实现强辐射场和复杂环境下的γ辐射水平测量，能综合体现固定式γ测量仪稳定和便携式γ测量仪灵活的优点；在移动设备上设置屏蔽结构，降低移动设备及其部件的辐照损伤效应和干扰，使得装置工作稳定性和耐久性更好。

Description

一种γ射线监测装置及系统

技术领域

本实用新型涉及辐射防护与监测技术领域，具体涉及一种γ射线监测装置及系统。

背景技术

在辐射监测过程中，目前用于γ射线探测的装置按应用方式分主要有固定式γ测量仪和便携式γ测量仪两种，它们基本都是由探测器、信号处理单元、信号线缆、显示单元和电源模块等部分组成。

固定式γ测量仪通常被安装在固定测量点，具有测量持续时间长、稳定性较好和便于组网管理等特点，它通过信号线缆进行数据传输，可通过DCS等方式集成统一管理，便于相关工作人员实时监控相应场所的γ辐射水平，在核设施中应用十分广泛；但固定式γ测量仪也存在一定的不足，例如前期安装调试比较耗时、长距离信号传输敷设电缆难度大、被污染后不易去污、需要固定电源供电、无法进行灵活测量等。

便携式γ测量仪在一定程度上弥补了固定式γ测量仪所存在的不足，因其体积小、易携带、操作简便、采用电池供电和可灵活测量等特点，在实际的辐射监测过程中被广泛应用，与固定式γ测量仪共同组成核设施及其他核辐射应用场景的γ测量系统；但由于便携式γ测量仪需要人工实时操作，也存在一定不足，例如对强辐射场重污染区域进行测量时，无法保证人员的辐射安全，测量数据难以通过技术手段集成统一管理和受环境条件限制较大等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：由于辐射环境的复杂性和多变性，现有的辐射监测装置难以实现灵活测量和保障操作人员的辐射安全，尤其是现有的γ射线监测大多需要固定式γ监测系统或人工携带便携式仪表进行实时测量，但是许多γ辐射环境需要灵活测量且对操作人员的安全存在威胁；本实用新型着力于解决γ测量系统在实际应用过程中的灵活布设、定点测量、移动巡测和远程数据传输等问题，提供一种γ射线监测装置及系统，基于现有的γ测量系统进行改进，通过无线通讯方式进行数据传输和控制，降低使用人员的受照风险，实现强辐射场和复杂环境下的测量功能，在添加无线模块的同时设置屏蔽结构，降低γ射线引起的辐照损伤效应和对电子元器件的干扰。

本实用新型通过下述技术方案实现：

本方案提供一种γ射线辐射监测装置，包括：

探测模块，用于γ射线监测并采集、发送对应的监测数据；

手持终端，用于接收探测模块发出的数据；

无线模块，分别集成在探测模块和手持终端上，实现二者之间的无线数据传输；所述无线模块设置有电磁波屏蔽结构，所述无线模块置于电磁波屏蔽结构内。

本方案工作原理：由于辐射环境的复杂性和多变性，现有的辐射监测装置难以实现灵活测量和保障操作人员的辐射安全。尤其是现有的γ射线监测大多需要固定式γ监测系统或人工携带便携式仪表进行实时测量，但是许多γ辐射环境需要灵活测量且对操作人员的安全存在威胁；本实用新型着力于解决γ测量系统在实际应用过程中的灵活布设、定点测量、移动巡测和远程数据传输等问题，提供一种γ射线监测装置及系统，基于现有的γ测量系统进行改进，通过无线通讯方式进行数据传输和控制，降低使用人员的受照风险，实现强辐射场和复杂环境下的测量功能，在添加无线模块的同时设置电磁波屏蔽结构，降低γ射线引起的辐照损伤效应和对电子学元器件的干扰。

进一步优化方案为，所述探测器包括：探测模块天线、有线开关、无线开关、有线接口、仪器开关锁、显示屏、探测单元和报警灯铃；所述探测模块探测到的γ辐射水平超过设定阈值时，报警灯铃进行声光报警。

进一步优化方案为，还包括转发器，所述转发器包括：转发器天线、转发器工作指示灯、显示屏幕、转发器开关、和充电接口；所述转发器作为探测模块与手持终端之间的数据传输中继点，实现延长探测模块与手持终端之间的数据传输距离的功能。

通过上述技术方案，可以固定多个探测模块在γ辐射场中的不同位置进行测量；对于距离较远的点位，可以使用转发器作为探测模块与手持终端之间的中继点实现远距离数据传输，可以适应多种场景的灵活布点，实现在一定场景内对待测对象的灵活测量，并可根据使用需求布设不同数量的探测器，适用于户外、厂房、隧洞、热室等多种场景。在需要实施γ射线探测的场所中，根据实际测量需求选定测点，将探测模块安装在测点处，安装可采用壁挂式、悬挂式、捆扎式和支架撑托等多种方式；探测模块安装完成后，开启进入自检程序，指示灯闪烁，蜂鸣器发出短暂响声；正常测量时，指示灯不亮，屏幕显示测量值；超阈值报警时，超一级阈值黄色指示灯闪烁；超二级阈值红色指示灯闪烁，蜂鸣器长响。

进一步优化方案为，还包括移动设备，所述探测单元装设在移动设备上，所述移动设备驱使探测单元进行三维空间位置的改变。

进一步优化方案为，所述移动设备包括：机械臂、移动履带和底盘腔；所述探测单元装设在机械臂上，无线模块装设在底盘腔内；

所述机械臂装设在底盘腔顶，移动履带设置在底盘腔底；所述移动履带带动机械臂和底盘腔进行水平面上位置的改变，机械臂带动探测单元进行竖直面上位置的改变。

进一步优化方案为，所述底盘腔为长方体腔，其最短的棱垂直于水平面，其第一长的棱和第二长的棱构成底盘腔的顶面和底面，所述机械臂装设在底盘腔顶面中心位置，机械臂为具有伸缩结构的竖直杆，机械臂的一端安装在底盘腔顶面中心位置且可沿安装点旋转移动，机械臂的另一端装设探测器。

基于无线通讯方式和移动设备的技术，移动设备利用伸缩机械臂和移动履带等部件，可实现对待测区域的无人化监测，并具备一定的复杂环境适应能力；适用于强辐射场等人员不便进入的场景。对于临时性、开放性和高辐射剂量等放射性场所监测尤为适用，也可广泛应用于其他固定的核设施。

进一步优化方案为，所述移动履带的截面呈等腰梯形状，较短的底边接触底面在底面移动，较长的底边装设在底盘腔最短的棱与第一长的棱构成的侧面上。

进一步优化方案为，还包括摄像装置，装设在底盘腔内，所述底盘腔表面设置凸起空间，且凸起空间的壁面有透明窗。

进一步优化方案为，所述透明窗为铅玻璃，所述底盘腔由铅板构成。

作为一种优选底盘腔的上顶面及侧面由铅板构成。

对于无法目视观察的待测区域，可以通过摄像装置实时监控机械臂的位置和动作情况，便于操作人员准确判断待测位置，获取可信数据。

由于移动设备的摄像装置、供电模块、无线模块和内部集成电路板件等都需持续在γ辐射场中工作，为降低上述部件的辐照损伤效应，减轻γ射线对电子学元器件的干扰，进而影响监测工作的开展，本方案将摄像装置、供电模块、无线模块和集成电路板件等都装设在底盘腔内，并采用含铅材质的面板覆盖在底盘腔的上顶面和侧面，实现一定程度上对γ射线的屏蔽。

本方案还提供一种γ射线监测系统，包括上述方案所述的γ射线监测装置。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型提供的一种γ射线监测装置及系统，基于现有的γ测量系统进行改进，通过无线通讯方式进行数据传输和控制，降低使用人员的受照风险，实现强辐射场和复杂环境下的γ辐射水平测量，能综合体现固定式γ测量仪稳定和便携式γ测量仪灵活的优点，在添加无线模块的同时设置屏蔽结构，降低移动设备及其部件的辐照损伤效应和干扰，使得装置工作稳定性和耐久性更好。

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为γ射线监测装置结构示意图；

图2为探测模块结构示意图；

图3为无线模块结构示意图；

图4为转发器结构示意图；

图5为手持终端俯视示意图；

图6为手持终端底面示意图；

图7为移动设备结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-探测模块，11-探测模块天线，12-有线开关，13-无线开关，14-有线接口，15-仪器开关锁，16-显示屏，17-探测单元，18-报警灯铃；2-无线模块；3-手持终端，31-手持终端天线，32-左右方向摇杆，33-显示屏幕，34-前后方向摇杆；4-移动设备，41-底盘腔，42-移动履带，43-天线安装位置，44-机械臂活动关节，45-摄像头窥视窗，46-激光测距仪，47-机械臂伸缩关节，5-转发器，51-转发器天线，52-转发器指示灯，53-显示屏幕，54-转发器开关、55-充电接口；6-摄像装置，61-凸起空间，62-透明窗。

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1

本实施例提供一种γ射线监测装置，如图1所示，包括：

探测模块1，用于γ射线监测并采集、发送对应的监测数据；

手持终端3，用于接收探测模块1发出的数据；

无线模块2，分别集成在探测模块1和手持终端3上，实现二者之间的无线数据传输；如图3所示，无线模块2包括无线模块芯片21和无线模块接口22，所述无线模块2设置有电磁波屏蔽结构，所述无线模块2置于电磁波屏蔽结构内。

如图2所示，探测模块1包括：探测模块天线11、有线开关12、无线开关13、有线接口14、仪器开关锁15、显示屏16、探测单元17和报警灯铃18；所述探测模块1探测到的γ辐射水平超过设定阈值时，报警灯铃18进行声光报警。

如图4所示，手持终端3包括手持终端天线31；左右方向摇杆32，显示屏幕33和前后方向摇杆34。

实施例2

如图5和图6所示，在上一实施例的基础上，本实施例还包括转发器5，所述转发器5包括：转发器天线51、转发器工作指示灯52、显示屏幕53、转发器开关54、和充电接口55；所述转发器5作为探测模块1与手持终端3之间的数据传输中继点，实现延长探测模块1与手持终端3之间的数据传输距离的功能。

在需要实施γ射线探测的场所中，根据实际测量需求选定测点，将探测模块安装在测点处，安装可采用壁挂式、悬挂式、捆扎式和支架等多种方式；在探测模块和手持终端的距离较远或无线通讯遭遇较强障碍时，可使用转发器作为中继点，延长或增强两端的通讯。

通过上述技术方案，可以固定多个探测模块在γ辐射场中的不同位置进行测量；对于距离较远的点位，可以使用转发器作为探测模块与手持终端之间的中继点实现远距离数据传输，可以适应多种场景的灵活布点，实现在一定场景内对待测对象的灵活测量，并可根据使用需求布设不同数量的探测器，适用于户外、厂房、隧洞、热室等多种场景。探测模块安装完成后，开启进入自检程序，指示灯闪烁，蜂鸣器发出短暂响声；正常测量时，指示灯不亮，屏幕显示测量值；超阈值报警时，超一级阈值黄色指示灯闪烁，超二级阈值红色指示灯闪烁，蜂鸣器长响。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例还包括移动设备4，所述探测器1装设在移动设备4上，所述移动设备4驱使探测器1进行三维空间位置的改变。

如图7所示，所述移动设备4包括：底盘腔41、移动履带42、天线安装位置43、摄像头窥视窗45、激光测距仪46和机械臂；

机械臂具有机械臂伸缩关节47和机械臂活动关节44；探测单元17装设在机械臂上，摄像装置、供电模块和无线模块2装设在底盘腔41内；

机械臂装设在底盘腔41顶，移动履带42设置在底盘腔41底；所述移动履带42带动机械臂和底盘腔41进行水平面上位置的改变，机械臂活动关节44和机械臂伸缩关节47带动探测单元17进行竖直面上位置的改变。激光测距仪46安装在机械臂上。

所述底盘腔41为长方体腔，其最短的棱垂直于水平面，其第一长的棱和第二长的棱构成底盘腔41的顶面和底面，所述机械臂设在底盘腔41顶面中心位置，且整个机械臂可沿机械臂活动关节44的中心为圆心进行有限的扇形范围移动。

采用移动设备进行测量时，首先打开电源开关，再旋出急停按钮，解除急停状态，摄像装置和测距仪工作指示灯亮，移动设备可正常工作；

确认探测模块和移动设备正常工作后，打开手持终端，探测模块和手持终端自动进行无线连接；通过手持终端的摇杆可控制移动设备的行进方向，按照操作人预想的路线或对象进行测量；控制摄像装置的升降和机械臂的伸缩，完成对指定位置的远程测量；可通过手持终端开启或关闭无线传输模式，可通过终端关闭探测模块的报警蜂鸣声；

移动设备利用伸缩机械臂、履带式底盘、激光测距仪和摄像装置等设备，可实现对待测区域的无人化监测，并具备一定的复杂环境适应能力。使得系统化的γ射线监测变得更加简便且易实现。因其采用无线通讯方式，可大大减少系统的安装调试时间，降低人员的受照风险；模块化的安装应用方式，降低了维修的难度并且可以灵活布置；采用巡检移动设备进行远程测量，适用于强辐射场等人员不便进入的场景。对于临时性、开放性和高辐射剂量等放射性场所监测尤为适用，也可广泛应用于其他固定的核设施。

使用过程中可以因地制宜采用相应的配件进行安装、固定和连接等。γ射线辐射监测装置同时配备了50m的通信线缆，既可固定于某个测量区域，用作长期固定测量，也可将探测器和终端随身携带，用作便携式测量；γ射线辐射监测装置短期工作时，可采用电池供电，无需外接电源，长期工作时则需要外接电源；短期工作时，可暴露于户外(光照、阴雨天气)，但需做防雷措施，长期工作时可搭制简易棚遮雨避光。

实施例4

摄像装置6，装设在底盘腔41内，所述底盘腔41表面设置凸起空间61，且凸起空间的壁面有透明窗62。

所述透明窗62为铅玻璃，所述底盘腔41上顶面及侧面由铅板构成。

由于移动设备的摄像装置、供电模块、无线模块和内部集成电路板件等都需持续在γ辐射场中工作，为降低上述部件的辐照损伤效应，减轻γ射线对电子学元器件的干扰，进而影响监测工作的开展，本方案将摄像装置、供电模块、无线模块和集成电路板件等都装设在底盘腔内，并采用含铅材质的面板覆盖在底盘腔的上顶面和侧面，实现一定程度上对γ射线的屏蔽。

由于无线模块、控制器及其线缆等都依赖电磁波工作，而γ射线辐射能量也是电磁波形式，因此两种电磁波存在相互影响的作用，进而影响监测工作，本方案将无线模块、控制器及其线缆等都装设在底盘腔内，并使用铅材质的底盘腔将腔内和腔外的电磁波进行隔离屏蔽。

实施例5

本实施例提供一种γ射线监测系统，包括上述实施例所述的γ射线监测装置。

本实用新型公开的上述γ射线监测装置及系统，将无线通讯技术和巡检移动设备应用到γ射线测量及数据传输过程中，使得对复杂环境条件下γ射线测量的难度降低，简化了测量系统的结构，降低了相关工作人员的受照风险。同时，以该装置为基础研制的测量设备，能适应多种复杂的环境条件，装配简单，坚固耐用，能提升测量工作的效率；该系统的方法和产品在其他类型辐射的探测过程中也具有广阔的应用前景。

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 (4)

1.一种γ射线监测装置，其特征在于，包括：

探测模块（1），用于γ射线监测并采集、发送对应的监测数据；

手持终端（3），用于接收探测模块（1）发出的数据；

无线模块（2），分别集成在探测模块（1）和手持终端（3）上，实现二者之间的数据传输；所述无线模块（2）设置有电磁波屏蔽结构，所述无线模块（2）置于电磁波屏蔽结构内；

所述探测模块（1）包括：探测模块天线（11）、有线开关（12）、无线开关（13）、有线接口（14）、仪器开关锁（15）、显示屏（16）、探测单元（17）和报警灯铃（18）；所述探测模块（1）探测到γ射线水平超过设定阈值时，报警灯铃（18）进行声光报警；

还包括移动设备（4），所述探测模块（1）的探测单元（17）装设在移动设备（4）上，所述移动设备（4）驱使探测单元（17）进行三维空间位置的改变；

所述移动设备（4）包括：机械臂、移动履带（42）和底盘腔（41）；所述探测单元（17）装设在机械臂上，无线模块（2）装设在底盘腔（41）内；

所述机械臂装设在底盘腔（41）顶，移动履带（42）设置在底盘腔（41）底；所述移动履带（42）带动机械臂和底盘腔（41）进行水平面上位置的改变，机械臂带动探测单元（17）进行竖直面上位置的改变；

所述底盘腔（41）为长方体腔，其最短的棱垂直于水平面，其第一长的棱和第二长的棱构成底盘腔（41）的顶面和底面，所述机械臂装设在底盘腔（41）顶面中心位置，机械臂为具有伸缩结构的竖直杆，机械臂的一端安装在底盘腔（41）顶面中心位置且可沿安装点旋转移动，机械臂的另一端装设探测单元（17）；

还包括摄像装置（6），装设在底盘腔（41）内，所述底盘腔（41）表面设置凸起空间（61），且凸起空间的壁面有透明窗（62）；

所述透明窗（62）为铅玻璃，所述底盘腔（41）由铅板构成。

2.根据权利要求1所述的一种γ射线监测装置，其特征在于，还包括转发器（5），所述转发器（5）包括：转发器天线（51）、转发器工作指示灯（52）、显示屏幕（53）、转发器开关（54）、和充电接口（55）；

所述转发器（5）作为探测模块（1）与手持终端（3）之间的数据传输中继点，实现延长探测模块（1）与手持终端（3）之间的数据传输距离的功能。

3.根据权利要求1所述的一种γ射线监测装置，其特征在于，所述移动履带（42）的截面呈等腰梯形状，较短的底边接触底面在底面移动，较长的底边装设在底盘腔（41）最短的棱与第一长的棱构成的侧面上。

4.一种γ射线监测系统，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的γ射线监测装置。

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