KR100495936B1 - 동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선량계에 관한 것으로, 특히 감지된 방사선량에 따라 선량률과 누적선량률를 작업자에게 디스플레이하고, 작업자에게 사고가 발생하였을 때 주변의 다른 작업자 및 컴퓨터에 사고 발생을 송신하는 동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는; 전원공급부와 방사선 감지부와 동작감지부와 중앙처리장치와 표시부와 경고발생부와 통신부로 구성된 슈대용 포켓 선량계에 있어서;

상기 통신부는 컴퓨터에 ID, 선량률, 누적 선량률전송 및 중앙처리장치로 부터 위급 상황을 전달받으면, 다른 작업자에게 위급상황을 무선으로 전송하는 RF 통신회로가 내장된 출력부와 다른 작업자의 위급상황을 전달받는 입력부로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계{Portable pocket dosimeter having a sensor}

본 발명은 선량계에 관한 것으로, 특히 감지된 방사선량에 따라 선량률과 누적선량률를 작업자에게 디스플레이하고, 작업자에게 사고가 발생하였을 때 주변의 다른 작업자 및 컴퓨터에 사고 발생을 송신하는 동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 발전소와 방사선을 사용하는 분야(비파괴 검사, 병원, 자동차공장, 타이어공장 등등)가 증가함에 따라 선량계를 착용하여 작업자의 일일 선량률과 년, 월 누적선량률를 측정하며 작업을 하고 있다.

여기서, 상기 선량률을 측정하는 이유는 방사선은 방사성 핵종(核種)의 붕괴에 따라서 방출되는 α선 ·β선 ·γ선을 가리키지만, 넓은 뜻에서 원자핵이 관여하는 각종 반응에 의해서 생기는 입자선이나 전자기파(電磁氣波)를 포함한다. 이 중에서 α선과 β선은 방사성 붕괴에 의한 원자핵의 붕괴와 직접 관계가 있는 입자선이며,α선의 본체는 헬륨의 원자핵, β선의 본체는 전자(電子)이다. 이에 대하여 γ선은 파장이 짧은 전자기파이며, 핵붕괴에는 직접 관여하지 않는다.

방사선에 공통인 성질로서는 이온화작용[電離作用] ·사진작용 ·형광작용이며, 방사선이 통과하면 통로에 있는 물질은 이온화되고, 사진필름은 감광되며, 형광체는 형광을 낸다. 다만, α선 ·β선 등 전하를 가진 입자선은 그 자체가 이온화작용을 가지지만, γ선 ·X선 ·중성자선 등 전하를 가지지 않은 방사선은 그 자체에는 이온화작용이 없고, 그것이 물질을 통과할 때 2차원적으로 발생하는 하전입자(荷電粒子:전자 ·양성자 ·α입자)의 이온화작용에 의해서 간접적으로 물질을 이온화한다.

그 작용의 세기는 일반적으로 방사선의 종류와 에너지에 따라서 다르지만, α선 → 빠른중성자선 → 느린중성자선→ β선 →γ선의 차례이다. 이러한 성질들은 방사선을 검출하고 그 양을 측정하는 방법을 제시하며, 방사선을 여러 방면에서 이용하는 원리가 된다. 또, 생체에 방사선을 조사(照射)하면 이온화작용에 의해서 생체 내의 세포조직이 얼마간 파괴되며, 어느 정도 이상으로 선량(線量)을 받을 때에는 급성 또는 만성적인 방사선장애가 생기기도 하고, 유전적인 변이가 유발된다. 따라서 방사선을 사용할 때에는 취급에 신중을 기해야 하며, 이의 관리가 법률에 의해 규제되어 있다.

따라서, 상기와 같은 방사선을 사용하는 분야의 건물에서 화재와 같은 재난이 발생하였을 때에는 소방관들은 휴대용 선량계와 동작 감지기를 함께 휴대하여 화재 진화(鎭火)시 노출된 선량률를 계산하여 일정량을 초과하면 방사선을 사용하는 분야의 건물에서 발생하는 화재 진화를 하지 못하게 하고, 또한 동작 감지기를 휴대하여 소방관에게 사고 발생시 위치를 파악하여 인명 피해를 최소화 하고 있다.

상기 선량계는 본원출원인이 실용신안등록 제 0247265호기 출원한 바 있다. 상기한 제 0247265호의 청구범위를 도 1를 참조하여 보면; 선량계의 내부에 전원을 공급하는 전원장치(2)와; 상기 전원장치에서 전원이 공급되면 선량률을 감지하는 감지수단(3)과; 상기 감지수단(3)에서 측정된 선량률을 데이터베이스화 하여 처리하는 중앙처리장치(4)와; 상기 중앙처리장치(4)에 데이터베이스화된 선량률을 외부로 표시하는 표시장치(5)와; 상기 표시부(5)에 표시되는 선량률을 컴퓨터로 전송하는 통신장치(6)와; 선량률의 초기화 및 단위시간당 선량률 및 제반 환경설정을 중앙처리장치에 입력 하는 키 입력부(7)로 구성된다.

즉, 상기 선량계(1)는 감지수단(3)에서 선량률을 감지하여 중앙처리장치(4)로 전송하고, 상기 중앙처리장치(4)는 수신된 선량률을 데이터베이스화 하여 표시장치(5)로 전송한다.

이때, 상기 표시장치(5)는 중앙처리장치(4)로 부터 수신받은 선량률을 외부로 표시하고, 통신부(6)는 상기 표시장치(5)에 표시된 선량률을 컴퓨터에 전송하고, 키 입력부(7)는 중앙처리장치(4)에 선량률의 초기화 및 단위 시간당 선량률 및 제반 환경을 입력하게 된다.

그러나, 이와 같은 선량계는 단순히 선량률만을 측정하여 표시 및 컴퓨터에 전송하는 것으로 원자력 발전소 또는 방사선을 사용하는 분야기업(비파괴 검사, 병원, 자동차공장, 타이어공장 등등)에서 사용할 때 작업자가 선량률이 높아져 의식이 없을 경우에 작업자를 빠른 시간내에 찾을 수 없다는 문제점이 내재되어 있다.

또한, 소방관이 방사선을 사용하는 분야기업에 화재 발생시 선량계와 동작 감지기를 함께 휴대하고 화재를 진화 해야하는데, 개인의 누출선량률을 계산하여야 하기 때문에 개인의 ID가 내장되어 있는 자신의 선량계를 찾아서 휴대해야 한다. 이때 소방관은 모든 화재시에 휴대하는 동작감지기는 별다른 문제가 없으나, 모든 화재시 휴대하는 것이 아닌 선량계는 긴급상황에서 실수로 선량계를 휴대하지 않아 노출된 선량률을 계산하지 못하여 많은 방사선에 노출되는 경우가 발생되며, 화재 진화시 많은 운동량이 필요하기 때문에 2개의 장치(선량계, 동작 감지기)를 휴대하면 많은 불편이 따른다는 문제점이 내재되어 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 원자력 발전소 또는 방사선을 사용하는 분야기업(비파괴 검사, 병원, 자동차공장, 타이어공장 등등)에서 사용할 때 작업자가 선량률이 높아져 의식이 없을 경우에 동작감지부가 작업자의 동작을 감지하여 의식이 없는 작업자를 빠른 시간내에 찾을 수 있는 동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한, 소방관이 모든 화재 진화시 동작감지부가 내장된 선량계만을 휴대함으로 긴급상황에서 실수로 선량계를 휴대하지 않아 노출된 선량률을 계산하지 못하여 많은 방사선에 노출되지 않게 하고, 화재 진화시 운동(동작)이 편리한 동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계를 제공하는데 주된 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는; 전원공급부와 방사선 감지부와 동작감지부와 중앙처리장치와 표시부와 경고발생부와 통신부로 구성된 슈대용 포켓 선량계에 있어서;상기 통신부는 컴퓨터에 ID, 선량률, 누적 선량률전송 및 중앙처리장치로 부터 위급 상황을 전달받으면, 다른 작업자에게 위급상황을 무선으로 전송하는 RF 통신회로가 내장된 출력부와 다른 작업자의 위급상황을 전달받는 입력부로 구성된 것을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포켓 선량계의 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계(10)는 전원공급부(20), 방사선 감지부(30), 동작감지부(40), 중앙처리장치(50), 표시부(60), 경고발생부(70) 및 통신부(80)로 구성된다.

상기 전원공급부(20)는 저전압 구동부(22)와, 고전압 증폭부(24) 및 안정화 회로부(25)로 구성되고, 상기 저전압 구동부(22)는 선량계(10) 내부에 설치된 건전지 수납부에 수납된 건전지에 의해 인가되는 저전압을 고전압 증폭부(24)로 전송하고, 상기 고전압 증폭부(24)는 전송된 저전압을 증폭시켜 승압하고, 안정화 회로부(26)는 상기 고전압 증폭부에서 승압된 정압을 항상 일정한 전력으로 출력시킨다.

상기 방사선 감지부(30)는 센서부(32)와 방사선 반응부(34) 및 방사선 출력부(36)로 구성되고, 상기 센서부(32)는 외부로 부터 α, β, γ선을 감지하여 감지된 선량률을 방사선 반응부(34)로 전송하며, 상기 방사선 반응부(34)는 센서부(32)에서 감지된 선량률에 반응하여 반응된 값을 방사선 출력부(36)로 전송하고, 상기 방사선 출력부(36)는 방사선 반응부(34)에서 전송받은 선량률을 중앙처리장치(50)로 전송하게 된다.

또한, 상기 동작감지부(40)는 동작센서부(42)와 제어부(44) 및 출력부(46)로 구성된다.

상기 동작센서부(42)는 작업자의 동작유무를 감지하는 것으로, 부저음을 발생시키는 압전변환기(PIEZO : 안정된 주파수를 필요로 하는 방송국의 송신기에는 수정편(水晶片)을 사용한 수정발진기를 사용하고, 기계적인 진동을 전기적인 출력으로 변환하는 마이크로폰이나 전축의 픽업에는 로셸염을 이용한 것이 있다.)를 응용하여, 압전변환기의 음 발생 부분에 캡을 만들어 그 속에 둥근 모양의 구슬을 넣어 사람이 움직일 때 구슬이 따라 흔들리게 하여 움직임을 감지하도록 구성하는 것이 바람직하며, 동작을 감지하는 일반적인 센서로 대체 사용이 가능하도록 구성된다.

이때, 외부의 움직임에 매우 민감하게 반응하게 구슬이 움직이면서 압전변화기에 미세한 충격을 가해 발생하는 약한 신호를 약 100배 정도 증폭하여 압전변화기로 변환하며, 그 신호는 MUC의 8 Bit Counter 입력부에 연결되어 있으며 MUC는 약 2초에 한번씩 데이터를 읽어 입력된 Counter의 수를 분석, 움직임 상태를 파악하여 제어부로 전송한다.

상기 제어부(44)는 동작센서부(42)로 수신된 움직임 상태가 약 10 ~ 50초간 움직임이 없으면, 위급 상황으로 판단하여 출력부(46)로 전송하고, 상기 출력부(46)는 위급 상황을 중앙처리장치(50)로 전송하게 된다.

상기 중앙처리장치(50)는 방사선 감지부(30)에서 감지된 선량률을 상기 방사선 출력부(46)로부터 전송받아 선량률을 산출하고, 중앙처리장치(50)에 내장되어 있는 메모리의 누적선량률에 합산하여 결과값을 산출하고 데이터베이스화 하며, 상기 중앙처리장치(50)에는 작업자의 ID가 내장되어 있으며, 상기 중앙처리장치(50)에 데이터베이스화된 누적선량률과 감지중인 선량률을 표시부(60)로 전송한다.

상기 표시부(60)는 중앙처리장치(50)로 부터 전송받은 누적선량률과 감지중인 선량률을 디스플레이 한다.

이때, 중앙처리장치(50)는 작업자의 누적선량률과 감지중인 선량률이 기준치를 초과 또는 동작감지부(40)에서 일정시간 움직임을 감지하지 못하였을 때에는 경고 발생부(70)로 위급상황을 전송하고, 상기 경고 발생부(70)는 내부에 구비된 음향발생부(72)와 발광부(74)를 이용하여 경고음과 빛을 발광시키는데, 상기 경고음은 약 120 ~ 150데시벨의 경고음을 울리는 것이 바람직하고, 발광부(74)는 원형으로 움직이며 표시하여 어두운 곳에서도 위치를 쉽게 파악할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 중앙처리장치(50)는 동작감지부(40)에서 위급상황이 전송되면, 위급상황을 통신부(80)로 전송한다.

상기 통신부(80)에 내장되어 있는 출력부(82)에서 다른 작업자에게 위급상황을 RF 통신회로를 이용하여 무선으로 전송하게 된다. 여기서 다른 작업자게게 전송할 때에는 인근 지역(사고 발생지역에서 약 5 ~ 15M 근방)작업자에게만 전송하여 빠른 시간이내에 사고 작업자를 찾을 수 있게하는 것이 바람직하다.

상기 출력부(82)에서 무선으로 위급상황을 전송하면, 다른 작업자의 통신부(80)에 내장된 입력부(84)가 수신받아 경고 발생부(70)로 전송하여 인근지역의 작업자가 위급상황임을 알리게 된다.

또한, 상기 통신부는 중앙처리장치(50)의 메모리에 데이터베이스화된 선량률과 누적선량률를 컴퓨터로 전송할때, 상술한 바와 같이 RF통신회로에 의해 주변으로 선량계(10)가 이동하면 바로 무선으로 선량계의 ID와 선량률 및 누적선량률을 컴퓨터로 전송하게 된다.

도 3 본 발명의 실시예에 따른 포켓 선량계의 사시도와, 도 4 본 발명의 실시예에 따른 포켓 선량계의 측면도를 참조하면, 본 발명에 의한 선량계(10)는 휴대용으로 사용되는 것으로 작업자가 편리하게 휴대 가능하도록 의복 포켓에 걸어 휴대할 수 있도록 배면으로 클립(100)을 형성하고, 측면으로는 선량률의 초기화, 단위시간당 선량률 및 제반 환경설정을 중앙처리장치(50)에 입력하고, 긴급상황을 전송하며, 전원을 ON/OFF시키는 키 입력부가(90)가 구성되고, 상부에 표시부(60)가 형성되어 누적선량률과 감지중인 선량률 및 위급사항을 디스플레이 한다.

이때, 상기 키 입력부(90)는 모드 버튼(92)과 선택버튼(94)으로 구성되며, 상기 모드 버튼(92)은 약 3 ~ 5초간 클릭하고 있으면 선량계(10)의 On/Off 가 설정되고, 상기 선량계(10)가 작동되면 표시부(60)에 누적 선량률(uSv, mSv, Sv)을 디스플레이하게 되고, 상기 모드 버튼(92)을 살짝 클릭하면 시간단 선량율(uSv/h, mSv/h, Sv/h)을 디스플레이한다.

상기 선택버튼(94)은 내부 설정 모드로 변환하는 기능으로 약 3 ~ 5초간 클릭하면 내부에 설정되어 있는 여러기능을 변경 할 수 있도록 구성되고, 상기 모드 버튼(92)과 선택버튼(94)을 동시에 클릭하면 작업자가 위급시 스스로 위급 신호를 수동으로 발생 시킬수 있도록 구성된다.

여기서, 본 발명에 의한 동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계를 작업자가 사용하는 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 선량계의 배면에 형성된 모드 버튼을 약 3초 이상클릭하여 선량계를 작동시킨 후, 작업자가 휴대하기 편리하도록 배면에 형성된 클립을 이용하여 작업자의 옷 또는 주머니 등에 거치시킨다.

상기 작업자가 방사선이 노출된 지역에서 작업을 하면, 방사선 감지부가 선량률을 감지하고, 상기 감지된 선량률 중앙처리장치로 전송하며, 중앙처리장치는 이를 데이터베이스화 하여 표시부로 전송하여 디스플레이된다.

이때, 상기 디스플레이되는 선량률은 초기에는 누적선량상태를 디스플레이 하고, 작업자가 모드 버튼을 한번 클릭하면 시간당 선량률을 표시하게 된다.

상기 작업을 하고 있는 작업자가 정신을 잊으면, 동작감지부에서 위급상황을 인식하고 이를 중앙처리장치로 전송하면, 상기 중앙처리장치는 위급상황을 경고발생부와 통신부로 전송하고, 상기 경고발생부는 경고음 발생 및 빛을 발광하여 작업자의 위치를 쉽게 파악할 수 있도록 하고, 상기 통신부는 인근지역(10M 내외)의 작업자에게 위급상황을 전송하여 위급상황을 발생한 작업자를 빠른 시간이내에 조치할 수 있도록 한다.

또한, 작업자가 스스로 위급상황을 전송하고자 할 때에는 모드 버튼과 선택 버튼을 동시에 클릭하면 위급상황을 전송하게 되고, 알람, 울림, 시간 및 ID설정은 선택 버튼을 이용하여 변경한다.

그리고, 작업자가 작업을 마치고 누적선량률을 컴퓨터에 입력하고자 할 때에는 컴퓨터 주위로 가면 RF 통신회로에 의해 컴퓨터로 누적선량률과 감지한 선량률을 전송하게 된다.

이상과 같이, 원자력 발전소 또는 방사선을 사용하는 분야기업(비파괴 검사, 병원, 자동차공장, 타이어공장 등등)에서 사용할 때 작업자가 선량률이 높아져 의식이 없을 경우에 동작감지부가 작업자의 동작을 감지하여 의식이 없는 작업자를 빠른 시간내에 찾을 수 있으며, 또한 소방관이 모든 화재 진화시 동작감지부가 내장된 선량계만을 휴대함으로 긴급상황에서 실수로 선량계를 휴대하지 않아 노출된 선량률을 계산하지 못하여 많은 방사선에 노출되지 않게 하고, 화재 진화시 운동(동작)이 편리한 동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계를 제공하여 작업자가 안심하고 작업을 할 수 있고, 안전사고를 최소화 하여 판매량을 증가시킬 수 있으므로 사용자와 판매자 모두에게 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1 종래의 선량계의 구성도.

도 2 본 발명의 실시예에 따른 포켓 선량계의 구성도.

도 3 본 발명의 실시예에 따른 포켓 선량계의 사시도.

도 4 본 발명의 실시예에 따른 포켓 선량계의 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 선량계 20 : 전원공급부

22 : 저전압구동부 24 : 고전압구동부

26 : 안정화회로 30 : 방사선 감지부

32 : 센서부 34 : 방사선 반응부

36 : 방사선 출력부 40 : 동작감지부

42 : 동작센서부 44 : 제어부

46, 82 : 출력부 50 : 중앙처리장치

60 : 표시부 70 : 경고발생부

72 : 음향발생부 74 : 발광부

80 : 통신부 84 : 입력부

90 : 키입력부 92 : 모드버튼

94 : 선택버튼 100 : 클립

Claims (4)

1. 전원공급부와 방사선 감지부와 동작감지부와 중앙처리장치와 표시부와 경고발생부와 통신부로 구성된 슈대용 포켓 선량계에 있어서;

   상기 통신부는 컴퓨터에 ID, 선량률, 누적 선량률전송 및 중앙처리장치로 부터 위급 상황을 전달받으면, 다른 작업자에게 위급상황을 무선으로 전송하는 RF 통신회로가 내장된 출력부와 다른 작업자의 위급상황을 전달받는 입력부로 구성된 것을 특징으로 하는 동작감지 수단이 내장된 휴대용 포켓 선량계.
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