VEHICULE D'INSPECTION TELEGUIDE POUR LA LOCALISATION ET LA MESURE D'ACTIVITE DE SOURCES RADIOACTIVES DESCRIPTION L'invention ressortit à un véhicule d'inspection téléguidé destiné à la localisation et à la mesure d'activité de sources radioactives. TELEGUIDE INSPECTION VEHICLE FOR LOCATION AND MEASUREMENT OF ACTIVITY OF RADIOACTIVE SOURCES DESCRIPTION The invention belongs to a remote control inspection vehicle intended for the location and measurement of activity of radioactive sources.
Quand l'inspection directe d'une installation radioactive est impossible, un robot tel qu'un petit véhicule porteur d'un instrument de mesure doit être utilisé. Un modèle connu comprend un châssis chenillé portant notamment deux moteurs de déplacements des chenilles, une caméra vidéo de guidage du véhicule et un dosimètre accomplissant la mesure de débit de dose. Des câbles relient le véhicule, et en particulier les moteurs et les instruments, à une installation extérieure de réception des mesures, puisqu'il n'est pas envisagé que le véhicule soit alimenté par des batteries embarquées. Ces câbles peuvent rendre la mission délicate si une grande longueur est nécessaire. De plus, les résultats des mesures ne permettent pas de localiser les positions réelles des sources radioactives, ni leur intensité, ni la distance qui les sépare de la sonde de mesure de débit de dose. Le sujet de cette invention est un véhicule perfectionné de ce genre. Il comprend encore un châssis, des organes d'entraînement, et un dispositif de mesure de débit de dose, mais il est original en ce que le dispositif de localisation des sources radioactives est une caméra gamma montée de façon tournante, à un angle de site variable, par rapport au châssis. When direct inspection of a radioactive installation is not possible, a robot such as a small vehicle carrying a measuring instrument shall be used. A known model comprises a tracked chassis carrying in particular two motors for moving the tracks, a video camera for guiding the vehicle and a dosimeter performing the dose rate measurement. Cables connect the vehicle, and in particular the motors and instruments, to an external measurement reception facility, since it is not envisaged that the vehicle is powered by on-board batteries. These cables can make the mission tricky if a long length is needed. Moreover, the results of the measurements do not make it possible to locate the real positions of the radioactive sources, nor their intensity, nor the distance that separates them from the dose-rate measurement probe. The subject of this invention is an improved vehicle of this kind. It further includes a chassis, drive members, and a dose rate meter, but is original in that the radioactive source location device is a rotational gamma camera at an elevation angle. variable, relative to the chassis.
La caméra gamma procède à une localisation ou cartographie des sources radioactives présentes, qui est facilement superposable à une image d'ensemble de la scène prise par la même caméra ou par une caméra vidéo auxiliaire. Les sources radioactives peuvent alors être localisées facilement. Comme il est toutefois nécessaire de diriger la caméra dans la direction des sources radioactives pour faire une bonne mesure, l'ajustement de l'angle de site de la caméra gamma est rendu possible. La caméra gamma comprend un sténopé, un scintillateur et un obturateur transparent aux rayonnements, disposé entre le sténopé et le scintillateur, afin de disposer de l'image superposée de l'environnement et des sources pour indiquer la position de ces dernières. La caméra gamma peut encore porter un dosimètre permettant de vérifier ou recaler les résultats de la caméra gamma mais également de prérégler un temps de pose pour sa mesure ; l'ensemble tournant peut encore porter un spectromètre, ou, selon un perfectionnement important, un télémètre solidaire de la caméra gamma et dirigé parallèlement à elle, dans le but d'obtenir la distance séparant la caméra gamma de la source radioactive localisée. Un aspect important du véhicule est que le fil de liaison avec l'installation extérieure peut être unique et de type coaxial, un multiplexage permettant de faire transiter à la fois les courants forts nécessaires pour actionner les moteurs ou assurer un éclairage, et les courants faibles dont la transmission des images prises et des autres mesures. Un enrouleur est avantageusement ajouté pour permettre une meilleure gestion du fil lors du déplacement du véhicule. Un dispositif d'éclairage, dirigé parallèlement à la caméra vidéo, peut encore équiper favorablement le véhicule. Une réalisation de l'invention sera maintenant décrite en liaison aux figures, dont : - les figures 1, 2 et 3 représentent des vues de côté, de dessus et de face du véhicule, - la figure 4 illustre la caméra gamma, - la figure 5 illustre la liaison du véhicule avec l'extérieur, - et la figure 6 illustre le schéma 15 électrique. Le véhicule comprend un châssis 1 qu'on peut décomposer en un châssis inférieur 2 de support d'une paire de chenilles 3 et un châssis supérieur 4, s'étendant au-dessus du précédent, auxquels sont fixés 20 les divers équipements du véhicule. Les chenilles 3 sont tendues entre des roues inférieures 5 montées directement en tourillonnant sur le châssis inférieur 2, et une paire de roues supérieures 6 montées en tourillonnant sur des pattes 7 boulonnées au châssis 25 inférieur 2. Des moteurs au nombre de deux portent la référence 8 et sont situés à l'avant et à l'arrière du châssis 1. Chacun des moteurs 8 entraîne une des roues supérieures 6 située à son niveau et donc une des chenilles 3, l'autre roue supérieure 6 de chacune des 30 chenilles 3 n'étant pas motrice. Des rotations semblables des moteurs 8 produisent une translation du véhicule 1 vers l'avant, des mouvements différents, une combinaison de translation et de rotation. Un réglage est possible et permet d'ajuster la tension sur les chenilles 3 en faisant varier la position des roues inférieures, ou de démonter les chenilles 3 en vue de leur remplacement en cas de contamination. Le châssis supérieur 4 porte un caisson gauche 9 et un caisson droit 10. Le premier comprend une caméra vidéo 11 de guidage dirigée vers l'avant ainsi qu'une autre caméra vidéo 12 de guidage dirigée vers l'arrière et un autre moteur 13. Le caisson droit 10 est essentiellement affecté au logement des circuits électroniques du véhicule et des moyens de connexion électrique avec l'extérieur. The gamma camera conducts a location or mapping of the radioactive sources present, which is easily superimposed on an overall image of the scene taken by the same camera or by an auxiliary video camera. Radioactive sources can then be easily located. Since, however, it is necessary to point the camera in the direction of the radioactive sources to make a good measurement, the adjustment of the angle of elevation of the gamma camera is made possible. The gamma camera comprises a pinhole camera, a scintillator and a radiation-transparent shutter disposed between the pinhole camera and the scintillator, in order to have the superimposed image of the environment and the sources to indicate the position of the latter. The gamma camera can still wear a dosimeter to verify or reset the results of the gamma camera but also to preset a exposure time for its measurement; the rotating assembly can still carry a spectrometer, or, according to a major improvement, a rangefinder secured to the gamma camera and directed parallel thereto, in order to obtain the distance separating the gamma camera from the localized radioactive source. An important aspect of the vehicle is that the connection wire with the external installation can be single and coaxial type, a multiplexing for passing both the strong currents required to operate the engines or provide lighting, and weak currents including the transmission of captured images and other measurements. A winder is advantageously added to allow better management of the wire during the movement of the vehicle. A lighting device, directed parallel to the video camera, can still equip the vehicle. An embodiment of the invention will now be described with reference to the figures, of which: FIGS. 1, 2 and 3 represent side, top and front views of the vehicle, FIG. 4 illustrates the gamma camera, FIG. 5 illustrates the connection of the vehicle to the outside, and FIG. 6 illustrates the electrical diagram. The vehicle comprises a frame 1 which can be broken down into a lower support frame 2 of a pair of tracks 3 and an upper frame 4, extending above the previous one, to which the various equipment of the vehicle is fixed. The tracks 3 are stretched between lower wheels 5 mounted directly by journalling on the lower frame 2, and a pair of upper wheels 6 journalled on lugs 7 bolted to the lower frame 2. There are two engines with the reference number. 8 and are located at the front and rear of the chassis 1. Each of the motors 8 drives one of the upper wheels 6 located at its level and therefore one of the tracks 3, the other upper wheel 6 of each of the 30 tracks 3 not being driving. Similar rotations of the motors 8 produce a translation of the vehicle 1 forward, different movements, a combination of translation and rotation. Adjustment is possible and can adjust the tension on the tracks 3 by varying the position of the lower wheels, or disassemble the tracks 3 for replacement in case of contamination. The upper frame 4 carries a left box 9 and a right box 10. The first comprises a forward-facing video camera 11 and another rear-facing video camera 12 and another motor 13. The right box 10 is essentially assigned to the housing of the vehicle's electronic circuits and means of electrical connection with the outside.
Un élément important du véhicule est un ensemble tournant 15 pouvant tourner autour d'un axe 16 tourillonnant sur le châssis supérieur 4 et entraîné en rotation par le moteur 13. L'ensemble tournant 15 comprend une bride 17 solidaire de l'axe 16, une caméra gamma 18 retenue dans la bride 17 et des blindages 19 amovibles de la caméra gamma 18. Le moteur 13 peut faire tourner l'axe 16 transversal et horizontal de façon à régler l'inclinaison de la caméra gamma 18 dirigée vers l'avant du véhicule, c'est-à-dire l'angle de site de sa direction de visée. Enfin, l'instrumentation du véhicule 1 comprend un dorimètre 14, un moyen d'éclairage 20, une caméra vidéo couleur 21, un spectromètre 22, ainsi qu'un télémètre 23, tous appartenant à l'ensemble tournant 15 et dirigés vers l'avant, en restant parallèles à la direction de visée de la caméra gamma 18. An important element of the vehicle is a rotating assembly 15 rotatable about an axis 16 journalled on the upper frame 4 and driven in rotation by the motor 13. The rotating assembly 15 comprises a flange 17 integral with the axis 16, a gamma camera 18 retained in the flange 17 and detachable shields 19 of the gamma camera 18. The motor 13 can rotate the transverse and horizontal axis 16 to adjust the inclination of the gamma camera 18 directed towards the front of the camera. vehicle, that is to say the angle of elevation of its aiming direction. Finally, the instrumentation of the vehicle 1 comprises a dorimeter 14, a lighting means 20, a color video camera 21, a spectrometer 22, and a rangefinder 23, all belonging to the rotating assembly 15 and directed towards the before, staying parallel to the aiming direction of the gamma camera 18.
La caméra gamma 18 comprend, ainsi que le représente la figure 4, un embout 24 en tungstène à l'avant arrêtant le rayonnement gamma, mais comportant une ouverture biconique à sténopé 25 qui laisse passer une partie du rayonnement un obturateur 26 transparent au rayonnement radioactif mais arrêtant la lumière, situé derrière le sténopé 25; un scintillateur 27 situé derrière l'obturateur 26, qui recueille le rayonnement ayant traversé le sténopé 25 et l'obturateur 26 et fournit une image des sources du rayonnement en convertissant le rayonnement en photons ; et un détecteur 28 des photons émis par le scintillateur 27 et situé derrière lui. On se reporte aussi aux figures 5 et 6. tous les équipements mentionnés jusqu'à présent, c'est-à-dire les instruments de mesure, les moteurs, et le moyen d'éclairage 20, sont reliés à un coupleur électrique 32 qui assure le multiplexage de leurs signaux et les fait passer par un câble de transmission 29 unique qui est un câble coaxial qui aboutit à un autre coupleur 33 électrique. Alors que le coupleur 32 est placé dans le caisson droit 10, l'autre coupleur 33 et les équipements qui lui sont reliés font partie d'une installation extérieure fixe 30. Ces équipements comprennent un ordinateur portatif 34 traitant les signaux provenant de la caméra gamma, une régie vidéo-commande 35, un ordinateur portatif 36 sur lequel l'opérateur visualise le débit de dose, l'image vidéo couleur et la télémétrie et un second ordinateur portatif (analogue au précédent et donc non représenté) traitant les signaux issus du spectromètre. Le coupleur 33 assure le multiplexage des données montantes et descendantes entre l'installation extérieure 30 et le véhicule 1. Un enrouleur de câble 31 délivre la longueur libre du câble 29 nécessitée par la distance entre le véhicule 1 et l'installation 30. On va maintenant brièvement décrire la façon dont les mesures du véhicule sont exploitées. Les mesures de la caméra gamma 18 donnent une image des sources radioactives juxtaposée à un fond en noir et blanc de la scène. L'opérateur peut souvent en déduire la position des sources dans l'espace en trois dimensions en reconnaissant les détails de la scène. La caméra vidéo 21 d'inspection peut toutefois avantageusement être employée pour donner une deuxième image de la scène, en couleur et donc plus nette. La caméra vidéo 21 et la caméra gamma 18 étant presque coaxiales, l'erreur de parallaxe est faible et la superposition des deux images est ordinairement possible sans difficulté. Le dosimètre 14 reste utilisé pour détecter le niveau général du débit de dose, mais il aide aussi à déterminer un temps de mesure convenable pour la caméra gamma 18 ce qui garantit le temps de pose de l'image. Le spectromètre 22 détermine la répartition de l'énergie de la radioactivité et permet donc de déterminer le ou les radioéléments responsables de la dose. Enfin, le télémètre 23 donne la distance séparant les sources de la caméra gamma et indique donc l'atténuation du rayonnement par le milieu intermédiaire. La combinaison de ces différents moyens donne donc une évaluation beaucoup plus précise de l'activité des sources radioactives. Il est par ailleurs manifeste que le véhicule peut être déplacé de façon à observer les sources sous le meilleur angle, en évitant notamment les interceptions par des obstacles ou les superpositions de sources. La variation de l'angle de site permet aussi de mieux saisir les sources individuellement. The gamma camera 18 comprises, as shown in FIG. 4, a tungsten tip 24 at the front stopping the gamma radiation, but having a bicon pinhole opening 25 which passes a part of the radiation a shutter 26 transparent to the radioactive radiation. but stopping the light, located behind the pinhole 25; a scintillator 27 located behind the shutter 26, which collects the radiation having passed through the pinhole 25 and the shutter 26 and provides an image of the sources of the radiation by converting the radiation into photons; and a photon detector 28 emitted by the scintillator 27 and located behind it. Reference is also made to FIGS. 5 and 6. all the equipment mentioned so far, that is to say the measuring instruments, the motors, and the lighting means 20, are connected to an electric coupler 32 which multiplexes their signals and passes them through a single transmission cable 29 which is a coaxial cable which leads to another electrical coupler 33. While the coupler 32 is placed in the right box 10, the other coupler 33 and the equipment connected to it are part of a fixed outdoor installation 30. This equipment includes a portable computer 34 processing the signals from the gamma camera a video control unit 35, a portable computer 36 on which the operator visualizes the dose rate, the color video image and telemetry and a second portable computer (similar to the previous and therefore not shown) processing the signals from the spectrometer. The coupler 33 multiplexes the rising and falling data between the external installation 30 and the vehicle 1. A cable reel 31 delivers the free length of the cable 29 necessitated by the distance between the vehicle 1 and the installation 30. now briefly describe how the measurements of the vehicle are operated. The measurements of the gamma camera 18 give an image of the radioactive sources juxtaposed to a black and white background of the scene. The operator can often deduce the position of sources in three-dimensional space by recognizing the details of the scene. The video camera 21 inspection can however advantageously be used to give a second image of the scene, in color and therefore sharper. Since the video camera 21 and the gamma camera 18 are almost coaxial, the parallax error is small and the superposition of the two images is usually possible without difficulty. The dosimeter 14 remains used to detect the general level of the dose rate, but it also helps to determine a suitable measurement time for the gamma camera 18 which guarantees the exposure time of the image. The spectrometer 22 determines the distribution of the energy of the radioactivity and thus makes it possible to determine the radioelement (s) responsible for the dose. Finally, the rangefinder 23 gives the distance separating the sources of the gamma camera and thus indicates the attenuation of the radiation by the intermediate medium. The combination of these different means therefore gives a much more precise assessment of the activity of radioactive sources. It is also clear that the vehicle can be moved to observe the sources at the best angle, avoiding interception by obstacles or superimposed sources. The variation of the elevation angle also makes it possible to better understand the sources individually.