CN2906778Y

CN2906778Y - 放射性辐射实时监测系统及其便携式远程定位辐射测量仪

Info

Publication number: CN2906778Y
Application number: CN 200620057567
Authority: CN
Inventors: 张翀; 徐向军
Original assignee: Individual
Current assignee: New Moon Nuclear (beijing) Technology Co Ltd
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2016-04-06

Abstract

本实用新型公开了放射性辐射实时监测系统及其便携式远程定位放射性辐射测量仪。测量仪结合放射性辐射测量技术、无线网络及移动通信技术、全球定位定时(GPS)技术、地理信息(GIS)技术、计算机及网络技术，具有体积小、携带方便、可长时间连续工作等特点，可由人员随身携带，也可以设置在具有放射性辐射物质的场所，在现场测量数据及显示结果。而系统通过该便携式远程定位放射性辐射测量仪提供的辐射测量数据、地理时间信息和运行状态数据等，在远程的数据和指挥中心可进行实时或定时监控，全面地收集和分析数据，能够便捷、及时、全面、准确地监测放射性辐射随空间/时间的分布情况；并可给出进一步的分析结果，以供相关分析决策之用。

Description

放射性辐射实时监测系统及其便携式远程定位辐射测量仪

【技术领域】

本实用新型涉及一种放射性辐射测量仪，及基于此测量仪构成的监测放射性辐射的网络系统。

【背景技术】

出于环境保护、国土安全及反恐、核安全及应急、放射性物质运输和安全等方面的要求，目前，国内和国际市场的放射性辐射测量仪器和系统得到越来越广泛的应用。现有的测量仪器和系统中，手持式测量仪器方便人员携带使用，但功能单一，一般仅提供简单数据测量和报警功能，不能提供包含空间和时间信息在内的测量数据，故数据测量是不完整的，且没有网络功能，只能提供给现场人员使用；还有一种由多种仪器设备连接而成的集成固定或车载监测系统，虽然也可以提供移动监测功能，但整个系统的体积较大，成本较高，而且由于安全问题的复杂性，需要监测的地方环境条件又各不一样，有些环境车辆或大型设备并不适合使用，或无法及时到达，甚至根本无法到达。这时，就无法便捷、及时、全面、准确地提供放射性辐射随空间/时间的分布数据，来应对可能发生的事件及为应急响应和指挥提供足够的信息。另外，由于使用场合和时间的局限，固定或车载监测系统难以全面满足预警监测的要求。

【发明内容】

本实用新型的目的就是为了克服以上现有技术的不足之处，提供一种便捷、及时、全面、准确地监测放射性辐射的便携式、网络化的远程定位放射性辐射测量仪，及应用该测量仪组成的监测网络系统。

为实现上述目的，本实用新型提出一种放射性辐射实时监测系统，包括数据和指挥中心、便携式远程定位放射性辐射测量仪，二者通过无线网络和/或数据网络相连，实时或定时传送数据；所述便携式远程定位放射性辐射测量仪包括微处理器、与所述微处理器连接的存储单元、输入模块、显示屏、放射性辐射测量单元、无线通信模块、GPS定位和校时模块、电源模块。

上述的放射性辐射实时监测系统，所述无线通信模块包括GSM/GPRS或/和CDMA模块；所述数据和指挥中心与便携式远程定位放射性辐射测量仪的无线网络连接包括基于GSM/GPRS或CDMA的TCP/IP，UDP/IP系列通信，也包括短消息和语音通信。

上述的放射性辐射实时监测系统，所述便携式远程定位放射性辐射测量仪还包括报警指示模块，与所述微处理器连接，用于发出声、光、振动任意组合的报警提示。所述便携式远程定位放射性辐射测量仪还包括本地通信接口模块或I/O接口电路模块，所述本地通信接口模块包括但不限于RS232接口电路模块，与所述微处理器连接，用于本机数据下载和参数设置。

上述的放射性辐射实时监测系统，所述数据和指挥中心可以以任何方式接入网络，包括有线和无线，有线方式包括但不局限于专线、xDSL、视频宽带、电力线上网、电话线拨号、光纤等；无线方式包括定点和移动接入；定点方式包括但不局限于射频，微波、红外、卫星、IEEE802.16等，移动方式包括但不局限于GSM/GPRS、CDMA、3G、IEEE802.11等。

上述的放射性辐射实时监测系统，还包括中转台，所述中转台包括主控模块、与所述主控模块连接的短距离无线通信模块、网络通信模块；其一端通过蓝牙模块、红外模块、IEEE802.15模块、IEEE802.11模块、无线RS-232模块、无线USB模块、UWB模块等短距离无线通信模块与所述便携式远程定位放射性辐射测量仪连接，另一端通过网络通信模块以上段所述的有线或无线的方式接入网络。

上述的放射性辐射实时监测系统，所述无线通信模块包括但不限于GSM/GPRS或CDMA模块、3G无线通信模块、蓝牙模块、红外模块、卫星通信模块、射频通信模块、微波通信模块、IEEE802.11模块、IEEE802.15模块、IEEE802.16模块、无线RS-232模块、无线USB模块、UWB模块中的一种或一种以上。

在上述的放射性辐射实时或定时监测系统中，便携式远程定位放射性辐射测量仪提供的每个完整测量数据包括辐射测量数据，空间和时间信息，以及该测量仪运行状态数据。

在上述的放射性辐射实时或定时监测系统中，便携式远程定位放射性辐射测量仪有多种工作模式，包括但不局限于a)监测模式、b)寻源模式、c)放射性物质运输和保安模式和d)定时模式，用户可根据不同的需要选择相应的工作模式。监测模式实时监测放射性辐射强度，可用于放射性辐射监测；寻源模式实时监测放射性辐射强度随时间变化的曲线，由此判断放射源所在方位，可用于放射性物质寻找；放射性物质运输和保安模式实时监测放射性辐射强度的异常减弱，可用于防止放射性物质丢失；定时模式实时监测该测量仪携带者工作时间及放射性辐射强度，可用于放射性工作人员防护。

在上述的放射性辐射实时或定时监测系统中，便携式远程定位放射性辐射测量仪可由多种方式设置工作模式和参数：a)通过测量仪的输入模块设置，b)通过测量仪的本地通信接口模块设置，c)由远程数据和指挥中心通过网络设置。

在上述的放射性辐射实时或定时监测系统中，便携式远程定位放射性辐射测量仪的存储单元包括外部闪存、EEPROM，也包括SRAM，DRAM等其他通用存储器；数据和指挥中心的所述存储单元包括计算机所包含的各种存储器，以及相连的磁盘，磁盘阵列，磁带等组成的存储系统。

同时本实用新型提出了一种便携式远程定位放射性辐射测量仪，包括微处理器、与所述微处理器连接的存储单元、输入模块、显示屏、放射性辐射测量单元、无线通信模块、GPS定位和校时模块、电源模块。

上述的测量仪，还包括报警指示模块，与所述微处理器连接，用于发出声、光、振动任意组合的报警提示。还包括本地通信接口模块或I/O接口电路模块，所述本地通信接口模块包括但不限于RS232接口电路模块，与所述微处理器连接，用于本机数据下载和参数设置。

上述的测量仪，所述无线通信模块包括但不限于GSM/GPRS或CDMA模块、3G无线通信模块、蓝牙模块、红外模块、IEEE802.11模块、IEEE802.15模块、无线RS-232模块、无线USB模块、UWB模块中的一种或一种以上。所述放射性辐射测量单元测量的放射性包括α、β、γ、x射线、中子中的一种或一种以上；测量的内容包括计数率、剂量率、累计剂量、核素识别、核素剂量率信息中的一种或一种以上。

由于采用了以上的方案，带来了如下的有益效果：

本实用新型结合放射性辐射测量技术、无线网络及移动通信技术、GPS技术、GIS技术、计算机及网络技术和软件技术，并针对环保、国土安全及反恐、核安全及应急、放射性物质运输等安全类产品的使用特点，把这些技术集成到一个体积小、携带方便、可长时间连续工作的便携式终端设备上，该设备可由人员随身携带，也可以设置在设有放射性物质的场所，在现场测量和显示数据及结果。而系统通过该便携式远程定位放射性辐射测量仪提供的空间和时间信息、放射性辐射测量数据、和该仪器运行状态数据等，在远程的信息及指挥中心可进行实时监控，全面地收集、分析数据，便捷、及时、全面、准确地监测放射性辐射随空间和时间的分布情况；并可给出进一步的分析结果，提供相关决策之用。

本实用新型移动性高，便携式远程定位放射性辐射测量仪与数据和指挥中心的接入方式具有多种选择方案，可更为有效地保证数据传输的可靠性、及时性。

【附图说明】

图1是本实用新型的实施例一的结构示意图。

图2是本实用新型的便携式远程定位放射性辐射测量仪电路结构示意图。

图3是实施例一的便携式远程定位放射性辐射测量仪电路结构示意图。

图4是本实用新型中的数据和指挥测中心功能结构示意图。

图5是本实用新型实施例二的结构示意图。

图6是实施例二的中转台的结构示意图。

【具体实施方式】

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例一：

请参照图1所示，本例的放射性辐射实时监测系统，包括二部分：便携式远程定位放射性辐射测量仪1、数据和指挥中心2。便携式远程定位放射性辐射测量仪可同时作为一个网络化的放射性辐射数据采集仪和独立使用的手持式个人γ剂量仪；数据和指挥中心是一个网络化的数据采集和管理中心，它具有管理信息模块(MIS)和地理信息模块(GIS)。这二者通过GSM/GPRS或CDMA无线网络以及数据网络连接和传递信息。

请参考图2所示，便携式远程定位放射性辐射测量仪包括微处理器、存储单元、输入模块、显示屏、放射性辐射测量单元、无线通信模块、GPS定位和校时模块、本地通信接口模块、报警指示模块、电源模块和机壳等。请参考图3所示，本例的微处理器采用菲利浦公司的LP213X和ATMEL公司的AT89C51ID2二个微处理器。本地通信接口模块采用RS-232通信接口电路。存储单元包括外部闪存、EEPROM。输入模块采用键盘。无线通信模块采用GSM/GPRS或CDMA模块。报警指示模块采用声、光和振动的任意组合方式进行报警。电源模块包括高容量可充电池、充电管理电路、本机电源生成和管理电路。便携式远程定位放射性辐射测量仪实时连续地测量放射性辐射信息，并把该测量信息与通过GPS得到的测量当时的空间及时间信息结合，并加入测量仪当时的状态信息，构成一系列完整的表达在何时何地在何种测量设置条件下有何种水平的放射性辐射的数据。这些数据除了在本机的显示屏上显示外，同时通过其GSM/GPRS或CDMA无线网络传送到数据和指挥中心。

放射性辐射测量单元是一个内置的基于能量补偿的盖革计数管(GM TUBE)的γ射线(包括X射线，由此以下用“γ射线”代表“γ射线”和“X射线”)探测单元，当γ射线照射到盖革计数管时，γ射线探测单元把探测到的γ射线转换成一个脉冲序列传送给LP213X微处理器，运行于该微处理器上的软件算法根据收到的脉冲序列算出γ射线剂量率值；并可由此进一步得到γ射线累计剂量。这些测量数据与全球卫星定位(GPS)模块给出的位置信息和时间信息及该仪器运行状态数据结合，生成一系列完整的测量数据，存储到串行外围接口(SPI)闪存中，显示在LCD显示屏上，并根据设置把这些测量数据通过GSM/GPRS无线通信模块传送到数据和指挥中心。其数据传递基于TCP/UDP/IP系列协议。

放射性辐射测量单元测量的放射性包括α、β、x射线、γ射线、中子中的一种或一种以上；测量的内容包括计数率、剂量率、累计剂量、核素识别、核素剂量率信息中的一种或一种以上。

本例的测量仪具有以下四种工作模式，适用于不同的应用，可根据需要来选择相应的工作模式：

a)监测模式：该模式可用于放射性辐射监测。当工作于该模式时，设备实时监测放射性辐射强度，在本设备上显示辐射强度剂量率值或累计剂量值，并把数据传送到数据与指挥中心。当放射性辐射强度剂量率或累计辐射剂量超过相应的监测阈值时，设备产生报警。

b)寻源模式：该模式可用于放射性物质寻找。当工作于该模式时，设备实时监测放射性辐射强度，在本设备上显示辐射强度随时间变化的曲线，由此，操作人员可根据辐射强度的变化趋势，判断放射源所在方位。这些数据同样也传送到数据与指挥中心。当放射性辐射强度或累计辐射剂量超过相应的寻源阈值时，设备产生报警。

c)放射性物质运输和保安模式：该模式可用于放射性物质运输和保安。当工作于该模式时，设备实时监测放射性辐射强度，在本设备上显示辐射强度值，并把数据传送到数据与指挥中心。当放射性辐射强度低于保安阈值时，说明可能发生放射性物质丢失，设备产生报警。

d)定时模式：该模式可用于放射性工作人员防护。当工作于该模式时，携带该设备的人员可在进入放射性环境时启动本模式，当γ射线剂量率、γ射线累计剂量或定时报警中的其中任一种报警条件满足时，说明该人员在放射性环境里工作时间过长或辐射过强，设备产生报警。

使用便携式远程定位放射性辐射测量仪时可根据要求，选用不同的工作模式。每种报警条件设两级报警阈值，表示不同的报警程度。任何一个阈值都可以通过设备的键盘设置，也可以由数据与指挥中心远程设置。报警指示方式可设置为声、光、振动的任意组合。当报警发生时，根据报警设置要求仪器立即产生报警提示，并把报警信息及相关的测量数据通过GSM/GPRS无线网络传给数据与指挥中心。

便携式远程定位放射性辐射测量仪还有一个RS232串口，可以通过该串口部分或全部下载其存储的长达十天连续测量的数据或进行仪器设置。

请参考图4所示，为数据与指挥中心的软件功能模块结构图；其基于微软视窗(Microsoft Windows)操作系统平台，包含有数据库、基于数据库的信息管理模块、地理信息模块、网络和客户端管理模块、网络状态表和应用模块。

数据与指挥中心的网络和客户端管理模块负责与所有便携式远程定位放射性辐射测量仪之间的数据传送，把数据存放入数据库，对便携式远程定位放射性辐射测量仪进行监控，并管理整个网络。网络状态表存放当前与网络相关的所有信息，包括状态和设置，它由网络和客户端管理模块管理和更新。地理信息模块把数据库中的内容显示在数字地图上。数据与指挥中心的应用模块是一个可扩展的模块，它包括数据分析、报告生成、用户界面、用户分级登陆及密码、通过互联网和网页存取数据、管理和报警等。

实施例二：

请参考附图5所示，本例的放射性辐射实时监测系统，包括三部分：便携式远程定位放射性辐射测量仪1、数据和指挥中心2、中转台3；便携式远程定位放射性辐射测量仪的无线通信模块采用短距离无线通信模块，如蓝牙模块、红外模块、IEEE802.11模块、IEEE802.15模块、无线RS-232模块、无线USB模块、UWB模块等。请参照图6所示，中转台包括短距离无线通信模块、主控模块、网络通信模块，其一端通过蓝牙模块、红外模块、IEEE802.11模块、IEEE802.15模块、无线RS-232模块、无线USB模块、UWB模块等短距离无线通信模块与便携式远程定位放射性辐射测量仪连接，另一端通过网络通信模块以有线或无线的方式接入网络，有线方式包括但不局限于专线、xDSL、视频宽带、电力线上网、电话线拨号、光纤等；无线方式包括定点和移动接入；定点方式包括但不局限于射频，微波、红外、卫星，移动方式包括但不局限于GSM/GPRS、CDMA、3G等。中转台的具体实现可以是一部具蓝牙、红外、RF、WIFI、IEEE802.15、无线RS-232、无线USB、UWB等功能中的一种或一种以上的可接入网络的PC或PDA，也可以在可接入网络的设备或系统的基础上，加上述短距离无线通信模块中的一种或一种以上改装升级而成。

Claims

1、一种放射性辐射实时监测系统，其特征是：包括数据和指挥中心、便携式远程定位放射性辐射测量仪，二者通过无线网络和/或数据网络相连，实时或定时传送数据；所述便携式远程定位放射性辐射测量仪包括微处理器、与所述微处理器连接的存储单元、输入模块、显示屏、放射性辐射测量单元、无线通信模块、GPS定位和校时模块、电源模块。

2、如权利要求1所述的放射性辐射实时监测系统，其特征是：所述无线通信模块包括GSM/GPRS或/和CDMA模块；所述数据和指挥中心与便携式远程定位放射性辐射测量仪的无线网络连接包括基于GSM/GPRS或CDMA的TCP/IP，UDP/IP系列通信，也包括短消息和语音通信。

3、如权利要求1所述的放射性辐射实时监测系统，其特征是：所述便携式远程定位放射性辐射测量仪还包括报警指示模块，与所述微处理器连接，用于发出声、光、振动任意组合的报警提示。

4、如权利要求1所述的放射性辐射实时监测系统，其特征是：所述便携式远程定位放射性辐射测量仪还包括本地通信接口模块或I/O接口电路模块，所述本地通信接口模块包括但不限于RS232接口电路模块，与所述微处理器连接，用于本机数据下载和参数设置。

5、如权利要求1所述的放射性辐射实时监测系统，其特征是：所述数据和指挥中心可以以任何方式接入网络，包括有线和无线，有线方式包括但不局限于专线、xDSL、视频宽带、电力线上网、电话线拨号、光纤等；无线方式包括定点和移动接入；定点方式包括但不局限于射频、微波、红外、卫星、IEEE802.16等，移动方式包括但不局限于GSM/GPRS、CDMA、3G、IEEE802.11等。

6、如权利要求1所述的放射性辐射实时监测系统，其特征是：还包括中转台，所述中转台包括短距离无线通信模块、主控模块、网络通信模块；其一端通过蓝牙模块、红外模块、IEEE802.15模块、IEEE802.11模块、无线RS-232模块、无线USB模块、UWB模块等短距离无线通信模块与所述便携式远程定位放射性辐射测量仪连接，另一端通过网络通信模块以有线或无线的方式接入网络。

7、如权利要求1所述的放射性辐射实时监测系统，其特征是：所述无线通信模块包括但不限于GSM/GPRS或CDMA模块、3G无线通信模块、蓝牙模块、红外模块、卫星通信模块、射频通信模块、微波通信模块、IEEE802.11模块、IEEE802.15模块、IEEE802.16模块、无线RS-232模块、无线USB模块、UWB模块中的一种或一种以上。

8、一种便携式远程定位放射性辐射测量仪，其特征是：包括微处理器、与所述微处理器连接的存储单元、输入模块、显示屏、放射性辐射测量单元、无线通信模块、GPS定位和校时模块、电源模块。

9、如权利要求8所述的测量仪，其特征是：还包括报警指示模块，与所述微处理器连接，用于发出声、光、振动任意组合的报警提示。

10、如权利要求8所述的测量仪，其特征是：还包括本地通信接口模块或I/O接口电路模块，所述本地通信接口模块包括但不限于RS232接口电路模块，与所述微处理器连接，用于本机数据下载和参数设置。

11、如权利要求8所述的测量仪，其特征是：所述无线通信模块包括但不限于GSM/GPRS或CDMA模块、3G无线通信模块、蓝牙模块、红外模块、IEEE802.11模块、IEEE802.15模块、无线RS-232模块、无线USB模块、UWB模块中的一种或一种以上。

12、如权利要求8所述的测量仪，其特征是：所述放射性辐射测量单元测量的放射性包括α、β、γ、x射线、中子中的一种或一种以上；测量的内容包括计数率、剂量率、累计剂量、核素识别、核素剂量率信息中的一种或一种以上。