CN220230562U - 一种穿戴式多模态辐射监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种穿戴式多模态辐射监测装置，属于辐射监测领域。解决了现有的辐射监测装置不方便佩戴、监测频率单一以及应用场景受限，无法获得周边环境的实时监测值，进而造成监测数据参考意义不高的问题。本实用新型包括表带和设置在表带上的壳体，壳体内设有PCB板，PCB板上集成安装有电池、紫外辐射监测装置、核辐射监测装置、数据处理装置，壳体外部还安装有显示屏，电池与紫外辐射监测装置、核辐射监测装置、数据处理装置和显示屏均电连接，数据处理装置与紫外辐射监测装置、核辐射监测装置和显示屏均数据连接。本实用新型实现了辐射监测装置的穿戴便利性及多模态辐射的实时监测，增加了辐射监测的应用场景，更具参考意义。
Description
技术领域
本实用新型属于辐射监测技术领域，涉及一种穿戴式多模态辐射监测装置。
背景技术
辐射(Rad iat ion)指的是由发射源(电磁波等)发出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播，而后不再返回场源的现象，能量以电磁波或粒子(如阿尔法粒子、贝塔粒子等)的形式向外扩散。辐射包括电离辐射和非电离辐射。电离辐射是指波长短、频率高、能量高的射线，包括α、β、γ、X射线、质子和重离子等等。非电离辐射包括低能量的电磁辐射，包括紫外线、光线、红外线、微波及无线电波等。它们的能量不高，只会令物质内的粒子震动，温度上升。
人体接受到过量的核辐射会导致疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等症状；有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率，影响后代的身体健康。而适量的紫外辐射有助于人体合成维生素D3，有益于人体健康。但过量的紫外线照射将对眼睛和皮肤的健康形成实际和持续性的伤害，可诱发细胞、纤维组织和血管退化，轻者皮肤晒伤、角膜发炎，重者可能抑制免疫系统，甚至可能导致皮肤癌。
除了在日常工作中经常会接触到电离辐射(核辐射)的工作人员比较重视周围环境的辐射强度，普通消费者也逐渐意识到核辐射和紫外辐射的危害，因此对周边环境健康检测也成了医疗卫生和公共预防领域关注点。
目前，现有的辐射通过有关部门的检测设备进行检测，由于设备体积较大，设备通常是固定在某一处，不能够便携的携带，具有很大的局限性，也只能对某一片区域的某一种辐射进行粗略预测，现有的电子设备仅能通过网络接收有关部分发出的某区域某时段总剂量粗略预测值，无法针对单一个体提供特定环境下的辐射值实时准确监测，应用场景也受到一定的限制，且在短时间难以收集最新数据，而实时监测值更具参考价值，可为辐射的防护提供科学依据，避免预防措施不够完善，对人体的健康造成影响。
综上，需要一种能够实时监测辐射的可穿戴式多模态监测装置，来解决现有的辐射监测装置不方便佩戴、监测频率单一以及应用场景受限，无法获得周边环境的实时监测值，进而造成监测数据参考意义不高的问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种穿戴式多模态辐射监测装置，拟解决现有的辐射监测装置不方便佩戴、监测频率单一以及应用场景受限，无法获得周边环境的实时监测值，进而造成监测数据参考意义不高的问题，实现实时多模态的辐射监测，并得到佩戴人原所属位置的准确辐射强度，进而方便提前做好相关防护措施，同时该装置可进一步融合心率、海拔、体温、血压等监测装置，进行健康数据的融合采集，方便对佩戴人员的身体状况进行监控。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种穿戴式多模态辐射监测装置，包括表带和设置在表带上的壳体，所述壳体内设有PCB板，所述PCB板上集成安装有电池、紫外辐射监测装置、核辐射监测装置、数据处理装置，所述壳体外部还安装有显示屏，所述电池与紫外辐射监测装置、核辐射监测装置、数据处理装置和显示屏均电连接，所述数据处理装置与紫外辐射监测装置、核辐射监测装置和显示屏均数据连接。
上述技术方案的具体工作原理如下：
本实用新型通过紫外辐射监测装置和核辐射监测装置实现了实时监测紫外辐射和核辐射指数，通过数据处理装置接收处理，数据处理装置中预设有相关辐射等级的判定阈值，将所监测到的辐射数据与预设的判定阈值比对，判断出辐射等级，并转换为相关信息传输给显示屏显示相关辐射数据，实现辐射的实时监测和预警，有利于提醒佩戴人员相关辐射参数，提前做好相关防护措施。
在进一步的技术方案中，所述数据处理装置包括信号接收器、处理器和信号发送器，所述信号接收器、处理器和信号发送器依次电连接且均集成在PCB板上，所述信号接收器与紫外辐射监测装置和核辐射监测装置均数据连接，所述信号发送器与显示屏数据连接。
在进一步的技术方案中，所述处理器为单片机。
在进一步的技术方案中，所述紫外辐射监测装置包括监测芯片、UV传感器以及信息寄存器，所述监测芯片与UV传感器和信息寄存器均电连接且均集成在PCB板上，所述信息寄存器与信号接收器数据连接。
在进一步的技术方案中，所述监测芯片采用VEML6075紫外监测芯片。
在进一步的技术方案中，所述核辐射监测装置为碲锌镉(CZT)半导体探测器，所述碲锌镉半导体探测器与信号接收器数据连接。
在进一步的技术方案中，所述数据连接采用有线连接和无线连接中的一种。
在进一步的技术方案中，所述PCB板上还集成安装有血压监测装置、体温监测传感器、海拔高度和心率监测装置，所述血压监测装置、体温监测传感器、海拔高度和心率监测装置与电池、数据处理装置及显示屏均电连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型能够实时监测紫外辐射及核辐射指数，实现多模态的辐射监测，增加了监测装置的应用场景，便于佩戴人员实时了解所处环境的辐射强度，提前做好相关防护措施。
2、本实用新型设有心率、海拔、体温、血压等监测装置，对健康数据进行融合采集，方便对佩戴人员的身体状况进行监控。
3、本实用新型为穿戴式的监测装置，相对与现有技术的定点监测或粗略估计，具有更高的准确性和参考性。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本实用新型的结构示意图。
附图标记：1-壳体、2-PCB板、3-电池、4-显示屏、5-信号接收器、6-处理器、7-信号发送器、8-监测芯片、9-UV传感器、10-信息寄存器、11-碲锌镉半导体探测器。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合图1对本实用新型作详细说明。
本实施例提供一种穿戴式多模态辐射监测装置，参阅图1，包括表带和设置在表带上的壳体1，壳体1内设有PCB板2，PCB板2上集成安装有电池3、紫外辐射监测装置、核辐射监测装置、数据处理装置，壳体1外部还安装有显示屏4，电池3与紫外辐射监测装置、核辐射监测装置、数据处理装置和显示屏4均电连接，数据处理装置与紫外辐射监测装置、核辐射监测装置和显示屏4均电连接。
在本实施例中，数据处理装置包括信号接收器5、处理器6和信号发送器7，信号接收器5、处理器6和信号发送器7依次电连接且均集成在PCB板2上，信号接收器5与紫外辐射监测装置和核辐射监测装置均电连接，信号发送器7与显示屏4电连接。
在本实施例中，处理器6为单片机。
在本实施例中，紫外辐射监测装置包括监测芯片8、UV传感器9以及信息寄存器10，监测芯片8与UV传感器9和信息寄存器10均电连接且均集成在PCB板2上，信息寄存器10与信号接收器5电连接。
在本实施例中，监测芯片8采用VEML6075紫外监测芯片8。
本实施例监测芯片8监测UVB和UVA的方法为现有技术，其具体过程如下：
步骤1：VEML6075紫外监测芯片8通过UV传感器9接收太阳光的照射，将监测到的UVB和UVA转化为数据，存储到信息寄存器10内；
步骤2：信号接收器5接收信息寄存器10内的UVB和UVA数据；
步骤3：单片机通过公式计算出UVB和UVA的值；
步骤4：信号发送器7将步骤3中计算出的值传输到显示屏4。
所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1：单片机将监测的实际值与预设的判定阈值比对，确定辐射等级；
步骤4.2：信号发送器7将辐射参数值和辐射等级上传到显示屏4。
其中，步骤3中所述的公式如下：
UVBcalc＝UVB-(c*UVcomp1)-(d*UVcomp2)
UVB＝c*UVcomp1
UVAcalc＝UVA-(a*UVcomp1)-(b*UVcomp2)
UVA＝a*UVcomp1
式中：UVA表示UVA的瞬时计算数值；UVB表示UVB的瞬时计算数值；UVAcalc表示过滤后的UVA数值；UVBcalc表示过滤后的UVB数值；UVcomp1可见光补偿值；UVcomp2红外光补偿值；a表示UVA阳光下可见光抵消系数；b表示UVA阳光下红外光抵消系数；c表示UVB阳光下可见光抵消系数；d表示UVB阳光下红外光抵消系数。
步骤2中所述信息接收器以100ms每次的频率读取信息寄存器10中的数据。
步骤4中所述信息发送器以10秒每次的频率将数据上传至显示屏4。
在本实施例中，核辐射监测装置为碲锌镉半导体探测器11，碲锌镉半导体探测器11与信号接收器5电连接。
在本实施例中，PCB板2上还集成安装有血压监测装置、体温监测传感器、海拔高度和心率监测装置，血压监测装置、体温监测传感器、海拔高度和心率监测装置与电池3、数据处理装置及显示屏4均电连接。
本实施例中采用的各组成部件均为现有技术，本领域技术人员完全能够实现，且本实用新型不涉及对其结构及使用方法的改变，故此处不再赘述。
上述实施例的具体工作原理如下：
本监测装置通过紫外辐射监测装置和核辐射监测装置实现了实时监测紫外辐射和核辐射指数，通过数据处理装置接收处理，数据处理装置中预设有相关辐射等级的判定阈值，将所监测到的辐射数据与预设的判定阈值比对，判断出辐射等级，并转换为相关信息传输给显示屏4显示相关辐射数据，实现辐射的实时监测和预警，有利于提醒佩戴人员相关辐射参数，提前做好相关防护措施。且还设有心率监测装置、外部温度监测装置、血压监测装置以及体温监测装置。使得能够时刻监测到佩戴者的心率信息、外界温度变化、人体血压以及佩戴者体温，方便实时监控佩戴者的身体状况，方便在身体不适时，提前做好防护准备及休息。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种穿戴式多模态辐射监测装置，包括表带和设置在表带上的壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)内设有PCB板(2)，所述PCB板(2)上集成安装有电池(3)、紫外辐射监测装置、核辐射监测装置、数据处理装置，所述壳体(1)外部还安装有显示屏(4)，所述电池(3)与紫外辐射监测装置、核辐射监测装置、数据处理装置和显示屏(4)均电连接，所述数据处理装置与紫外辐射监测装置、核辐射监测装置和显示屏(4)均数据连接。
2.根据权利要求1所述的一种穿戴式多模态辐射监测装置，其特征在于，所述数据处理装置包括信号接收器(5)、处理器(6)和信号发送器(7)，所述信号接收器(5)、处理器(6)和信号发送器(7)依次电连接且均集成在PCB板(2)上，所述信号接收器(5)与紫外辐射监测装置和核辐射监测装置均数据连接，所述信号发送器(7)与显示屏(4)数据连接。
3.根据权利要求2所述的一种穿戴式多模态辐射监测装置，其特征在于，所述处理器(6)为单片机。
4.根据权利要求2所述的一种穿戴式多模态辐射监测装置，其特征在于，所述紫外辐射监测装置包括监测芯片(8)、UV传感器(9)以及信息寄存器(10)，所述监测芯片(8)与UV传感器(9)和信息寄存器(10)均电连接且均集成在PCB板(2)上，所述信息寄存器(10)与信号接收器(5)数据连接。
5.根据权利要求4所述的一种穿戴式多模态辐射监测装置，其特征在于，所述监测芯片(8)采用VEML6075紫外监测芯片(8)。
6.根据权利要求2所述的一种穿戴式多模态辐射监测装置，其特征在于，所述核辐射监测装置为碲锌镉半导体探测器(11)，所述碲锌镉半导体探测器(11)与信号接收器(5)数据连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种穿戴式多模态辐射监测装置，其特征在于，所述数据连接采用有线连接和无线连接中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种穿戴式多模态辐射监测装置，其特征在于，所述PCB板(2)上还集成安装有血压监测装置、体温监测传感器、海拔高度和心率监测装置，所述血压监测装置、体温监测传感器、海拔高度和心率监测装置与电池(3)、数据处理装置及显示屏(4)均电连接。
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