KR101388979B1 - Radiation measuring sensor and monitoring system - Google Patents

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KR101388979B1
KR101388979B1 KR1020120131195A KR20120131195A KR101388979B1 KR 101388979 B1 KR101388979 B1 KR 101388979B1 KR 1020120131195 A KR1020120131195 A KR 1020120131195A KR 20120131195 A KR20120131195 A KR 20120131195A KR 101388979 B1 KR101388979 B1 KR 101388979B1
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radiation
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measuring
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KR1020120131195A
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이남호
김승호
정상훈
황영관
김종열
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한국수력원자력 주식회사
한국원자력연구원
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Abstract

The present invention relates to a radiation measuring sensor and a radiation monitoring system which can measure radiation distribution within a given area at remote. The radiation monitoring system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of radiation measuring sensors positioned to be adjacent to each other in the given area and having metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET) to measure a shift value of a threshold voltage (V_T) which is varied in proportion to a radiation dose, and a radiation monitoring device receiving the shift values from the sensors and identification numbers for identifying the position of the sensor measuring the shift value using a wireless communication unit. The radiation monitoring device has a display section outputting a map corresponding to the area, a radiation level value converting section converting the shift value into a radiation level value corresponding to the shift value, and a control section generating the radiation distribution for the area using the radiation level values and the identification numbers, and mapping the radiation distribution on the map to output it to the display section.

Description

방사선 측정 센서 및 방사선 모니터링 시스템{RADIATION MEASURING SENSOR AND MONITORING SYSTEM}Radiation measuring sensor and radiation monitoring system {RADIATION MEASURING SENSOR AND MONITORING SYSTEM}

본 발명은 방사선 측정 센서 및 방사선 모니터링 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 소정의 구역에 대한 방사선 분포도를 원격에서 측정할 수 있는 방사선 측정 센서 및 방사선 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation measuring sensor and a radiation monitoring system, and more particularly to a radiation measuring sensor and a radiation monitoring system capable of remotely measuring the radiation distribution for a predetermined area.

종래에 방사선 피폭량은 펄스방사선 검출기를 이용하여 측정하였다. 펄스방사선 검출기를 이용하여 방사선 피폭량을 측정하기 위해 사용한 오프라인 측정 방법은 방사선 조사 후 측정까지 시간지연이 발생할 수밖에 없다. 이로 인해, 펄스방사선 검출기 소자 내부에 기억된 방사선량 값이 줄어드는 열화현상의 가능성이 있다. 또한, 펄스방사선 검출기의 수거 및 방사선 검출 과정에서 피폭된 소자로부터 발생하는 이차 방사선에 노출되는 위험성이 존재한다.Conventionally, the radiation exposure amount was measured using a pulsed radiation detector. The off-line measurement method used to measure the radiation exposure by using a pulse radiation detector has no time delay until the measurement after irradiation. For this reason, there exists a possibility of the degradation phenomenon that the radiation dose value stored in the pulse radiation detector element reduces. In addition, there is a risk of exposure to secondary radiation from the devices exposed during the collection and radiation detection of the pulse radiation detector.

본 발명은, 소정의 구역에 대한 방사선 준위 분포를 측정하고, 측정한 방사선 준위 분포를 상기 구역과 떨어진 원격에서 확인할 수 있는 방사선 측정 센서 및 방사선 모니터링 시스템을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a radiation measuring sensor and a radiation monitoring system capable of measuring a radiation level distribution for a predetermined zone and remotely checking the measured radiation level distribution away from the zone.

또한, 본 발명은, 복수의 센서들이 측정한 측정 정보를 무선으로 송수신하는 방사선 측정 센서 및 방사선 모니터링 시스템을 제공하기 위한 것이다. The present invention also provides a radiation measuring sensor and a radiation monitoring system for wirelessly transmitting and receiving measurement information measured by a plurality of sensors.

본 발명의 일 실시 예는 방사선 모니터링 시스템에 관한 것이다. 상기 방사선 모니터링 시스템은, 모스펫(MOSPET)을 구비하고, 방사선량에 비례하여 변화하는 문턱 전압(VT)의 변위 값을 측정하며, 소정의 구역에 서로 인접하도록 위치하는 복수의 방사선 측정 센서들 및 상기 방사선 측정 센서들로부터 각각, 상기 변위 값 및 상기 변위 값을 측정한 센서의 위치를 식별하기 위한 식별 번호를 무선 통신부를 이용하여 수신하는 방사선 모니터링 장치를 포함하고, 상기 방사선 모니터링 장치는, 상기 구역에 해당하는 지도를 출력하는 디스플레이부, 상기 변위 값을 상기 변위 값에 대응하는 방사선 준위 값으로 변환하는 방사선 준위 값 변환부 및 상기 방사선 준위 값 및 상기 식별 번호를 이용하여 상기 구역에 대한 방사선 분포도를 생성하고, 상기 방사선 분포도를 상기 지도에 매핑하여 상기 디스플레이부에 출력하는 제어부를 구비한다.One embodiment of the invention is directed to a radiation monitoring system. The radiation monitoring system includes a plurality of radiation measuring sensors having a MOSFET (MOSPET), and measures the displacement value of the threshold voltage (V T ) which changes in proportion to the radiation dose, and is located adjacent to each other in a predetermined region and A radiation monitoring device for receiving from said radiation measuring sensors, respectively, a displacement value and an identification number for identifying a position of the sensor measuring said displacement value using a wireless communication unit, said radiation monitoring device comprising: said zone A display unit for outputting a map corresponding to a radiation level conversion unit for converting the displacement value into a radiation level value corresponding to the displacement value, and a radiation distribution diagram of the area using the radiation level value and the identification number Generating and mapping the radiation distribution map to the map to output to the display unit. And a fisherman.

본 발명과 관련된 일 실시 예로서, 상기 복수의 방사선 측정 센서들은, 소정의 거리 이내에 위치하는 이동 로봇을 탐색하고, 상기 이동 로봇을 탐색 한 경우, 상기 이동 로봇으로 상기 변위 값 및 상기 식별 번호를 송신하는 근거리 통신부를 구비하고, 상기 이동 로봇은, 주행을 할 수 있도록 형성되고, 상기 구역을 주행하면서 상기 복수의 방사선 측정 센서들 중 적어도 하나로부터 상기 변위 값 및 상기 식별 번호를 수신하고, 수신한 정보를 상기 방사선 모니터링 장치로 전송하고, 상기 방사선 모니터링 장치는, 상기 복수의 방사선 측정 센서들 대신에 상기 이동 로봇으로부터 상기 변위 값 및 상기 식별번호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 이동 로봇은, 방사선 모니터링 장치에 의하여 주행이 원격 제어될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the plurality of radiation measuring sensors search for a mobile robot located within a predetermined distance and, when the mobile robot is searched, transmit the displacement value and the identification number to the mobile robot. And a near field communication unit, wherein the mobile robot is configured to travel, and receives the displacement value and the identification number from at least one of the plurality of radiation measuring sensors while driving the area, and receives the received information. Is transmitted to the radiation monitoring apparatus, and the radiation monitoring apparatus may receive the displacement value and the identification number from the mobile robot instead of the plurality of radiation measuring sensors. The mobile robot may be remotely controlled by a radiation monitoring apparatus.

본 발명과 관련된 다른 일 실시 예로서, 상기 복수의 방사선 측정 센서들은, 상기 모스펫(MOSPET)에 정전류를 인가하는 정전류 발생부 및 상기 정전류에 의하여 모스펫(MOSPET)에 발생하는 게이트 전압(Vg)을 측정하고, 상기 게이트 전압(Vg)을 이용하여 방사선량에 비례하여 변화하는 문턱 전압(VT)의 변위 값을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있다.In another embodiment of the present disclosure, the plurality of radiation measuring sensors may include a constant current generator for applying a constant current to the MOSFET and a gate voltage V g generated in the MOSFET by the constant current. It may include a voltage measuring unit for measuring the displacement value of the threshold voltage (V T ) that changes in proportion to the radiation dose by using the gate voltage (V g ).

본 발명과 관련된 또 다른 일 실시 예로서, 상기 복수의 방사선 측정 센서들은, 상기 변위 값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부 및 상기 디지털 신호로 변환된 변위 값을 RF 신호의 형태로 외부로 무선 출력하는 무선 통신부를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the plurality of radiation measuring sensors, the A / D conversion unit for converting the displacement value to a digital signal and the displacement value converted into the digital signal to the outside in the form of an RF signal It may further include a wireless communication unit for wireless output.

본 발명과 관련된 또 다른 일 실시 예로서, 상기 복수의 방사선 측정 센서들의 무선 통신부는, 소정의 거리 이내에 위치하는 외부 장치를 탐색하고, 상기 외부 장치를 탐색 한 경우, 상기 외부 장치로 상기 변위 값 및 상기 식별 번호를 송신하는 근거리 통신부일 수 있다. 또한, 상기 근거리 통신부는, 블루투스 모듈일 수 있다.As another embodiment of the present disclosure, the wireless communication unit of the plurality of radiation measuring sensors searches for an external device located within a predetermined distance, and when the external device is found, the displacement value and the external device. It may be a short-range communication unit for transmitting the identification number. The short range communication unit may be a Bluetooth module.

본 발명과 관련된 또 다른 일 실시 예로서, 상기 방사선 측정 센서들은, 인공 위성을 이용하여 센서의 위치 정보를 생성하는 위성 항법 장치부를 더 포함하고, 상기 식별 번호는, 상기 위성 항법 장치부를 이용하여 생성한 위치 정보일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the radiation measuring sensors further include a satellite navigation device that generates location information of the sensor using an artificial satellite, and the identification number is generated using the satellite navigation device. It may be one location information.

또한, 본 발명의 일 실시 예는 방사선 모니터링 시스템에 관한 것이다. 상기 방사선 모니터링 시스템은, 모스펫(MOSPET), 상기 모스펫(MOSPET)에 정전류를 인가하는 정전류 발생부, 상기 정전류에 의하여 모스펫(MOSPET)에 발생하는 게이트 전압(Vg)을 측정하고, 상기 게이트 전압(Vg)을 이용하여 방사선량에 비례하여 변화하는 문턱 전압(VT)의 변위 값을 측정하는 전압 측정부, 상기 변위 값을 상기 변위 값에 대응하는 방사선 준위 값으로 변환하는 방사선 준위 값 변환부; 상기 방사선 준위 값이 측정된 위치의 위치 정보를 생성하는 위성 항법 장치부 및 상기 방사선 준위 값 및 상기 위치 정보를 외부로 전송하는 무선 통신부를 포함하며, 소정의 구역에 인접하도록 위치하는 복수의 방사선 측정 센서들 및 상기 복수의 방사선 측정 센서들로부터 수신한 상기 방사선 준위 값 및 상기 위치 정보를 이용하여 상기 구역에 대한 방사선 분포도를 생성하고, 상기 방사선 분포도를 출력하는 방사선 모니터링 장치를 포함한다.In addition, an embodiment of the present invention relates to a radiation monitoring system. The radiation monitoring system includes a MOSFET, a constant current generator for applying a constant current to the MOSFET, a gate voltage V g generated in the MOSFET by the constant current, and the gate voltage (Vg). A voltage measuring unit measuring a displacement value of the threshold voltage V T that changes in proportion to the radiation dose using V g ), and a radiation level value converting unit converting the displacement value into a radiation level value corresponding to the displacement value ; A plurality of radiation measurement units including a satellite navigation device unit generating position information of a position at which the radiation level value is measured, and a wireless communication unit transmitting the radiation level value and the position information to the outside, and positioned to be adjacent to a predetermined area And a radiation monitoring device for generating a radiation distribution map for the zone using the radiation level values and the position information received from the sensors and the plurality of radiation measuring sensors, and outputting the radiation distribution map.

또한, 본 발명의 일 실시 예는 방사선 측정 센서에 관한 것이다. 상기 방사선 측정 센서는, 모스펫(MOSPET), 상기 모스펫(MOSPET)에 정전류를 인가하는 정전류 발생부, 상기 정전류에 의하여 모스펫(MOSPET)에 발생하는 게이트 전압(Vg)을 측정하고, 상기 게이트 전압(Vg)을 이용하여 방사선량에 비례하여 변화하는 문턱 전압(VT)의 변위 값을 측정하는 전압 측정부, 상기 변위 값을 상기 변위 값에 대응하는 방사선 준위 값으로 변환하는 방사선 준위 값 변환부, 상기 방사선 준위 값이 측정된 위치의 위치 정보를 생성하는 위성 항법 장치부, 상기 방사선 준위 값 및 상기 위치 정보에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부 및 상기 디지털 신호로 변환된 변위 값을 RF 신호의 형태로 외부로 무선 출력하는 무선 통신부를 포함한다.In addition, an embodiment of the present invention relates to a radiation measuring sensor. The radiation measuring sensor is a MOSFET (MOSPET), a constant current generator for applying a constant current to the MOSFET (MOSPET), the gate voltage (V g ) generated in the MOSFET by the constant current to measure the gate voltage ( A voltage measuring unit measuring a displacement value of the threshold voltage V T that changes in proportion to the radiation dose using V g ), and a radiation level value converting unit converting the displacement value into a radiation level value corresponding to the displacement value And a satellite navigation device unit for generating position information of the position at which the radiation level value is measured, an A / D converter for converting the radiation level value and the analog signal corresponding to the position information into a digital signal, and the digital signal. And a wireless communication unit for wirelessly outputting the displaced value to the outside in the form of an RF signal.

본 발명에 의하면, 소정의 구역에 위치한 복수의 방사선 측정 센서들로부터 측정 정보를 무선으로 수신하고, 측정 정보를 지도와 함께 방사선 분포도로 디스플레이부에 출력하기 때문에, 원격에서도 방사선 준위 분포를 측정하고 확인할 수 있다.According to the present invention, since wirelessly receives measurement information from a plurality of radiation measuring sensors located in a predetermined area, and outputs the measurement information along with a map to the radiation distribution diagram, the radiation level distribution can be measured and confirmed remotely. Can be.

또한, 본 발명에 의하면, 방사선에 피폭된 방사선 측정 센서를 수거하지 않고, 무선으로 측정 정보를 송수신하기 때문에, 피폭된 센서에 의한 2차 방사선 노출 위험을 방지할 수 있다.Further, according to the present invention, since the measurement information is transmitted and received wirelessly without collecting the radiation measuring sensor exposed to the radiation, the risk of exposure to the secondary radiation by the exposed sensor can be prevented.

또한, 본 발명에 의하면, 모스펫(MOSFET)의 문턱 전압(VT)을 이용하기 때문에, 방사선을 실시간으로 측정할 수 있고, 열화 현상의 영향이 없으므로 정확한 방사선 준위를 측정할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the threshold voltage V T of the MOSFET is used, radiation can be measured in real time and accurate radiation levels can be measured because there is no influence of degradation.

또한, 본 발명에 의하면, 블루투스 등의 근거리 통신부를 이용하여 값싼 방사선 측정 센서를 생산할 수 있고, 이동 로봇을 원격에서 제어하여 센서들의 측정 정보를 수집할 수 있기 때문에, 방사능 오염 구역을 원격에서 실시간으로 안전하게 모니터링할 수 있다.In addition, according to the present invention, since it is possible to produce a cheap radiation measurement sensor using a short-range communication unit such as Bluetooth, and to collect the measurement information of the sensors by remotely controlling the mobile robot, the radioactive contamination zone in real time from a remote It can be safely monitored.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링 시스템을 나타내는 예시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링 장치를 나타내는 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 측정 센서를 나타내는 블록도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모스펫(MOSFET) 내부의 이혼화 방사선 영향을 설명하기 위한 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선량에 비례하여 변화하는 모스펫(MOSFET)의 문턱 전압(VT)을 설명하기 위한 그래프
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모스펫(MOSFET)의 정전류 측정 회로도
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 문턱 전압(VT)과 방사선 준위의 관계를 설명하기 위한 표
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 문턱 전압(VT)과 방사선 준위의 관계를 설명하기 위한 그래프
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 측정 센서의 하드웨어를 설명하기 위한 구성도
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링 시스템을 설명하기 위한 블록도
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇을 나타내는 블록도
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링을 설명하기 위한 도면1 is an exemplary view showing a radiation monitoring system according to an embodiment of the present invention
Figure 2 is a block diagram showing a radiation monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention
3 is a block diagram illustrating a radiation measuring sensor according to an exemplary embodiment.
4 is a conceptual diagram illustrating the effect of divorced radiation inside a MOSFET according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph for explaining a threshold voltage V T of a MOSFET varying in proportion to a radiation dose according to an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram of a constant current measurement of a MOSFET according to an embodiment of the present invention.
7 is a table for explaining the relationship between the threshold voltage (V T ) and the radiation level according to an embodiment of the present invention
8 is a graph illustrating a relationship between a threshold voltage V T and a radiation level according to an embodiment of the present invention.
9 is a configuration diagram illustrating hardware of a radiation measuring sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
10 is a block diagram illustrating a radiation monitoring system according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram showing a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a radiation monitoring system according to an embodiment of the present invention.
13 is a view for explaining radiation monitoring according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링 시스템을 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing a radiation monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링 시스템은 방사선 준위를 측정하고자 하는 구역(400), 복수의 방사선 측정 센서들(100) 및 방사선 모니터링 장치(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a radiation monitoring system according to an embodiment of the present invention may include an area 400, a plurality of radiation measuring sensors 100, and a radiation monitoring device 200 to measure a radiation level. .

방사선 모니터링 시스템에서, 방사선 측정 센서들(100)은 방사선 준위를 측정하고자 하는 소정의 구역(400)에 상호 인접하여 위치할 수 있다. 이때, 방사선 측정 센서들(100)은 방사선 준위를 측정할 필요가 있는 임의의 위치에 사용자에 의하여 설치될 수 있다.In a radiation monitoring system, the radiation measurement sensors 100 may be located adjacent to each other in a predetermined zone 400 in which the radiation level is to be measured. In this case, the radiation measuring sensors 100 may be installed by a user at any position where it is necessary to measure the radiation level.

방사선 측정 센서들(100)은 각각 모스펫(metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSPET)을 구비하고, 방사선량에 비례하여 변화하는 문턱 전압(VT)의 변위 값을 측정할 수 있다. 측정한 변위 값은 무선 통신부에 의하여 RF 신호로 변환되고, 방사선 모니터링 장치(200)로 전송될 수 있다.Each of the radiation measuring sensors 100 includes a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSPET), and measures a displacement value of a threshold voltage V T that changes in proportion to the radiation dose. The measured displacement value may be converted into an RF signal by the wireless communication unit and transmitted to the radiation monitoring apparatus 200.

방사선 모니터링 장치(200)는 방사선 측정 센서들(100)로부터 적어도 하나의 변위 값들을 수신할 수 있다. 이때, 방사선 측정 센서에 대응하는 식별 정보가 변위 값과 함께 수신될 수 있다. 식별 번호는 센서를 식별하기 위한 정보로써, 방사선 모니터링 장치(200)는 식별 번호를 이용하여 센서의 위치를 탐색할 수 있다. 예를 들어, 식별 번호에 대응하는 위치 정보를 저장하는 데이터베이스를 메모리에 저장하고, 식별 번호를 이용하여 위치 정보를 탐색할 수 있다. 다른 예를 들어, 식별 번호 자체가 위성 항법 장치를 이용한 위치 정보일 수도 있다.The radiation monitoring apparatus 200 may receive at least one displacement value from the radiation measuring sensors 100. In this case, identification information corresponding to the radiation measuring sensor may be received together with the displacement value. The identification number is information for identifying the sensor, and the radiation monitoring apparatus 200 may search for the position of the sensor using the identification number. For example, a database storing location information corresponding to the identification number may be stored in a memory, and the location information may be searched using the identification number. For another example, the identification number itself may be location information using the satellite navigation device.

방사선 모니터링 장치(200)는 수신한 변위 값들을 방사선 준위 값으로 변환할 수 있다. 변환한 방사선 준위 값 및 센서의 식별 번호를 이용하여 측정하고자 하는 구역(400)의 방사선 분포도를 디스플레이할 수 있다. 이때, 방사선 분포도는 측정하고자 하는 구역(400)의 지도에 매핑(mapping)되어 출력될 수 있다.The radiation monitoring apparatus 200 may convert the received displacement values into radiation level values. The radiation distribution of the area 400 to be measured may be displayed using the converted radiation level value and the identification number of the sensor. In this case, the radiation distribution map may be mapped to the map of the area 400 to be measured and output.

위와 같이, 본 발명에 의하면, 소정의 구역(400)에 위치한 복수의 방사선 측정 센서들로부터 측정 정보를 무선으로 수신하고, 측정 정보를 지도와 함께 방사선 분포도로 디스플레이부에 출력하기 때문에, 원격에서도 방사선 준위 분포를 측정하고 확인할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the measurement information is wirelessly received from a plurality of radiation measuring sensors located in the predetermined area 400, and the measurement information is output along with the map to the radiation distribution diagram, the radiation even from a remote location. Level distribution can be measured and confirmed.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링 장치를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing a radiation monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른, 방사선 모니터링 장치(200)는, 디스플레이부(210), 무선 통신부(230), 방사선 준위 값 변환부(220) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.2, the radiation monitoring apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes a display unit 210, a wireless communication unit 230, a radiation level value conversion unit 220, and a control unit 240. can do.

디스플레이부(210)는 방사선 모니터링 장치(200)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 방사선 모니터링 장치(200)가 방사선 준위를 측정하고자 하는 지도를 출력하는 경우에는, 디스플레이부(210)는 지도와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. The display unit 210 displays (outputs) information processed by the radiation monitoring apparatus 200. For example, when the radiation monitoring apparatus 200 outputs a map to measure the radiation level, the display unit 210 displays a user interface (UI) or a graphical user interface (GUI) related to the map.

디스플레이부(210)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT- LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The display unit 210 includes a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD), an organic light emitting diode (OLED), and a flexible display (flexible). The display may include at least one of a 3D display and an e-ink display.

디스플레이부(210)에 포함되는 적어도 하나의 디스플레이(또는 디스플레이 소자)는 그것을 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광 투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭할 수 있는데, 이러한 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. At least one display (or display element) included in the display unit 210 may be configured to be transparent or light transmissive so that the outside can be seen therethrough. This can be referred to as a transparent display. A typical example of such a transparent display is TOLED (Transparent OLED).

디스플레이부(210)는 방사선 모니터링 장치(200)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 방사선 모니터링 장치(200)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 위치할 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 위치할 수도 있다.There may be two or more display units 210 according to the implementation form of the radiation monitoring apparatus 200. For example, in the radiation monitoring apparatus 200, a plurality of display units may be spaced apart from or integrally disposed on one surface, or may be located on different surfaces.

무선 통신부(230)는 방사선 모니터링 장치(200)와 방사선 모니터링 시스템 사이, 또는 방사선 측정 센서(100)와 방사선 모니터링 장치(200)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(230)는 무선 인터넷 모듈(231) 및 근거리 통신 모듈(232)을 포함할 수 있다.The wireless communication unit 230 may include one or more modules that enable wireless communication between the radiation monitoring device 200 and the radiation monitoring system or between the radiation measurement sensor 100 and the network in which the radiation monitoring device 200 is located. have. For example, the wireless communication unit 230 may include a wireless internet module 231 and a short range communication module 232.

무선 인터넷 모듈(231)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈로서, 방사선 모니터링 장치(200)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. The wireless internet module 231 is a module for wireless internet access and may be built in or external to the radiation monitoring apparatus 200. WLAN (Wi-Fi), Wibro (Wireless broadband), Wimax (World Interoperability for Microwave Access), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) and the like can be used as wireless Internet technologies.

근거리 통신 모듈(232)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.The short range communication module 232 refers to a module for short range communication. As a short range communication technology, Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and the like can be used.

무선 통신부(230)는 복수의 방사선 측정 센서들(100)이 송신하는 정보를 수신할 수 있다. 상기 정보에는 센서가 측정한 문턱 전압(VT)의 변위 값 및 센서의 식별 번호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 방사선 모니터링 시스템은, 방사선 모니터링 장치(200)를 중심으로 스타 형태(STAR topology)의 네트워크로 형성되고, 네트워크 결합 형태에 있어서, 복수의 방사선 측정 센서들(100)은 슬레이브 단말기(slave terminal) 기능을 수행하고, 방사선 모니터링 장치(200)는 마스터 단말기(master terminal) 기능을 수행할 수 있다.The wireless communication unit 230 may receive information transmitted by the plurality of radiation measuring sensors 100. The information may include at least one of a displacement value of the threshold voltage V T measured by the sensor and an identification number of the sensor. The radiation monitoring system is formed in a star-shaped network centered on the radiation monitoring apparatus 200, and in a network coupled form, the plurality of radiation measuring sensors 100 functions as a slave terminal. In addition, the radiation monitoring apparatus 200 may perform a master terminal function.

방사선 준위 값 변환부(220)는, 무선 통신부(230)에 의해 수신된 문턱 전압(VT)의 변위 값을 방사선 준위 값으로 변환할 수 있다. 문턱 전압(VT)의 변위 값과 방사선 준위 값은 선형 비례 관계이므로, 일차 식에 변위 값을 대입하는 것으로 방사선 준위 값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 방사선 측정 센서(100)의 모스펫(MOSFET)이 "IRF9533"인 경우, 수학식 1을 이용하여 방사선 준위 값을 산출할 수 있다. 방사선 준위 값으로 변환하는 식은 모스펫(MOSFET)의 종류에 따라 달라질 수 있다.The radiation level conversion unit 220 may convert the displacement value of the threshold voltage V T received by the wireless communication unit 230 into a radiation level value. Since the displacement value of the threshold voltage V T and the radiation level value are linearly proportional to each other, the radiation level value can be calculated by substituting the displacement value in the linear equation. For example, when the MOSFET of the radiation measuring sensor 100 is "IRF9533", the radiation level value may be calculated using Equation 1. The equation for converting the radiation level value may vary depending on the type of MOSFET.

Figure 112012095216549-pat00001
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도 2를 참조하면, 방사선 준위 값 변환부(220)가 방사선 모니터링 장치(200)에 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 일 실시 예에 해당할 수 있다. Referring to FIG. 2, although the radiation level conversion unit 220 is illustrated as being provided in the radiation monitoring apparatus 200, this may correspond to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 일 실시 예에 의하면, 방사선 준위 값 변환부(220)는 방사선 모니터링 장치(200)가 아닌 방사선 측정 센서(100)에 구비될 수 있다. 이러한 경우, 방사선 모니터링 장치(200)는 방사선 측정 센서(100)로부터 문턱 전압(VT)의 변위 값이 아닌 방사선 준위 값을 수신할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the radiation level value converting unit 220 may be provided in the radiation measuring sensor 100 instead of the radiation monitoring device 200. In this case, the radiation monitoring apparatus 200 may receive a radiation level value instead of a displacement value of the threshold voltage V T from the radiation measurement sensor 100.

제어부(240)는 방사선 모니터링 장치(200)가 포함하는 소자들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 방사선 준위 값 및 센서의 식별 번호를 이용하여 측정하고자 하는 구역(400)의 방사선 분포도를 생성할 수 있다. 이때, 생성한 방사선 분포도를 측정하고자 하는 구역(400)에 대응하는 지도에 매핑(mapping)하여 디스플레이부(210)에 출력할 수 있다.The controller 240 may control elements included in the radiation monitoring apparatus 200. For example, the radiation distribution value of the area 400 to be measured may be generated using the radiation level value and the identification number of the sensor. In this case, the generated radiation distribution map may be mapped to a map corresponding to the area 400 to be measured and output to the display unit 210.

식별 번호는 복수의 방사선 측정 센서들(100)을 구별하기 위한 정보로써, 제어부(240)는 식별 번호를 이용하여 센서의 특성, 종류 및 위치 정보 등을 센서 정보로 획득할 수 있다. 예를 들어, 식별 번호에 센서 정보가 포함되어 있을 수 있다. 다른 예를 들어, 방사선 모니터링 장치(200)는 메모리를 더 구비하고, 센서들의 식별 번호 및 센서 정보를 데이터베이스화하여 메모리에 저장할 수 있다. 이때, 제어부(240)는 식별 번호를 이용하여 메모리를 검색하고, 센서 정보를 획득할 수 있다.The identification number is information for distinguishing the plurality of radiation measuring sensors 100, and the control unit 240 may obtain characteristics, types, and location information of the sensor as sensor information using the identification number. For example, the identification number may include sensor information. For another example, the radiation monitoring apparatus 200 may further include a memory, and may store the identification numbers and sensor information of the sensors in a database. In this case, the controller 240 may search the memory using the identification number and acquire sensor information.

또한, 제어부(240)는 방사선 준위 값을 이용하여 그래픽 객체를 생성할 수 있다. 예를 들어, 방사선 준위에 따라 달라지는 색을 메모리에 저장하고, 수신된 방사선 준위 값에 대응되는 색을 이용하여 그래픽 객체를 생성할 수 있다. 제어부(240)는 그래픽 객체를 지도에 매핑하여 방사선 준위 분포도를 디스플레이부(210)에 출력할 수 있다.In addition, the controller 240 may generate a graphic object using a radiation level value. For example, a color depending on the radiation level may be stored in a memory, and a graphic object may be generated using a color corresponding to the received radiation level value. The controller 240 may map a graphic object to a map and output the radiation level distribution map to the display 210.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 측정 센서를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a radiation measuring sensor according to an exemplary embodiment.

도 3을 참조하면, 방사선 측정 센서(100)는 모스펫(MOSFET, 122), 정전류 발생부(124), 전압 측정부(126), 위성 항법 장치부(140), 무선 통신부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the radiation measuring sensor 100 includes a MOSFET 122, a constant current generator 124, a voltage measuring unit 126, a satellite navigation unit 140, a wireless communication unit 150, and a controller ( 160).

모스펫(MOSFET, 122)은 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터로써, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 측정 센서(100)는 피모스펫(p-MOSFET)을 이용할 수 있다.The MOSFET 122 is a metal oxide semiconductor field effect transistor. The radiation measuring sensor 100 according to an exemplary embodiment may use a p-MOSFET.

정전류 발생부(124)는 모스펫(MOSFET, 122)에 방사선량 측정을 위한 정전류를 공급하는 부분으로, 다양한 방법으로 구현할 수 있으나 10 ~ 200㎂ 범위를 가지는 정전류 칩을 사용하여 정전류값을 출력할 수 있다.The constant current generator 124 is a part for supplying a constant current for measuring the radiation dose to the MOSFET 122. The constant current generator 124 may be implemented in various ways, but may output a constant current value using a constant current chip having a range of 10 to 200 mA. have.

전압 측정부(126)는 방사선량에 비례하여 변화하게 되는 문턱 전압(VT)을 측정할 수 있다. 측정하는 방법은, 이하 도 4 내지 도 6을 참조하여 후술한다.The voltage measuring unit 126 may measure the threshold voltage V T , which is changed in proportion to the radiation dose. The measuring method will be described later with reference to FIGS. 4 to 6.

모스펫(MOSFET, 122), 정전류 발생부(124) 및 전압 측정부(126)는 방사선 센서 모듈(radiation sensor module, 120)과 같은 하나의 장치로 형성될 수도 있다.The MOSFET 122, the constant current generator 124, and the voltage measurer 126 may be formed of a single device such as a radiation sensor module 120.

위성 항법 장치부(140)는 방사선 측정 센서(100)의 위치를 획득하기 위한 장치로서, 그것의 대표적인 예로 GPS(Global Position System) 장치가 있다. 위성 항법 장치부(140)는 방사선 측정 센서(100)의 위치 정보를 생성할 수 있다.The satellite navigation device 140 is a device for obtaining the position of the radiation measuring sensor 100, and a representative example thereof is a GPS (Global Position System) device. The satellite navigation device 140 may generate location information of the radiation measuring sensor 100.

무선 통신부(150)는 방사선 측정 센서(100)와 방사선 모니터링 시스템 사이, 또는 방사선 모니터링 장치(200)와 방사선 측정 센서(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다 또한, 후술할 이동 로봇(300)과의 무선 통신을 수행할 수 있다. 방사선 모니터링 장치(200)의 무선 통신부(230)와 같이 무선 인터넷 모듈(151) 및 근거리 통신 모듈(152)을 포함할 수 있다.The wireless communication unit 150 may include one or more modules that enable wireless communication between the radiation measurement sensor 100 and the radiation monitoring system or between the radiation monitoring device 200 and the network in which the radiation measurement sensor 100 is located. In addition, wireless communication with the mobile robot 300, which will be described later, may be performed. Like the wireless communication unit 230 of the radiation monitoring apparatus 200 may include a wireless Internet module 151 and a short-range communication module 152.

이러한 무선 통신부(150)는 문턱 전압(VT)의 변위 값 및 센서의 식별 번호를 RF 신호로 변환하여 무선으로 외부에 송출할 수 있다. RF 신호는 전력 증폭기를 통하여 안테나로 출력될 수 있는 형태로 변환될 수 있다.The wireless communication unit 150 may convert the displacement value of the threshold voltage V T and the identification number of the sensor into an RF signal and transmit the RF signal to the outside wirelessly. The RF signal may be converted into a form that can be output to the antenna through the power amplifier.

제어부(160)는 방사선 측정 센서(100)의 전반적인 제어를 담당할 수 있다. 예를 들어, A/D 전환부를 더 구비하고, 방사선 센서 모듈(120)로부터 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 또한, 방사선 측정 센서(100)가 방사선 준위 값 변환부를 구비하는 경우, 디지털 신호로 변환된 문턱 전압(VT)의 변위 값을 방사선 준위 값으로 변환할 수도 있다.The controller 160 may be responsible for the overall control of the radiation measurement sensor 100. For example, the A / D switching unit may be further provided, and the analog signal received from the radiation sensor module 120 may be converted into a digital signal. In addition, when the radiation measuring sensor 100 includes a radiation level value converting unit, the displacement value of the threshold voltage V T converted into a digital signal may be converted into a radiation level value.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모스펫(MOSFET) 내부의 이혼화 방사선 영향을 설명하기 위한 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating the effect of divorced radiation in a MOSFET according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 피모스펫(p-MOSFET)이 이온화 방사선에 피폭될 경우 산화물층 원자 간의 공유 결합이 끊어져 피폭 방사선량에 비례하는 이동이 가능한 전자와 정공이 생성될 수 있다. 이 전자와 정공은 생성 직후 재결합하기도 하지만 상당수는 산화층에 형성된 전계 방향에 따라 이동하게 된다. Referring to FIG. 4, when a p-MOSFET is exposed to ionizing radiation, covalent bonds between the oxide layer atoms may be broken to generate electrons and holes that may move in proportion to the radiation dose. Although these electrons and holes may recombine immediately after their formation, many of them move along the direction of the electric field formed in the oxide layer.

이때, 피모스펫(p-MOSFET)의 게이트에 양의 전압을 인가하면 정공에 비해 이동성이 아주 큰 전자는 빠른 속도로 게이트 전극으로 이동하여 산화층을 벗어나게 되며, 반면 이동도가 작은 정공은 서서히 기판을 향하여 이동할 수 있다. 기판 방향으로 이동하는 정공은 산화믈층 내에 존재하는 SiO2의 불완전한 결합 형태에 갇혀 정공트랩으로 형성되기도 하고, Si/SiO2 결합층 계면에서도 트랩 상태로 축적된다. At this time, when a positive voltage is applied to the gate of the p-MOSFET, electrons having a very high mobility compared to the holes move to the gate electrode at a high speed to escape the oxide layer, whereas holes having a small mobility gradually move the substrate. You can move towards. Holes traveling in the substrate direction are trapped in the incomplete bond form of SiO 2 present in the oxide layer and are formed as hole traps, and are also trapped in the Si / SiO 2 bond layer interface.

이러한 정공트랩(Hole Trap)과 계면트랩(Interface Trap)이 피모스펫(p-MOSFET) 경우 양(+)방향의 전계로 작용하므로 이 디바이스를 작동(Turn on) 시키기 위해서는 새로 형성된 전계값 만큼 추가적인 전계를 가해주어야 한다. Since the hole trap and the interface trap act as positive electric fields in the case of p-MOSFET, in order to turn on the device, an additional electric field as much as the newly formed electric field value is required. Should be added.

이는 피폭 방사선에 비례하여 축적되는 전하의 전계 만큼 더 많은 전압을 게이트에 인가해야만 소자를 작동시킬 수가 있다는 것을 의미하는데 이를 방사선 피폭량에 비례하는 문턱 전압(VT)의 변위 현상이라 할 수 있다.This means that the device can be operated by applying more voltage to the gate as much as the electric field of charge accumulated in proportion to the exposure radiation, which is a displacement phenomenon of the threshold voltage V T in proportion to the radiation exposure amount.

이로 인해 모스펫(MOSFET)의 문턱 전압(VT)이 방사선량에 비례하여 변화하게 되며, 이 문턱 전압(VT)은 모스펫(MOSFET)을 방사선 센서로서 활용하기 위한 주요변수가 될 수 있다. As a result, the threshold voltage V T of the MOSFET changes in proportion to the radiation dose, and the threshold voltage V T may be a main variable for utilizing the MOSFET as a radiation sensor.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선량에 비례하여 변화하는 모스펫(MOSFET)의 문턱 전압(VT)을 설명하기 위한 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating a threshold voltage V T of a MOSFET varying in proportion to a radiation dose according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 방사선 피폭량에 따른 문턱 전압(VT)의 변위 현상, 즉 전류-전압 특성을 도시한 것으로서 방사선 조사에 따른 모스펫(MOSFET)의 전류-전압 출력특성 변화를 도시한 것이다. x축은 모스펫(MOSFET)의 문턱 전압(VT)이고, y축은 모스펫(MOSFET)의 드레인 전류를 나타낸다. 드레인 전류 값을 고정하면, 방사선에 피폭량에 따라 문턱 전압(VT)이 변화하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5, the displacement phenomenon of the threshold voltage V T according to the radiation exposure amount, that is, the current-voltage characteristic is illustrated, and illustrates the change of the current-voltage output characteristic of the MOSFET according to irradiation. The x-axis represents the threshold voltage V T of the MOSFET, and the y-axis represents the drain current of the MOSFET. When the drain current value is fixed, it can be seen that the threshold voltage V T changes according to the radiation exposure amount.

즉, 방사선에 노출되지 않은 모스펫(MOSFET)의 출력특성은 제일 왼쪽 곡선이며 방사선에 노출되어 피폭 방사선량이 증가할수록 출력특성 곡선은 점차 오른쪽으로 이동하게 된다. That is, the output characteristic of the MOSFET which is not exposed to the radiation is the leftmost curve, and as the radiation dose increases due to exposure to the radiation, the output characteristic curve gradually shifts to the right.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모스펫(MOSFET)의 정전류 측정 회로도이다.6 is a circuit diagram of a constant current measurement of a MOSFET according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 문턱 전압(VT) 값을 추출하기 위한 방법으로써, 정전류법이 사용될 수 있다. 정전류법은 임의의 값으로 소정의 전류를 일정하게 흐르게 하는 방법을 의미할 수 있다. Referring to FIG. 6, a constant current method may be used as a method for extracting a threshold voltage V T. The constant current method may mean a method of constantly flowing a predetermined current at an arbitrary value.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 소형의 전자회로로 구현이 유리한 정전류로써 실험을 통해 결정된 낮은 고정 전류 값을 드레인 전류 값(Id)으로 정할 수 있다. 드레인 전류 값(Id)은 방사선 측정 센서(100)의 정전류 발생부(124)에 의해 모스펫(MOSFET, 122)에 인가될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a low fixed current value determined through experiments as a constant current, which is advantageous in a small electronic circuit, may be determined as the drain current value I d . The drain current value I d may be applied to the MOSFET 122 by the constant current generator 124 of the radiation measuring sensor 100.

방사선 측정 센서(100)의 전압 측정부(126)는 정전류 발생부(124)에 의해 발생한 드레인 전류 값(Id)을 이용하여 게이트 전압(Vg)을 추출할 수 있다. 전자의 이동도(n), 모스펫(MOSFET, 122) 채널의 두께(W), 길이(L), 산화층의 두께(Cox) 그리고 드레인 바이어스 전압(Vd)는 알고 있는 상수 값이거나 측정 가능한 값이므로, 수학식 2를 이용하여 문턱 전압(VT) 값을 측정할 수 있다. 또한, 수학식 3을 이용하여, 문턱 전압(VT)의 변위 값을 측정할 수도 있다.The voltage measuring unit 126 of the radiation measuring sensor 100 may extract the gate voltage V g using the drain current value I d generated by the constant current generating unit 124. The electron mobility (n), thickness (W), length (L), oxide layer thickness (C ox ), and drain bias voltage (V d ) of the channel (MOSFET) 122 are known or measurable values. Therefore, the threshold voltage V T may be measured using Equation 2. Further, using Equation 3, the displacement value of the threshold voltage V T may be measured.

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도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 문턱 전압(VT)과 방사선 준위의 관계를 설명하기 위한 표이다.7 is a table for explaining the relationship between the threshold voltage (V T ) and the radiation level according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 방사선 총 피폭량이 문턱 전압(VT)의 변화에 어떠한 영향을 미치는가 하는 것을 보여주는데, 총 피폭량에 따른 문턱 전압(VT)의 변화가 거의 선형적으로 비례하므로 이상적인 선량계로서의 충분한 가능성을 시사한다. 즉, 문턱 전압(VT)의 변위 값을 이용하여 방사선 준위를 측정할 수 있다.7, the radiation total dose to show that how does affect the change in threshold voltage (V T), the change in threshold voltage (V T) of the total dose nearly so linearly proportional to sufficient as ideal dosimeter It suggests the possibility. That is, the radiation level may be measured using the displacement value of the threshold voltage V T.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 문턱 전압(VT)과 방사선 준위의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.8 is a graph illustrating a relationship between a threshold voltage V T and a radiation level according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 도 7에 도시된 "J182" 모스펫(MOSFET)을 이용한 문턱 전압(VT)의 변위 값에 대한 방사선 피폭량의 변화 특성이 그래프로 도시되어 있다. 이러한 그래프를 이용하여 모스펫(MOSFET)의 종류에 따른 변환 식을 생성할 수 있다. 변환 식을 이용하면 문턱 전압(VT)의 변위 값을 이용하여 방사선 준위 값을 측정할 수 있다.Referring to FIG. 8, a change characteristic of the radiation exposure amount with respect to the displacement value of the threshold voltage V T using the “J182” MOSFET illustrated in FIG. 7 is illustrated in a graph. The graph can be used to generate a conversion equation according to the type of MOSFET. Using the conversion equation, the radiation level value may be measured using the displacement value of the threshold voltage V T.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 측정 센서의 하드웨어를 설명하기 위한 구성도이다. 9 is a configuration diagram illustrating hardware of a radiation measuring sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

방사선 센서 모듈(120)이 측정한 문턱 전압(VT)의 변위 값이 제어부(MCU, 160)에 전달되고, 디지털 신호로 변환된 변위 값 또는 방사선 준위 값이 무선 통신부(150)에 의하여 안테나로 출력될 수 있다. A/D 전환부(ADC)와 블루투스 드라이버는 제어부(MCU, 160)에 의해 처리될 수 있다. 이때, 무선 통신부(150)는 방사선 센서 모듈들 사이에 간섭이 없으며, 통신 속도가 비교적 빠른 블루투스(bluetooth) 방식이 채용될 수 있다.The displacement value of the threshold voltage VT measured by the radiation sensor module 120 is transmitted to the control unit MCU 160, and the displacement value or radiation level value converted into a digital signal is output to the antenna by the wireless communication unit 150. Can be. The A / D conversion unit ADC and the Bluetooth driver may be processed by the control unit MCU 160. At this time, the wireless communication unit 150 has no interference between the radiation sensor modules, a Bluetooth method can be adopted that the communication speed is relatively fast.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 10 is a block diagram illustrating a radiation monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 블루투스 프로토콜로 변환된 방사능 측정 정보(문턱 전압의 변위 값 또는 방사선 준위 값)는 블루투스 칩을 통하여 방사능 측정 센서(100)로부터 방사능 모니터링 장치(200)로 전송될 수 있다. Referring to FIG. 10, radioactivity measurement information (threshold value or radiation level value) converted into a Bluetooth protocol may be transmitted from the radioactivity measurement sensor 100 to the radiation monitoring device 200 through a Bluetooth chip.

방사능 모니터링 장치(200)는 다수의 방사는 측정 센서들에서 블루투스 프로토콜로 변환하여 전송한 방사선 준위 측정치를 블루투스 프로토콜로부터 복원하고 모니터링 모듈(monitoring module)의 그래픽 출력 장치에 매핑(mapping)하여 시각화할 수 있다.The radiation monitoring apparatus 200 may visualize the plurality of radiations by converting the radiation level measurements transmitted by converting the measurement sensors into the Bluetooth protocol from the Bluetooth protocol and mapping them to the graphic output device of the monitoring module. have.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇을 나타내는 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사능 모니터링 시스템은 이동 로봇(300)을 더 포함할 수 있다. 이동 로봇(300)은 주행부(330), 근거리 통신부(310), 무선 통신부(320) 및 제어부(340)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 11, the radiation monitoring system according to an embodiment of the present invention may further include a mobile robot 300. The mobile robot 300 may include a driving unit 330, a short range communication unit 310, a wireless communication unit 320, and a controller 340.

이동 로봇(300)은 무인으로 주행가능하도록 형성되며, 예를 들어 자율적으로 이동가능한 자율이동차량(autonomous vehicle)이 될 수 있다. 다른 예를 들어, 원격 제어에 의하여 이동하는 이동차량이 될 수도 있다. 주행부(330)는 동력 기관을 포함하며, 이동 로봇(300)의 주행과 관련된 기능을 수행할 수 있다.The mobile robot 300 is formed to be able to travel unmanned, and may be, for example, an autonomous vehicle that is autonomously movable. As another example, it may be a moving vehicle moving by a remote control. The driving unit 330 may include a power engine and perform a function related to driving of the mobile robot 300.

이동 로봇(300)은 방사능 오염 구역(400)으로 이동하고, 방사능 준위를 측정하고자 하는 구역(400)에 위치한 적어도 하나의 방사능 측정 센서(100)를 탐색할 수 있다. 또한, 탐색한 방사능 측정 센서(100)와 근거리 통신이 가능한 위치로 이동할 수 있다. 이때, 이동 로봇(300)은 근거리 통신부(310)를 이용하여 상기 방사능 측정 센서(100)로부터 측정 정보를 수신할 수 있다. 측정 정보는 센서의 식별 번호, 문턱 전압(VT)의 변위 값 및 방사선 준위 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The mobile robot 300 may move to the radioactive contamination zone 400 and search for at least one radioactivity measuring sensor 100 located in the zone 400 in which the radioactivity level is to be measured. In addition, the radioactivity sensor 100 may move to a position where short-range communication is possible. In this case, the mobile robot 300 may receive measurement information from the radioactivity measuring sensor 100 using the short range communication unit 310. The measurement information may include at least one of an identification number of the sensor, a displacement value of the threshold voltage VT, and a radiation level value.

근거리 통신부(310)에 의해 수신된 정보는 무선 통신부(320)를 이용하여 방사선 모니터링 장치(200)로 송신될 수 있다. 이러한 경우, 방사선 모니터링 장치(200)는 방사선 측정 센서(100) 대신에 이동 로봇(300)으로부터 수신한 정보를 이용하여 방사선 분포도를 생성할 수 있다.The information received by the short range communication unit 310 may be transmitted to the radiation monitoring apparatus 200 using the wireless communication unit 320. In this case, the radiation monitoring apparatus 200 may generate a radiation distribution map using the information received from the mobile robot 300 instead of the radiation measurement sensor 100.

제어부(340) 이동 로봇(300)의 주행 및 데이터 송수신과 관련된 제어를 수행할 수 있다 또한, 이동 로봇(300)은 방사선 모니터링 장치(200)에 의하여 제어될 수 있다.The control unit 340 may perform control related to driving and data transmission and reception of the mobile robot 300. Also, the mobile robot 300 may be controlled by the radiation monitoring apparatus 200.

이동 로봇(300)을 포함한 본 발명의 방사선 모니터링 시스템에 의하면, 방사선 측정 센서(100)는 블루투스와 같은 근거리 통신부를 구비하고, 이동 로봇(300)이 이동을 하며 다수의 방사선 측정 센서들의 정보를 수집하고, 이를 방사선 모니터링 장치(200)에 전송하기 때문에, 값싼 방사선 측정 센서를 대량생산 할 수 있다. 또한, 방사능 오염 구역(400)을 이동 로봇(300)으로 탐색하기 때문에, 방사선 피해를 사전에 예방할 수 있으며, 측정 정보를 실시간으로 업데이트 할 수 있다.According to the radiation monitoring system of the present invention including the mobile robot 300, the radiation measurement sensor 100 is provided with a short-range communication unit such as Bluetooth, the mobile robot 300 moves and collects information of a plurality of radiation measurement sensors And, since it is transmitted to the radiation monitoring apparatus 200, it is possible to mass-produce a cheap radiation measuring sensor. In addition, since the radioactive contamination zone 400 is searched by the mobile robot 300, radiation damage can be prevented in advance, and measurement information can be updated in real time.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining a radiation monitoring system according to an embodiment of the present invention.

이동 로봇(300)은 방사선 측정 센서(102, 103)와 근거리 통신이 가능한 위치로 이동할 수 있다. 방사선 측정 센서(102, 103)는 소정의 거리 이내에 위치하는 이동 로봇(300)을 탐색할 수 있다. 이동 로봇(300)이 탐색 된 경우, 문턱 전압(VT)의 변위 값, 센서의 식별 번호, 위치 정보 및 방사선 준위 값 중 적어도 하나를 포함하는 측정 정보를 이동 로봇(300)으로 송신할 수 있다.The mobile robot 300 may move to a position capable of short-range communication with the radiation measuring sensors 102 and 103. The radiation measuring sensors 102 and 103 may search for the mobile robot 300 located within a predetermined distance. When the mobile robot 300 is searched, measurement information including at least one of a displacement value of a threshold voltage V T , an identification number of a sensor, location information, and a radiation level value may be transmitted to the mobile robot 300. .

이동 로봇(300)은 수신한 측정 정보를 방사선 모니터링 장치(200)로 송신할 수 있다. 방사선 모니터링 장치(200)는 수신한 정보를 이용하여 이동 로봇(300)이 탐색한 구역(400)의 방사선 분포도를 디스플레이할 수 있다.The mobile robot 300 may transmit the received measurement information to the radiation monitoring apparatus 200. The radiation monitoring apparatus 200 may display a radiation distribution map of the area 400 searched by the mobile robot 300 using the received information.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 모니터링을 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining radiation monitoring according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 방사선 분포도가 출력되는 디스플레이 화면이 도시되어 있다. 총 6개의 방사선 측정 센서들이 출력되고 있으며, 각 센서들의 위치에 해당하는 방사선 준위 값이 그래픽 객체로 출력되고 있는 것을 확인할 수 있다. 이때, 여섯 개의 원은 센서의 위치와 그 위치에서 측정한 방사능 준위의 크기를 나타내도록 구현된 것으로 원의 크기가 클수록 방사능 준위가 높음을 의미한다. Referring to FIG. 13, a display screen on which a radiation distribution chart is output is shown. A total of six radiation measuring sensors are output, and the radiation level values corresponding to the positions of each sensor are output as graphic objects. At this time, the six circles are implemented to represent the position of the sensor and the size of the radioactivity level measured at the position, which means that the larger the size of the circle, the higher the radioactivity level.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 응용 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예 및 응용 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (10)

원자력 발전소의 소정 영역에 설치되며, 모스펫(MOSPET)을 구비하고, 상기 모스펫을 이용하여 방사선량에 비례하여 변화하는 문턱 전압(VT)의 변위 값을 측정하며, 외부기기가 소정의 거리 이내에 위치하는 경우, 상기 변위 값 및 센서의 위치를 식별하기 위한 식별정보를 상기 외부기기에 전송하도록 형성되는 근거리 통신부를 구비하는 복수의 방사선 측정 센서들;
상기 복수의 방사선 측정 센서들 중 적어도 하나로부터 상기 변위 값 및 상기 식별정보를 수신하도록 형성되는 근거리 통신부를 구비하며, 주행이 가능하도록 형성되며, 상기 주행과 관련된 제어신호를 수신하기 위한 장거리 통신부를 구비하는 이동 로봇; 및
상기 이동 로봇이 상기 복수의 방사선 측정 센서들 중 적어도 하나로부터 상기 변위 값 및 상기 식별 번호를 수신하도록, 상기 이동 로봇을 상기 적어도 하나로 이동시키는 제어신호를 생성하며, 상기 이동 로봇으로 상기 제어신호를 전송하고 상기 이동 로봇으로부터 상기 변위 값 및 상기 식별 번호를 수신하기 위한 장거리 통신부를 구비하는 방사선 모니터링 장치를 포함하고,
상기 방사선 모니터링 장치는,
상기 원자력 발전소에 해당하는 지도를 출력하는 디스플레이부;
상기 변위 값을 상기 변위 값에 대응하는 방사선 준위 값으로 변환하는 방사선 준위 값 변환부; 및
상기 방사선 준위 값 및 상기 식별 번호를 이용하여 상기 원자력 발전소에 대한 방사선 분포도를 생성하고, 상기 방사선 분포도를 상기 지도에 매핑하여 상기 디스플레이부에 출력하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 시스템.It is installed in a predetermined area of a nuclear power plant and has a MOSFET, and measures the displacement value of the threshold voltage (V T ) which changes in proportion to the radiation dose by using the MOSFET, the external device is located within a predetermined distance A plurality of radiation measuring sensors having a short range communication unit configured to transmit the displacement value and identification information for identifying a position of the sensor to the external device;
And a short range communication unit configured to receive the displacement value and the identification information from at least one of the plurality of radiation measuring sensors, and configured to enable driving, and a long distance communication unit configured to receive a control signal related to the driving. Moving robot; And
Generate a control signal for moving the mobile robot to the at least one such that the mobile robot receives the displacement value and the identification number from at least one of the plurality of radiation measuring sensors, and transmits the control signal to the mobile robot And a long distance communication unit for receiving the displacement value and the identification number from the mobile robot,
The radiation monitoring device,
A display unit for outputting a map corresponding to the nuclear power plant;
A radiation level value converting unit converting the displacement value into a radiation level value corresponding to the displacement value; And
And a control unit which generates a radiation distribution map for the nuclear power plant using the radiation level value and the identification number, maps the radiation distribution map to the map, and outputs the radiation distribution map to the display unit. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 복수의 방사선 측정 센서들은,
상기 모스펫(MOSPET)에 정전류를 인가하는 정전류 발생부; 및
상기 정전류에 의하여 모스펫(MOSPET)에 발생하는 게이트 전압(Vg)을 측정하고, 상기 게이트 전압(Vg)을 이용하여 방사선량에 비례하여 변화하는 문턱 전압(VT)의 변위 값을 측정하는 전압 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 시스템.The method according to claim 1,
The plurality of radiation measuring sensors,
A constant current generator for applying a constant current to the MOSFET; And
Measuring the gate voltage (V g) generated in the MOSFET (MOSPET) by the constant current, measuring a displacement value of the threshold voltage (V T) by using the gate voltage (V g) changes in proportion to the radiation dose Radiation monitoring system comprising a voltage measuring unit. 제4 항에 있어서,
상기 복수의 방사선 측정 센서들은,
상기 변위 값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 및
상기 디지털 신호로 변환된 변위 값을 RF 신호의 형태로 외부로 무선 출력하는 무선 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 시스템.5. The method of claim 4,
The plurality of radiation measuring sensors,
An A / D converter converting the displacement value into a digital signal; And
And a wireless communication unit wirelessly outputting the displacement value converted into the digital signal to the outside in the form of an RF signal. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 근거리 통신부는, 블루투스 모듈인 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 시스템.The method according to claim 1,
The short range communication unit is a radiation monitoring system, characterized in that the Bluetooth module. 제1 항에 있어서,
상기 방사선 측정 센서들은, 인공 위성을 이용하여 센서의 위치 정보를 생성하는 위성 항법 장치부를 더 포함하고,
상기 식별 번호는, 상기 위성 항법 장치부를 이용하여 생성한 위치 정보인 것을 특징으로 하는 방사선 모니터링 시스템.The method according to claim 1,
The radiation measuring sensor further includes a satellite navigation device that generates location information of the sensor using an artificial satellite,
The identification number is a radiation monitoring system, characterized in that the position information generated using the satellite navigation device unit. 모스펫(MOSPET); 상기 모스펫(MOSPET)에 정전류를 인가하는 정전류 발생부; 상기 정전류에 의하여 모스펫(MOSPET)에 발생하는 게이트 전압(Vg)을 측정하고, 상기 게이트 전압(Vg)을 이용하여 방사선량에 비례하여 변화하는 문턱 전압(VT)의 변위 값을 측정하는 전압 측정부; 상기 변위 값을 상기 변위 값에 대응하는 방사선 준위 값으로 변환하는 방사선 준위 값 변환부; 상기 방사선 준위 값이 측정된 위치의 위치 정보를 생성하는 위성 항법 장치부; 및 외부기기가 소정의 거리 이내에 위치하는 경우, 상기 방사선 준위 값 및 상기 위치 정보를 상기 외부기기로 전송하는 근거리 통신부를 포함하며, 원자력 발전소의 소정 영역에 설치되는 복수의 방사선 측정 센서들;
상기 복수의 방사선 측정 센서들 중 적어도 하나로부터 상기 방사선 준위 값 및 상기 위치 정보를 수신하도록 형성되는 근거리 통신부를 구비하며, 주행이 가능하도록 형성되며, 상기 주행과 관련된 제어신호를 수신하기 위한 장거리 통신부를 구비하는 이동 로봇; 및
상기 이동 로봇이 상기 복수의 방사선 측정 센서들 중 적어도 하나로부터 상기 변위 값 및 상기 위치 정보를 수신하도록, 상기 이동 로봇을 상기 적어도 하나로 이동시키는 제어신호를 생성하며, 상기 이동 로봇으로 상기 제어신호를 전송하고, 상기 이동 로봇으로부터 수신한 상기 방사선 준위 값 및 상기 위치 정보를 이용하여 상기 원자력 발전소에 대한 방사선 분포도를 생성하고, 상기 방사선 분포도를 출력하는 방사선 모니터링 장치를 포함하는 방사선 모니터링 시스템.MOSFET; A constant current generator for applying a constant current to the MOSFET; Measuring the gate voltage (V g) generated in the MOSFET (MOSPET) by the constant current, measuring a displacement value of the threshold voltage (V T) by using the gate voltage (V g) changes in proportion to the radiation dose A voltage measuring unit; A radiation level value converting unit converting the displacement value into a radiation level value corresponding to the displacement value; A satellite navigation device unit generating location information of a location where the radiation level value is measured; And a short range communication unit configured to transmit the radiation level value and the location information to the external device when the external device is located within a predetermined distance, the plurality of radiation measuring sensors installed in a predetermined area of the nuclear power plant.
A short range communication unit configured to receive the radiation level value and the position information from at least one of the plurality of radiation measuring sensors, the long distance communication unit configured to enable driving and to receive a control signal related to the driving; A mobile robot provided; And
Generate a control signal for moving the mobile robot to the at least one such that the mobile robot receives the displacement value and the position information from at least one of the plurality of radiation measuring sensors, and transmits the control signal to the mobile robot And a radiation monitoring device for generating a radiation distribution diagram for the nuclear power plant using the radiation level value and the position information received from the mobile robot, and outputting the radiation distribution diagram. 삭제delete
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