KR102189883B1 - Radiation dose monitoring system using betavoltaic battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 베타전지로부터 충분한 전력을 확보한 상태에서 방사선량을 측정하여 일정 시간 단위로 측정된 정확한 방사선량 정보를 방사선 구역 외부로 무선 송출하고, 방사선 구역 외부에서는 무선 수신된 방사선량 정보를 근거로 시공간적인 현재 방사선량 상태 및 방사선량의 순간적인 변동상태를 용이하게 인지할 수 있는 방사선 모니터링 화면을 생성하여 출력하는 기술에 관한 것이다. The present invention measures the radiation dose while securing sufficient power from the beta battery and wirelessly transmits accurate radiation dose information measured in a certain time unit to the outside of the radiation zone, and based on the radio received radiation dose information outside the radiation zone. The present invention relates to a technology for generating and outputting a radiation monitoring screen capable of easily recognizing a current state of radiation dose in time and space and an instantaneous change state of radiation dose.
일반적으로 방사선은 질병의 치료, 진단, 건설기계 등의 안정성 검사, 농산물의 품종개발및 장기보존 등의 여러 분야에서 이용되고 있으며, 원자력발전소, 의료기관, 비파괴 검사 전문업체 등에서 그 사용범위가 확산되고 있다.In general, radiation is used in various fields such as disease treatment, diagnosis, stability inspection of construction machinery, development of agricultural products, and long-term preservation, and its scope of use is expanding in nuclear power plants, medical institutions, and non-destructive testing companies. .
자연 방사선의 경우는 인체에 영향을 많이 주지 않지만 산업용이나 의료용 등의 핵종은 방사선량에 따라 인체에 심각한 영향을 줄 수 있기 때문에 위험 지역에 대한 모니터링은 반드시 필요하다.Natural radiation does not affect the human body much, but since industrial or medical radionuclides can seriously affect the human body depending on the amount of radiation, it is necessary to monitor dangerous areas.
한편, 국내에 현재 방사선 검출기를 사용하는 대표적인 곳으로는 원자력발전소가 있으며, 발전소 내부의 주요 점검 포인트에 대한 방사선량을 실시간으로 검출하여 모니터링하고 있다. Meanwhile, a nuclear power plant is a representative place in Korea that currently uses a radiation detector, and it detects and monitors the radiation dose for major inspection points inside the power plant in real time.
이러한 방사선 모니터링 시스템은 일반적으로 방사선 구역내에 송신장치가 설치되고, 외부의 수신장치에서 송신장치로부터 방사선정보를 수집하여 해당 지역의 오염상태를 표시하도록 구성된다. In general, such a radiation monitoring system has a transmission device installed in a radiation area, and an external receiving device is configured to collect radiation information from a transmission device and display the contamination status of the area.
이때, 수신장치는 각각의 측정 포인트 별로 지시되는 현재 상태값을 표시하고 측정된 방사선량이 일정 설정치를 초과할 경우 경보의 메시지를 화면에 표시하여 해당 지역의 오염 정도를 표시하도록 운영된다. At this time, the receiving device is operated to display the current state value indicated for each measurement point, and display an alarm message on the screen when the measured radiation dose exceeds a predetermined set value to indicate the level of contamination in the corresponding area.
이에, 종래 방사선 모니터링 시스템에서는 기본적으로 송신장치로부터 정확한 방사선 측정값이 획득되는 것을 전제로 한다.Accordingly, in the conventional radiation monitoring system, it is basically assumed that an accurate radiation measurement value is obtained from a transmission device.
그러나, 실제 상황에서 송신장치의 순간적인 오동작 또는 외부 외란에 의한 순간적인 신호 변화가 발생하게 되고, 종래 방사선 모니터링 시스템은 이와 같은 상황에서도 현재 방사선 측정값에만 의존하여 경보의 메시지가 출력된다. 그리고, 관리자는 이에 따른 후속조치가 수행하게 된다. 즉, 일시적인 오동작으로 인해 불필요한 후속조치가 이루어지는 문제가 발생될 수 있다. However, in an actual situation, an instantaneous malfunction of the transmission device or an instantaneous signal change occurs due to external disturbances, and the conventional radiation monitoring system outputs an alarm message depending only on the current radiation measurement value even in such a situation. And, the manager will follow up accordingly. That is, a problem of unnecessary follow-up actions may occur due to a temporary malfunction.
또한, 송신장치는 일반적으로 베타전지를 이용하여 송신장치의 구동전원을 제공받도록 구성되는데, 베타전지의 충전량이 부족한 경우 방사선 측정센서가 정상적으로 동작하지 않아 측정된 방사선값에 이상이 발생될 수 있으며, 이러한 상황에서도 수신 장치에서는 경보 메시지가 출력될 수 있다.In addition, the transmission device is generally configured to receive the driving power of the transmission device using a beta battery. If the charge amount of the beta battery is insufficient, the radiation measurement sensor may not operate normally and an abnormality may occur in the measured radiation value. Even in such a situation, an alarm message may be output from the receiving device.
따라서, 신뢰성 있는 방사선 구역에 대한 모니터링을 위해서는 보다 정확한 방사선 측정값의 획득이 필수적으로 요구되는 실정이다. Therefore, it is essential to obtain more accurate radiation measurement values for reliable monitoring of the radiation area.
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 베타전지로부터 충분한 구동 전력을 안전하게 확보한 상태에서 방사선량을 측정하여 일정 시간 단위로 정확한 방사선량 정보를 방사선 구역 외부로 무선 송출하고, 방사선 구역 외부에서는 무선 수신된 방사선량 정보를 근거로 시공간적인 현재 방사선량 상태 및 방사선량의 순간적인 변동상태를 용이하게 인지할 수 있는 방사선 모니터링 정보를 생성하여 화면으로 제공해 주는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템을 제공함에 그 기술적 목적이 있다. Accordingly, the present invention was created in consideration of the above circumstances, and radioactively transmits accurate radiation dose information to the outside of the radiation zone by measuring the radiation dose in a state where sufficient driving power is securely secured from the beta battery. Outside the area, radiation dose monitoring using a beta battery that generates radiation monitoring information that can easily recognize the current state of spatio-temporal radiation dose and instantaneous fluctuations of radiation dose based on the radiation dose information received wirelessly. The technical purpose is to provide a system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 베타전지의 충전 전력을 이용하여 동작하고, 1시간 주기로 방사선량을 측정하여 방사선량과 해당 식별코드를 포함하는 방사선 정보를 무선 송출하는 서로 다른 위치에 배치되는 적어도 하나의 송신장치와, 상기 송신장치로부터 수신된 방사선 정보를 송신장치들이 설치된 방사선 구역맵상에 표현하여 출력하되, 각 송신장치 식별코드를 근거로 해당 위치에 현재 방사선량에 해당하는 기준 컬러를 표시하고, 해당 기준 컬러를 중심으로 일정 반경 단위로 방사선량을 일정 비율로 감소시켜 감소된 방사선량에 대응되는 컬러로 표시출력하는 방사선 분포화면과, 각 방사선 측정 위치별 현재 방사선량과, 1시간 이전 방사선량 및, 현재 방사선량과 이전 6시간 동안 1시간 단위별 방사선량간의 편차를 이용하여 산출된 스파이크값을 각 시간 단위로 표시출력하는 방사선 스파이크 화면을 제공하는 수신장치를 포함하여 구성되고, 상기 스파이크값은 하기 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템이 제공된다. 여기서, spike out 는 스파이크값이고, rR 은 현재 시간의 방사선량, Rz 1h 는 1시간 전 방사선량, Rz 2h 는 현재 시간 방사선량과 2시간 이전 방사선량간의 편차, Rz 3h 는 현재 시간 방사선량과 3시간 이전 방사선량간의 편차, …, Rz 6h 는 현재 시간 방사선량과 6시간 이전 방사선량간의 편차임.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, different types of radioactive devices that operate using the charging power of the beta battery and measure the radiation dose every hour to wirelessly transmit radiation information including the radiation dose and the corresponding identification code. At least one transmitting device disposed at the location and the radiation information received from the transmitting device are expressed and output on the radiation zone map in which the transmitting devices are installed, but based on the identification code of each transmitting device, the current radiation dose corresponding to the location A radiation distribution screen that displays a reference color and displays a color corresponding to the reduced radiation dose by reducing the radiation dose in a certain radius unit based on the reference color, and the current radiation dose for each radiation measurement location. , Including a receiving device that provides a radiation spike screen that displays and outputs the spike value calculated by using the
또한, 상기 방사선 스파이크 화면은 해당 방사선 구역내에서 현재 방사선량이 최대와 두번째 최대인 방사선 측정 위치정보와 그 방사선량을 포함하는 최대 스파이크 테이블을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템이 제공된다.In addition, the radiation spike screen is configured to provide a maximum spike table including the radiation measurement position information and the radiation amount of the maximum and second maximum current radiation amount within the radiation area. The system is provided.
또한, 상기 송신장치는 니켈-63 기반의 베타전지를 구비하고, 3V DC 전압, 500mA 이상의 전력으로 350msec 이내의 구동시간을 갖는 조건을 만족하도록 방사선 정보를 생성하여 수신장치로 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템이 제공된다.In addition, the transmitting device is equipped with a nickel-63-based beta battery, generating radiation information to satisfy a condition having a driving time within 350msec with a 3V DC voltage, 500mA or more, and transmitting it wirelessly to the receiving device. A radiation dose monitoring system using a beta battery is provided.
또한, 상기 송신장치는 동작에 이상이 발생되면 수신장치로 방사선 정보를 무선송출하지 않도록 구성되고, 상기 수신장치는 송신장치로부터 수신된 방사선 정보를 데이터 메모리에 저장하되, 12시간 이상 방사선 검출시간에 대한 방사선 정보가 연속하여 저장된 경우에 한하여 상기 스파이크 화면정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템이 제공된다.In addition, the transmitting device is configured not to wirelessly transmit radiation information to the receiving device when an abnormality occurs in operation, and the receiving device stores the radiation information received from the transmitting device in a data memory. There is provided a radiation dose monitoring system using a beta battery, characterized in that the spike screen information is generated only when the radiation information for radiation is continuously stored.
또한, 상기 수신장치는 현재 방사선량이 기 설정된 기준 방사선량을 초과하는 경우, 방사선 스파이크 정보에서 이전 시간의 스파이크값 변동이력을 분석하여 스파이크값 패턴이 상승 패턴인 경우 방사선 모니터링 화면상에 경고 메시지를 추가로 표시 출력하는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템이 제공된다. In addition, when the current radiation dose exceeds a preset reference radiation dose, the receiving device analyzes the spike value fluctuation history of the previous time from the radiation spike information, and adds a warning message to the radiation monitoring screen when the spike value pattern is a rising pattern. There is provided a radiation dose monitoring system using a beta battery, characterized in that the display and output as.
본 발명에 의하면, 베타전지로부터 충분한 전력을 확보한 상태에서 정확하게 방사선량을 측정하여 일정 시간 단위로 외부로 무선 전송하고, 수신장치에서는 정확한 방사선 측정정보를 이용하여 현재 방사선 상태는 물론, 방사선량 편차에 기반한 이전 일정 시간 동안의 방사선 변화량을 화면 제공함으로써, 관리자가 방사선 구역에 대한 방사선량 상태를 용이하게 인지할 수 있다. According to the present invention, the radiation dose is accurately measured and wirelessly transmitted to the outside in a predetermined time unit while sufficient power is secured from the beta battery, and the current radiation state as well as the radiation dose deviation using accurate radiation measurement information in the receiving device. By providing a screen based on the amount of radiation change during the previous predetermined period of time, the administrator can easily recognize the radiation dose status for the radiation area.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도2는 도1에 도시된 송신장치(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도3은 도1에 도시된 수신장치(200)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도4는 도3에 도시된 정보 입출력부(220)를 통해 출력되는 방사선 분포화면을 설명하기 위한 도면.
도5는 도3에 도시된 정보 입출력부(220)를 통해 출력되는 방사선 스파이크 화면을 설명하기 위한 도면.
도6은 본 발명에 따른 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면.1 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation dose monitoring system using a beta battery according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a functionally separated internal configuration of the
FIG. 3 is a block diagram showing a functionally separated internal configuration of the
FIG. 4 is a diagram illustrating a radiation distribution screen output through the information input/
5 is a diagram for explaining a radiation spike screen output through the information input/
6 is a view for explaining the operation of the radiation dose monitoring system using a beta battery according to the present invention.
본 발명에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Since the embodiments described in the present invention and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, the scope of the present invention is limited to the embodiments and drawings described in the text. Should not be construed as limited by That is, since the embodiments can be variously changed and have various forms, the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing the technical idea. In addition, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only those effects, the scope of the present invention should not be understood as being limited thereto.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the field to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms defined in a commonly used dictionary should be construed as having the meaning of the related technology in context, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning that is not clearly defined in the present invention.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation dose monitoring system using a beta battery according to a first embodiment of the present invention.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템은 방사선 구역에서 검출된 방사선 정보를 무선 신호로 변환하여 송출하는 다수의 송신장치(100)와, 다수의 송신장치(100)로부터 무선 송출된 방사선 정보를 근거로 방사선 모니터링화면을 생성하여 출력하는 수신장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a radiation dose monitoring system using a beta battery according to the present invention includes a plurality of transmitting
이때, 상기 수신장치(200)는 송신 장치(100)로부터 수신된 방사선 정보를 외부로 전송하는 수신 처리부(210)와 이 수신 처리부(210)로부터 수신된 방사선 정보에 대응되는 방사선 모니터링화면을 생성하는 출력하는 별도의 모니터링 단말(220)로 이루어질 수 있다. 즉, 일반적으로 방사선 구역은 원자력 발전소 등과 같이 방사선을 취급하는 장소 또는 방사선량의 상태를 확인하고자 하는 장소를 포함하는 바, 상기 모니터링 단말(220)은 방화벽이 설치되어 무선 통신이 불가능한 중앙 제어실의 관리자 단말이 될 수 있다. 이때, 수신 처리부(210)와 모니터링 단말(220)은 상호간 방사선량 관련 정보를 송수신하기 위한 통신인터페이스를 구비함은 물론이다. At this time, the
본 명세서에서는 수신장치(200)를 하나의 장치로 설명한다.In this specification, the
도1에서 송신장치(100)는 일정 시간 단위로 방사선 검출신호를 획득하고, 이를 무선신호로 변환하여 수신장치(100)로 송출한다. 이때, 송신장치(100)는 니켈-63 기반 베타전지를 이용하여 구동 전원을 획득하고, 니켈-63 기반 베타전지의 시간당 충전량을 근거로 송신장치(100)이 안정적으로 구동할 수 있는 전력량이 충전되는 시간 단위로 방사선량 측정 및 방사선 정보를 수신장치(200)로 무선송출한다. 이때, 방사선량 측정 및 방사선 정보를 무선 송출하는 주기는 베타전지 및 송신장치(200)의 동작조건을 고려하여 미리 설정된다. 예컨대, 니켈-63 기반 베타전지를 구비한 송신장치(100)는 3V DC 전압, 500mA 이상의 전력으로 350msec 이내의 구동시간을 갖는 조건을 만족하도록 동작하고, "1시간"으로 방사선 측정주기가 설정될 수 있다. In FIG. 1, the
상기 수신장치(200)는 송신장치(100)로부터 기 설정된 시간 단위로 수신되는 방사선 정보를 이용하여 방사선 모니터링화면을 생성하고, 이를 표시출력한다. 이때, 방사선 모니터링화면은 방사선 구역의 현재 방사선 분포상태를 제공하는 방사선 분포화면과 일정 시간 동안의 방사선 변화상태를 포함하는 방사선 스파이크화면을 포함한다.The
도2는 도1에 도시된 송신장치(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.FIG. 2 is a block diagram showing a functionally separated internal configuration of the
도2를 참조하면, 송신장치(100)는 방사선 검출센서(110)와, 제1 무선통신부(120), 제1 데이터메모리(130), 제1 제어부(140) 및, 제1 전원부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
방사선 검출센서(110)는 방사선 구역내 특정 위치에 설치되어 해당 위치에서 측정된 방사선량에 대응되는 전기적 신호를 발생한다. 이러한 방사선 검출센서(110)는 하나의 송신장치(100)에 적어도 하나 이상이 설치될 수 있으며, 서로 다른 송신장치(100)는 서로 다른 개수의 방사선 검출센서(110)를 구비할 수 있다. 또한, 송신장치(100)에 구비되는 다수개의 방사선 검출센서(110)는 서로 다른 위치에 설치되거나 특정 위치에 일정 개수로 그룹화하여 설치될 수 있다. The
또한, 방사선 검출센서(110)는 포토다이오드를 이용한 센서로 구성될 수 있으며, 전리, 여기 또는 화학 작용 등 각종 검출원리 및, 검출 대상의 종류 또는 특성에 맞추어 각종 형태의 방사선 센서가 선택적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 반도체 방사선 검출센서로 분류되는 P-N 접합형 반도체 센서는 주로 알파(α)선 측정에 사용되고, 가이거-뮬러 튜브는 베타(β)선 또는 감마(γ)선 측정에 사용되는 것이 일반적이나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, the
제1 무선통신부(120)는 수신장치(200)와 무선통신을 수행하는 것으로, 특히 제1 제어부(140)의 제어신호를 근거로 방사선 정보를 일정 시간 단위로 무선 송출한다. The first
제1 데이터메모리(130)는 방사선 측정 주기를 포함한 송신장치(100)의 동작과 관련된 각종 정보를 저장한다. The
제1 제어부(140)는 기 설정된 시간단위로 방사선 검출센서(110)를 구동시켜 현재 방사선량을 획득하고, 획득된 방사선량을 포함하는 방사선 정보를 생성하여 제1 무선통신부(120)를 통해 수신장치(200)로 무선 송출하도록 제어한다. The
이때, 방사선 검출센서(110)의 구동회로와 무선통신을 수행하는데 사용되는 정격전압은 DC 3V 이고, 방사선량 검출 및 무선통신회로에 소요되는 전력은 400mA 이내에서 이루어지는 바, 송신장치(100)는 500mA 이상의 조건에서 350msec 동안 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 전력량이 요구된다. At this time, the rated voltage used to perform wireless communication with the driving circuit of the
이에 본 발명에서는 방사선 측정 주기를 송신장치(200)에 구동 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 "1시간" 으로 설정하여 1시간 단위로 방사선량 측정 및 방사선 정보의 무선 전송처리를 수행한다. Accordingly, in the present invention, the radiation measurement period is set to "1 hour" in which driving power can be stably supplied to the
제1 전원부(150)는 베타전지에서 발생되는 전압을 에너지 흡수체에 저장하고 에너지 흡수체에서 2차전지로 충전되는 구조로 구성된다. 즉, 제1 전원부(150)는 니켈-63 기반의 베타전지에서 발생된 전압이 에너지 흡수체에 저장되고, 에너지 흡수체는 단위셀당 μW급의 전력을 생성하여 2차전지에 저장한다. 이때, 에너지 흡수체의 단위셀을 병렬로 배치하여 2차 전지로 공급되는 출력을 상승시킬 수 있다. 그리고, 2차전지에 저장된 전력은 방사선을 측정하는 방사선 검출센서(110)와 방사선 정보를 무선으로 송신하는 제1 무선통신부(120)를 포함한 송신장치(200)의 동작전원으로 공급된다. The first
도3은 도1에 도시된 수신장치(200)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.FIG. 3 is a block diagram showing the internal structure of the receiving
도3을 참조하면, 수신장치(200)는 제2 무선통신부(210)와 정보 입출력부(220), 제2 데이터메모리(230), 제2 제어부(240) 및, 제2 전원부(250)를 포함한다.3, the receiving
제2 무선통신부(210)는 송신장치(100)와 무선통신을 수행하기 위한 것으로, 특히 송신장치(100)로부터 무선 송출되는 방사선 정보를 수신한다.The second
정보 입출력부(220)는 방사선량을 모니터링하기 위한 정보를 관리자로부터 입력받거나 방사선 모니터링정보를 화면출력한다. 이때, 상기 정보 입출력부(220)는 관리자의 요청에 따라 방사선 분포화면과 방사선 스파이크 화면을 선택적으로 출력한다. The information input/
제2 데이터메모리(230)는 송신장치(100)로부터 수신된 각 측정시간별 방사선량과, 방사선 측정 구역에 해당하는 공간 맵, 식별코드별 방사선 검출센서 위치정보를 포함하는 정보가 저장된다. 이때, 측정시간별 방사선량은 최소 12시간 동안 저장하고, 일정 시간이 경과하면 폐기할 수 있다. 그리고, 식별코드는 송신장치 식별코드 또는 방사선 검출센서 식별코드가 될 수 있다.The
제2 제어부(240)는 송신 장치(100)로부터 기 설정된 시간 단위로 수신되는 방사선 정보를 제2 데이터메모리(230)에 누적하여 저장하고, 방사선 정보를 근거로 현재 위치 및 현재 시간의 방사선 분포정보와 이전 시간들에 대한 스파이크값들을 포함하는 방사선 스파이크 정보를 생성하며, 이를 화면형태로 가공하여 정보 입출력부(220)를 통해 표시 출력한다.The
또한, 제2 제어부(240)는 현재 방사선량이 기 설정된 기준 방사선량을 초과하는 경우, 방사선 스파이크 정보에서 이전 시간의 스파이크값 변동이력을 분석하고, 스파이크값 패턴이 상승 패턴인 경우 해당 모니터링 화면상에 경고 메시지를 표시 출력한다. 이때, 기준 방사선량은 방사선 구역에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다.In addition, when the current radiation dose exceeds a preset reference radiation dose, the
제2 전원부(250)는 외부로부터 인가되는 220V의 AC 전압을 본 수신 장치(200)를 구동하기 위한 5V 레벨의 DC 전압으로 변환하여 수신 장치(200)의 동작전원으로 공급한다.The
도4와 도5는 정보 입출력부(220)를 통해 출력되는 방사선 모니터링 화면을 설명하기 위한 도면으로, 도4는 방사선 분포화면을 설명하기 위한 도면이고, 도5는 방사선 스파이크 화면을 설명하기 위한 도면이다.4 and 5 are diagrams for explaining a radiation monitoring screen output through the information input/
먼저, 도4를 참조하면, 본 발명에서 방사선 분포화면은 방사선 검출센서(110)의 위치를 중심으로 1m 반경 단위로 구역1,구역2,구역3,구역4,구역5로 구분되고, 각 구역은 기 산출된 측정데이터에 대응되는 컬러로 표현된다.First, referring to Figure 4, in the present invention, the radiation distribution screen is divided into
방사선 분포 정보는 하기 표1과 같이 생성될 수 있다.The radiation distribution information may be generated as shown in Table 1 below.
또한, 칼라애니메이션은 가장 높은 레벨의 방사선값 범위를 적색으로 설정하고 가장 낮은 레벨의 방사선값 범위를 녹색으로 설정하여 표시하되, 구역1의 방사선값 레벨에 따라 구역5측으로 갈수록 녹색에 가까운 색상으로 변화하도록 표시된다. 예컨대, 구역1의 방사선값 레벨이 중간레벨로 노랑색으로 표현되는 경우, 각 구역별 측정 데이터값에 따라 점점 녹색에 가까운 색으로 변화되게 표시된다.In addition, color animation is displayed by setting the radiation value range of the highest level to red and the radiation value range of the lowest level to green. Is marked to be. For example, when the radiation level of
방사선 분포화면은 상기한 방사선 분포정보가 방사선 공간 맵상에 해당 방사선 검출센서(110) 배치 위치에 대응되게 표현된 형태로 생성된다. The radiation distribution screen is generated in a form in which the radiation distribution information is expressed on a radiation space map to correspond to the location of the
한편, 도5를 참조하면, 방사선 스파이크 화면은 방사선 구역 맵(M)상에 방사선 검출 센서(110) 위치별 시간 스파이크 테이블(221)과, 방사선 구역에 대한 최대 스파이크 테이블(222)을 제공하도록 구성된다. Meanwhile, referring to FIG. 5, the radiation spike screen is configured to provide a time spike table 221 for each location of the
시간 스파이크 테이블(221)은 방사선 검출센서(110)를 통해 측정된 방사선 측정값의 상태를 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간, 6시간 이전의 방사선 측정값과 현재 측정값간의 편차를 근거로 일정 시간 단위로 산출하여 각 위치에서의 시간별 방사선량의 시간축에서의 변화정도를 확인할 수 있도록 한다. The time spike table 221 shows the state of the radiation measurement value measured by the
이러한 시간 스파이크 테이블(221)은 식별코드(221a)와 현재 수집된 방사선량(221b) 및, 이전 일정 동안의 일정 시간별 스파이크값(221c)을 포함한다. 이때, 식별코드(221a)는 송신장치 식별코드이거나 또는 방사선 검출센서 식별코드일 수 있다.The time spike table 221 includes an
또한, 각 시간별 스파이크값(221c, spike out)은 하기 수학식1과 같이 산출된다. 여기서, 상기 수학식1은 송신장치(100)와 수신장치(200)가 24시간 이상 정상적으로 운전되고, 수신장치(200)에서 송신장치(100)로부터 수시된 방사선 정보가 24시간 이상 정상적으로 저장된 조건에서 산출된다.In addition, the spike values 221c and spike out for each time are calculated as in
이때, spike out 는 스파이크값이고, rR 은 현재 시간의 방사선량, Rz 1h 는 1시간 전 방사선량, Rz 2h 는 현재 시간 방사선량과 2시간 이전 방사선량간의 편차, Rz 3h 는 현재 시간 방사선량과 3시간 이전 방사선량간의 편차, …, Rz 6h 는 현재 시간 방사선량과 6시간 이전 방사선량간의 편차이다.At this time, spike out is the spike value, rR is the radiation dose at the current time, Rz 1h is the
수학식1에서 현재 시간의 방사선량(rR)에서 1시간 이전 방사선량( Rz 1h )을 차감하여 방사선량의 초기 변화량을 설정한 상태에서 이전 2시간, 3시간, …, 6시간 이전의 방사선량간의 편차를 합 연산함으로써, 각 시간 단위의 방사선량 변화정도를 시간별 편차를 통해 확장하여 수치화한다. 따라서, 관리자에게 변화정도를 보다 강인하게 인식시킬 수 있다.In
보다 상세히 설명하면,In more detail,
도5의 시간 스파이크 테이블(221)에서 각 시간별 스파이크값(221c)은 해당 스파이크값 기준시간에서 6시간 이전까지의 방사선량 편차를 적용하여 산출된다. 즉, 현재 방사선량 검출 시간이 20시 라고 할때, 1시간 전(1H)인 19시에서의 방사선량을 현재 방사선량에서 차감하고, 이 상태에서 18시, 17시, 16시, 15시, 14시에서의 각 방사선량과 현재 방사선량의 편차값을 합산한 상태의 절대값으로 산출된다. 그리고, 2시간 전(2H)인 18시 기준의 스파이크 값은 17시에서의 방사선량을 18시 방사선량에서 차감하고, 이 상태에서 16시, 15시, 14시, 13시, 12시에서의 각 방사선량과 18시 방사선량의 편차값을 합산한 상태의 절대값으로 산출된다. 이와 같은 방식으로 6시간 전(6H)인 14시 기준의 스파이크 값은 13시에서의 방사선량을 현재 방사선량에서 차감하고, 이 상태에서 12시, 11시, 10시, 9시, 8시에서의 각 방사선량과 14시 방사선량의 편차값을 합산한 상태의 절대값으로 산출된다.In the time spike table 221 of FIG. 5, the
또한, 최대 스파이크 테이블(222)은 현재 방사선량이 최대(MAX)와 두번째 최대(2nd)인 식별코드(SENSOR ID)와 각 상태의 방사선량(VALUE)으로 이루어진다. 도5에서는 식별코드가 G3 RE002 인 위치에서 현재 방사선량이 "0.80"으로 최대이고, 식별코드가 G1 RE002 인 위치에서 현재 방사선량이 "0.79"로 두번째 최대값을 가짐을 알 수 있다. 이를 통해 관리자는 현재 식별코드가 G3 RE002 인 위치와 식별코드가 G1 RE002 인 위치에서 방사선량이 최대로 방출됨을 용이하게 인지할 수 있고, 이들 위치는 방사선 구역맵에서 서로 구분된 영역으로 서로 영향을 미치지 않음을 알 수 있다. 반면, 동일 구역내에서 최대 방사선량과 두번째 최대 방사선량이 추출된 경우, 관리자는 해당 구역에서 방사선의 이동 경로를 예측하는 것이 가능하다. In addition, the maximum spike table 222 includes an identification code (SENSOR ID), which is the maximum (MAX) and the second maximum (2nd), and the radiation dose (VALUE) in each state. In FIG. 5, it can be seen that the current radiation dose at the location where the identification code is G3 RE002 is “0.80” and the current radiation dose at the location where the identification code is G1 RE002 has the second maximum value as “0.79”. Through this, the manager can easily recognize that the maximum radiation dose is emitted from the location where the current identification code is G3 RE002 and the location where the identification code is G1 RE002, and these locations are separated from each other in the radiation zone map. You can see that it is not. On the other hand, when the maximum radiation dose and the second maximum radiation dose are extracted within the same area, the manager can predict the movement path of the radiation in the corresponding area.
이어, 본 발명에 따른 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링 시스템의 동작을 도6에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다.Next, the operation of the radiation dose monitoring system using the beta battery according to the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 6.
먼저, 송신장치(100)에 방사선 측정 주기정보가 저장되고, 수신장치(200)에 송신장치(100)의 방사선 검출센서(110) 위치정보를 포함하는 방사선 구역 맵정보가 저장된다. 이때, 방사선 측정 주기는 니켈-63 기반 베타전지의 충전량을 고려하여 1시간으로 설정된다. First, radiation measurement period information is stored in the
상기한 상태에서, 송신 장치(100)는 방사선 측정 주기가 되면(ST100), 방사선 검출센서(110) 및 제1 무선통신부(130)를 동작 상태로 설정하고, 방사선 검출센서(110)로부터 수신된 방사선값과 방사선 측정 시간 및, 식별코드(송신장치 식별코드 또는 방사선 검출센서 식별코드)를 포함하는 방사선 정보를 생성하고, 이를 수신장치(200)로 전송한다(ST200). 이어, 송신 장치(100)는 방사선 검출센서(110)와 제1 무선통신부(130)를 대기 상태로 설정한다.In the above state, when the radiation measurement period is reached (ST100), the
또한, 상기 ST100 단계에서 송신 장치(100)는 동작에 이상이 발생되는 경우, 예컨대 제1 전원부(150)의 충전량이 기 설정된 기준 충전레벨이 미만이면, 상기 ST200 단계를 수행하지 않는다. 이는 제1 전원부(150)의 충전전력이 부족하여 방사선 검출센서(110)에서 방사선값이 제대로 측정되지 않아, 오류값을 갖는 방사선값이 수신장치(200)로 제공되는 것을 방지하기 위함이다. In addition, in the step ST100, when an abnormality occurs in the operation, for example, if the charge amount of the
한편, 수신 장치(200)는 일정 주기 단위로 송신 장치(100)로부터 수신되는 방사선 정보를 제2 데이터 메모리(230)에 누적 저장한다(ST300). Meanwhile, the
수신 장치(200)는 현재 수신된 방사선 정보를 이용하여 방사선 분포정보를 생성한다(ST400).The receiving
그리고, 수신 장치(200)는 기 설정된 방사선 스파이크 정보 생성조건을 만족하는지를 판단한다(ST500). 이때, 수신 장치(200)는 제2 데이터 메모리(230)에 저장된 방사선 정보가 최소 12시간 동안 1시간 단위로 연속하여 저장된 상태인지를 확인한다. Then, the receiving
상기 ST500 단계에서 방사선 스파이크 정보 생성조건을 만족하면, 상술한 수학식 1을 이용하여 이전 일정 동안 방사선 측정시간 단위의 스파이크값을 생성하고, 이를 이용하여 방사선 스파이크 정보를 생성한다(ST600).When the radiation spike information generation condition is satisfied in the step ST500, a spike value of the radiation measurement time unit is generated for a previous
그리고, 수신 장치(200)는 제2 데이터 메모리(230)에 저장된 방사선 구역 맵정보를 호출하고, 방사선 구역 맵상에 방사선 정보에 포함된 식별코드를 근거로 방사선 검출센서(110) 위치를 매핑하여 방사선 분포화면과 방사선 스파이크 화면을 생성하며, 이를 정보 입출력부(220)를 통해 출력한다(ST700).Then, the receiving
즉, 수신 장치(200)는 방사선 구역 맵상에 각 방사선 검출센서 위치마다 도4와 같은 방사선 분포정보가 표현되는 방사선 분포화면을 생성하고, 방사선 구역 맵상에 각 방사선 검출센서 위치마다 방사선 스파이크 정보가 표현되는 도5와 같은 형태의 방사선 스파이크 화면을 생성한다.That is, the receiving
이때, 수신 장치(200)는 정보 입출력부(220)를 통해 관리자로부터 입력된 정보에 따라 방사선 분포화면 또는 방사선 스파이크 화면를 선택적으로 출력하며, 상기 ST500 단계에서 방사선 스파이크 정보 생성조건을 만족하지 않은 상태에서는 방사선 분포화면만을 제공한다. 즉, 기본적으로 시스템 구동 후 일정시간 동안은 방사선 분포화면만이 제공된다.At this time, the receiving
100 : 송신 장치, 200 : 수신 장치,
201 : 수신 처리부, 202 : 모니터링 단말.
110 : 방사선 검출센서, 120, 210 : 무선통신부,
130, 230 : 데이터메모리, 140, 240 : 제어부,
150, 250 : 전원부, 220 : 정보 입출력부.100: transmitting device, 200: receiving device,
201: receiving processing unit, 202: monitoring terminal.
110: radiation detection sensor, 120, 210: wireless communication unit,
130, 230: data memory, 140, 240: control unit,
150, 250: power supply unit, 220: information input/output unit.
Claims (5)
상기 송신장치로부터 수신된 방사선 정보를 송신장치들이 설치된 방사선 구역맵상에 표현하여 출력하되, 각 송신장치 식별코드를 근거로 해당 위치에 현재 방사선량에 해당하는 기준 컬러를 표시하고, 해당 기준 컬러를 중심으로 일정 반경 단위로 방사선량을 일정 비율로 감소시켜 감소된 방사선량에 대응되는 컬러로 표시출력하는 방사선 분포화면과, 각 방사선 측정 위치별 현재 방사선량과, 1시간 이전 방사선량 및, 현재 방사선량과 이전 6시간 동안 1시간 단위별 방사선량간의 편차를 이용하여 산출된 스파이크값을 각 시간 단위로 표시출력하는 방사선 스파이크 화면을 제공하는 수신장치를 포함하여 구성되고,
상기 스파이크값은 하기 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템.
여기서, spike out 는 스파이크값이고, rR 은 현재 시간의 방사선량, Rz 1h 는 1시간 전 방사선량, Rz 2h 는 현재 시간 방사선량과 2시간 이전 방사선량간의 편차, Rz 3h 는 현재 시간 방사선량과 3시간 이전 방사선량간의 편차, …, Rz 6h 는 현재 시간 방사선량과 6시간 이전 방사선량간의 편차임.
At least one transmitting device disposed at different locations that operates using the charging power of the beta battery, measures the radiation dose every hour, and wirelessly transmits radiation information including the radiation dose and the corresponding identification code;
The radiation information received from the transmitting device is expressed and output on the radiation zone map in which the transmitting devices are installed, and a reference color corresponding to the current radiation dose is displayed at the corresponding location based on the identification code of each transmitting device, and the reference color is centered. A radiation distribution screen that displays and outputs a color corresponding to the reduced radiation dose by reducing the radiation dose by a certain radius unit, the current radiation dose by each radiation measurement location, the radiation dose 1 hour ago and the current radiation dose And a receiving device that provides a radiation spike screen that displays and outputs the spike value calculated by using the deviation between the radiation dose by 1 hour unit for the previous 6 hours, and
The spike value is a radiation dose monitoring system using a beta battery, characterized in that calculated by the following equation.
Here, spike out is the spike value, rR is the radiation dose at the current time, Rz 1h is the radiation dose 1 hour ago, Rz 2h is the deviation between the current time radiation dose and the radiation dose 2 hours ago, Rz 3h is the current time radiation dose and Deviation between radiation doses 3 hours ago,… , Rz 6h is the deviation between the current dose and the previous dose of 6 hours.
상기 방사선 스파이크 화면은 해당 방사선 구역내에서 현재 방사선량이 최대와 두번째 최대인 방사선 측정 위치정보와 그 방사선량을 포함하는 최대 스파이크 테이블을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템.
The method of claim 1,
The radiation spike screen is a radiation dose monitoring system using a beta battery, characterized in that it is configured to provide a maximum spike table including the radiation measurement position information and the radiation dose of the current maximum and the second maximum radiation amount in the radiation area.
상기 송신장치는 니켈-63 기반의 베타전지를 구비하고, 3V DC 전압, 500mA 이상의 전력으로 350msec 이내의 구동시간을 갖는 조건을 만족하도록 방사선 정보를 생성하여 수신장치로 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템.
The method of claim 1,
Beta characterized in that the transmitter has a nickel-63-based beta battery, generates radiation information and wirelessly transmits the radiation information to the receiver to satisfy a condition having a driving time within 350msec with a power of 3V DC voltage and 500mA or more. Radiation dose monitoring system using batteries.
상기 송신장치는 동작에 이상이 발생되면 수신장치로 방사선 정보를 무선송출하지 않도록 구성되고,
상기 수신장치는 송신장치로부터 수신된 방사선 정보를 데이터 메모리에 저장하되, 12시간 이상 방사선 검출시간에 대한 방사선 정보가 연속하여 저장된 경우에 한하여 상기 스파이크 화면정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템.
The method of claim 1,
The transmitting device is configured not to wirelessly transmit radiation information to the receiving device when an abnormality occurs in operation,
The receiving device stores the radiation information received from the transmitting device in a data memory, and generates the spike screen information only when the radiation information for the radiation detection time for more than 12 hours is continuously stored. Radiation dose monitoring system.
상기 수신장치는 현재 방사선량이 기 설정된 기준 방사선량을 초과하는 경우, 방사선 스파이크 정보에서 이전 시간의 스파이크값 변동이력을 분석하여 스파이크값 패턴이 상승 패턴인 경우 방사선 모니터링 화면상에 경고 메시지를 추가로 표시 출력하는 것을 특징으로 하는 베타전지를 이용한 방사선량 모니터링시스템. The method of claim 1,
When the current radiation dose exceeds a preset reference radiation dose, the receiver analyzes the spike value fluctuation history of the previous time from the radiation spike information, and additionally displays a warning message on the radiation monitoring screen when the spike value pattern is a rising pattern. Radiation dose monitoring system using a beta battery, characterized in that to output.
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KR1020200074407A KR102189883B1 (en) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Radiation dose monitoring system using betavoltaic battery |
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