KR102346124B1 - 방사선량 모니터링 시스템 - Google Patents

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KR102346124B1
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안병주
류벽우
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(주) 엔텍코아
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Abstract

본 발명은 외부환경 및 자극에 구애받지 않고 원자력 시설 전력공급이 제약되는 곳에서도 자가발전이 가능한 독립전원을 이용하여 충전량이 안정적인 상태에서 정확한 방사선량을 측정하여 전송하고, 외부에서 이를 안정적으로 모니터링할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방사선 공간상에 설치되어 방사능 물질에 의해 발생되는 에너지를 이용하여 전력을 생성하는 베타전지모듈에서 발전된 전력을 2차 전지에 충전하고, 이 충전 전력을 이용하여 기 설정된 방사선 측정주기로 방사선 검출센서를 통해 방사선 측정값을 획득하며, 방사선 측정값을 포함하는 방사선 정보를 무선신호로 변환하여 외부의 수신장치로 전송하는 적어도 하나의 송신장치와, 송신장치로부터 기 설정된 방사선 측정주기로 수신되는 방사선 정보를 수신하여 모니터링 단말로 전송하는 수신장치 및, 수신장치로부터 수신된 방사선 정보를 송신장치들이 설치된 방사선 구역맵상에 표현하여 출력하는 이중화 구조의 모니터링 단말을 포함하여 구성되되, 상기 송신장치는 기 설정된 방사선 측정시간의 2차 전지에 충전된 충전량이 기준 충전량 미만인 경우에는 현재 방사선 측정주기를 보다 길게 변경하고, 단위시간당 변경된 방사선 측정주기에 대응되는 펄스 개수를 갖는 펄스 패턴을 생성하여 무선 송출하며, 상기 수신장치는 현재 방사선 측정주기에 방사선 정보가 수신되지 않으면, 이후 송신장치로부터 수신되는 무선신호에서 단위시간동안 수신된 펄스신호 개수를 카운트하여 현재 설정된 방사선 측정주기를 펄스신호 개수에 대응되는 새로운 방사선 측정주기로 변경 설정하는 것을 특징으로 한다.

Description

방사선량 모니터링 시스템 {Radiation dose monitoring system}
본 발명은 외부환경 및 자극에 구애받지 않고 원자력 시설 전력공급이 제약되는 곳에서도 자가발전이 가능한 독립전원을 이용하여 충전량이 안정적인 상태에서 정확한 방사선량을 측정하여 전송하고, 외부에서 이를 안정적으로 모니터링할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 방사선은 질병의 치료, 진단, 건설기계 등의 안정성 검사, 농산물의 품종개발 및 장기보존 등의 여러 분야에서 이용되고 있으며, 원자력발전소, 의료기관, 비파괴 검사 전문업체 등에서 그 사용범위가 확산되고 있다.
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.
한편, 국내에 현재 방사선 검출기를 사용하는 대표적인 곳으로는 원자력발전소가 있으며, 발전소 내부의 주요 점검 포인트에 대한 방사선량을 실시간으로 검출하여 모니터링하고 있다.
이러한 방사선 모니터링 시스템은 일반적으로 방사선 구역내에 송신장치가 설치되고, 외부의 수신장치에서 송신장치로부터 방사선정보를 수집하여 해당 지역의 오염상태를 분석하고 경보를 발생시키도록 구성된다.
이때, 방사선 모니터링 시스템은 실시간으로 수집된 방사선 값을 토대로 경보설정치의 낮은 값과 높은 값의 수치가 입력되었을 경우 운전원에게 경보신호를 제공하는데, 이 수치는 현장센서의 입력신호와 제어기의 상태가 정상일 경우에만 신호의 신뢰도가 높아 운전원들의 후속조치를 수행할 수 있다.
즉, 방사선량 측정시 순간 적인 오동작 또는 외부 외란에 의한 센서의 순간적인 신호변화가 발생시에는 이 데이터를 토대로 후속조치를 수행하는데 어려움이 있다.
또한, 방사선 공간상에 설치되는 송신장치는 일반적으로 베타전지를 이용하여 송신장치의 구동전원을 제공받도록 구성되는데, 베타전지의 충전량이 부족한 경우 방사선 측정센서가 정상적으로 동작하지 않아 측정된 방사선값에 오류가 발생될 수 있으며, 이러한 상황에서도 경보 메시지가 출력될 수 있다.
따라서, 신뢰성 있는 방사선 구역에 대한 모니터링을 위해서는 보다 정확한 방사선 측정값의 획득이 필수적으로 요구되는 실정이다.
1. 한국공개특허 제10-2016-0147577호 (명칭 : 방사선 모니터링 장치) 2. 한국등록특허 제10-1388979호 (명칭 : 방사선 측정 센서 및 방사선 모니터링 시스템)
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 방사선 공간내에 설치되는 송신장치에서 기 설정된 방사선 측정시간의 전력 충전량이 기준 충전량 미만인 경우에는 방사선 측정주기를 자동으로 변경 설정하고, 이에 따라 방사선량을 측정하여 외부로 전송하고, 수신측에서는 이전 방사선량과 현재 방사선량을 방사선량의 상태변화를 분석하여 방사선 공간의 상황을 보다 정확하게 모니터링 할 수 있도록 해 주는 방사선량 모니터링 시스템을 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 방사선 공간상에 설치되어 방사능 물질에 의해 발생되는 에너지를 이용하여 전력을 생성하는 베타전지모듈에서 발전된 전력을 2차 전지에 충전하고, 이 충전 전력을 이용하여 기 설정된 방사선 측정주기로 방사선 검출센서를 통해 방사선 측정값을 획득하며, 방사선 측정값을 포함하는 방사선 정보를 무선신호로 변환하여 외부의 수신장치로 전송하는 적어도 하나의 송신장치와, 송신장치로부터 기 설정된 방사선 측정주기로 수신되는 방사선 정보를 수신하여 모니터링 단말로 전송하는 수신장치 및, 수신장치로부터 수신된 방사선 정보를 송신장치들이 설치된 방사선 구역맵상에 표현하여 출력하는 이중화 구조의 모니터링 단말을 포함하여 구성되되, 상기 송신장치는 기 설정된 방사선 측정시간의 2차 전지에 충전된 충전량이 기준 충전량 미만인 경우에는 현재 방사선 측정주기를 보다 길게 변경하고, 단위시간당 변경된 방사선 측정주기에 대응되는 펄스 개수를 갖는 펄스 패턴을 생성하여 무선 송출하며, 상기 수신장치는 현재 방사선 측정주기에 방사선 정보가 수신되지 않으면, 이후 송신장치로부터 수신되는 무선신호에서 단위시간동안 수신된 펄스신호 개수를 카운트하여 현재 설정된 방사선 측정주기를 펄스신호 개수에 대응되는 새로운 방사선 측정주기로 변경 설정하는 것을 특징으로 하는 방사선량 모니터링 시스템이 제공된다.
또한, 다수의 베타전지모듈이 2차 전지에 병렬 연결되고, 상기 베타전지모듈은 베타전지와 흡수체로 이루어지는 일정 크기의 단위셀들이 일정 면적을 갖도록 배치된 2개의 단위모듈이 양면 배치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 방사선량 모니터링 시스템이 제공된다.
또한, 상기 송신장치는 현재 방사선 측정주기에 2차 전지가 현재상태에서 완충되기까지의 시간을 합 연산한 값보다 큰 값의 시간으로 새로운 방사선 측정주기를 설정하는 것을 특징으로 하는 방사선량 모니터링 시스템이 제공된다.
또한, 방사선 검출센서별 방사선 측정시간에 따른 방사선 측정값을 포함하는 모니터링 화면을 표시출력함과 더불어, 일정 횟수 이상 연속하여 이전 방사선 측정값과 현재 방사선 측정값간의 차이가 기 설정된 기준 차이값을 초과하는 경우, 모니터링 화면상에 경고 메시지를 추가로 표시출력하는 것을 특징으로 하는 방사선량 모니터링 시스템이 제공된다.
본 발명에 의하면, 방사선 공간내에 설치되는 송신장치에서 기 설정된 방사선 측정시간의 전력 충전량이 기준 충전량 미만인 경우에는 방사선 측정주기를 자동으로 변경 설정하고 이후부터는 자동으로 변경된 방사선 측정주기로 방사선량을 측정하여 외부로 무선 전송함으로써, 송신장치 노후화 등으로 인한 충전 특성 변화시에도 정확한 방사선 측정값을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 모니터링 단말에서는 송신장치로부터 수집한 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.
도1은 발명의 제1 실시예에 따른 방사선량 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도2는 도1에 도시된 송신장치(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도3은 도2에 도시된 베타전지모듈(141) 구성을 설명하기 위한 도면.
도4는 도2에 도시된 제1 제어부(150)에서 생성되는 방사선 측정주기정보를 예시한 도면.
도5는 도1에 도시된 수신장치(200)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도6은 도1에 도시된 방사선량 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
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.
도1은 발명의 제1 실시예에 따른 방사선량 모니터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 방사선량 모니터링 시스템은, 방사선 공간에서 검출된 방사선 정보를 무선 신호로 변환하여 송출하는 하나 이상의 송신장치(100)와, 하나 이상의 송신장치(100)로부터 무선 송출된 방사선 정보를 수신하는 수신장치(200) 및, 수신장치(200)로부터 수신된 방사선 정보를 근거로 방사선 모니터링화면을 생성하여 출력하는 모니터링 단말(300)을 포함한다.
송신장치(100)는 기 설정된 방사선 측정주기 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 측정하며 이를 수신장치(200)로 무선송출한다. 이때, 방사선량 측정 및 방사선 정보를 무선 송출하는 주기는 베타전지 및 송신장치(100)의 동작조건을 고려하여 설정되며, 예컨대, 방사선 측정주기는 3V DC 전압, 500mA 이상의 전력으로 350msec 이내의 구동시간을 갖는 조건을 만족하는 "2시간"으로 설정될 수 있다.
수신장치(200)는 송신장치(100)로부터 무선 수신된 방사선 정보를 유선신호로 변환하여 모니터링 단말(320)로 전송한다. 이때, 수신장치(200)는 송신장치(100)별 방사선 측정주기정보를 저장하며, 기 저장된 방사선 측정주기에 방사선 정보가 수신되지 않는 경우, 이후 송신장치(200)로부터 수신되는 방사선 측정주기 변경정보를 근거로 방사선 측정주기를 변경 설정한다.
모니터링 단말(300)은 송신장치들이 설치된 방사선 구역맵상에 수신장치(200)로부터 수신된 방사선 정보가 표현되는 방사선 분포정보를 포함하는 방사선 모니터링 화면을 생성하고, 이를 표시 출력한다. 이때, 모니터링 단말(300)은 이중화 구조로 구성되어 전원 차단이나 데이터 처리장치의 장애 등으로 인해 수신장치(200)로부터 수집된 방사선 정보가 유실되는 문제를 최소화하도록 구성되고, 수신장치(200)와 모니터링 단말(300)은 모드 버스 이더넷 통신을 이용하여 상호간 통신을 수행한다.
또한, 모니터링 단말(300)은 송신장치(100)로부터 수신된 각 측정시간별 방사선량과, 방사선 측정 구역에 해당하는 공간 맵, 식별코드별 방사선 검출센서 위치정보를 포함한 각종 정보가 미리 저장되고, 식별코드는 송신장치 식별코드 또는 방사선 검출센서 식별코드가 될 수 있다.
특히, 모니터링 단말(300)은 수신 장치(200)로부터 기 설정된 시간 단위로 수신되는 방사선 정보를 누적하여 저장하고, 이를 근거로 방사선 검출센서별 방사선 측정시간에 따른 방사선 측정값을 포함하는 모니터링 화면을 표시출력함과 더불어, 이전 방사선 측정값과 현재 방사선 측정값간의 차이가 기 설정된 기준 차이값을 초과하는 상황이 일정 횟수 이상 연속하여 나타나는 경우, 모니터링 화면상에 경고 메시지를 추가로 표시출력한다.
또한, 일반적으로 방사선 구역은 원자력 발전소 등과 같이 방사선을 취급하는 장소 또는 방사선량의 상태를 확인하고자 하는 장소를 포함하는 바, 상기 모니터링 단말(300)은 방화벽이 설치되어 무선 통신이 불가능한 중앙 제어실에 위치하는 관리자 단말이 될 수 있다.
도2는 도1에 도시된 송신장치(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.
도2를 참조하면, 송신장치(100)는 방사선 검출센서(110)와, 제1 무선통신부(120), 제1 데이터메모리(130), 제1 전원부(140) 및, 제1 제어부(150)를 포함한다.
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, 다수개의 방사선 검출센서(110)는 서로 다른 위치에 설치되거나 특정 위치에 일정 개수로 그룹화하여 설치될 수 있다.
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.
제1 무선통신부(120)는 수신장치(200)와 무선통신을 수행하는 것으로, 특히 제1 제어부(150)의 제어신호를 근거로 방사선 정보를 일정 시간 단위로 무선 송출한다.
제1 데이터메모리(130)는 현재 설정된 방사선 측정주기 및, 다양한 방사선 측정주기에 대응되는 펄스정보를 포함한 송신장치(100)의 동작과 관련된 각종 정보를 저장한다.
제1 전원부(140)는 방사능 물질에 의해 발생되는 에너지를 이용하여 전력을 생성하는 베타전지모듈(141)에서 발전된 전력이 2차전지(420)에 충전되고, 전원 처리부(143)에서 2차 전지(420)에 충전된 전원을 송신장치(100)에서 요구하는 공급전원(Vcc)로 변환하여 출력하도록 구성된다.
이때, 도3 (A)에 도시된 바와 같이, 2차 전지(420)에는 적어도 하나 이상의 배타전지모듈(141)이 병렬로 연결된다. 즉, 2차 전지(420)는 최대 5개의 베타전지모듈(141)이 병렬로 연결될 수 있으며, 다수개의 베타전지모듈(141)이 연결됨에 따라 2차 전지(420)의 완충 시간도 빨라진다.
또한, 베타전지모듈(141)은 도3 (B)와 같이 PCB 상에 배타전지와 고효율 베타선 흡수체를 접합시킨 출력전력 1μW 인 일정 크기의 단위셀(S)들이 보드(B) 상에 예컨대, 8개(가로)*4개(세로) 구조로 배치된 2개 단위모듈(M1,M2)을 양면 배치하여 구성된다. 즉, 하나의 베타전지모듈(141)은 전면에 32개의 단위셀(S)과 후면에 32개의 단위셀(S)이 배치되어 총 80개의 단위셀(S)로 구성되고, 각 단위 모듈(M)을 구성하는 단위셀(S)들은 전기적으로 연결된다.
즉, 베타전지모듈(141)은 2차 전지(142)의 충전 용량을 초과하지 않는 범위내에서 하나 이상이 2차 전지(142)에 전기적으로 연결된다.
제1 전원처리부(143)는 2차 전지(142)의 충전상태를 감시하고, 제1 제어부(150)로부터의 제어신호를 근거로 방사선 검출센서(110) 및 제1 무선통신부(120)로 전원을 공급하여 동작상태로 설정한다.
제1 제어부(150)는 기 설정된 방사선 측정주기에 따라 일정 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.
이때, 방사선 검출센서(110)에서 방사선량을 검출하기 위한 회로구동과 제1 무선통신부(120)에서 무선통신을 수행하는데 사용되는 정격전압은 DC 3V 이고, 소요 전력은 400mA 이내에서 이루어지는 바, 송신장치(100)는 방사선량 측정 및 방사선 정보의 무선 전송을 위해 500mA 이상의 조건에서 350msec 동안 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 전력량이 요구된다.
이에 제1 제어부(150)는 방사선 측정주기를 2차 전지(142)에 송신장치(200)에 구동 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 전력량 이상이 충전되는 시간 예컨대, "2시간" 으로 설정하여 2시간 단위로 방사선량 측정 및 방사선 정보의 무선 전송처리를 수행하도록 제어한다.
또한, 제1 제어부(150)는 방사선 측정 시간에 제1 전원부(140)의 2차 전지(142) 충전량을 확인하여 현재 충전량이 기 설정된 기준 충전량 미만인 경우에는 현재 전송주기에 2차 전지가 현재상태에서 완충되기까지의 시간을 합 연산한 값보다 큰 값의 시간으로 새로운 방사선 측정주기를 설정하고, 이를 수신장치(200)에 전송한다.
이때, 방사선 측정주기 변경정보는 단위시간당 변경된 방사선 측정주기에 대응되는 펄스 개수를 갖는 펄스 패턴으로 이루어진다. 예컨대, 도4에 도시된 바와 같이, 방사선 측정주기 변경정보는 새로운 방사선 측정주기가 2시간인 경우에는 (A)에 도시된 바와 같이 1초에 일정 신호세기의 2개 펄스 신호로 이루어지는 제1 펄스 패턴으로 구성되고, 새로운 방사선 측정주기가 4시간인 경우에는 (B)에 도시된 바와 같이 1초에 일정 신호세기의 4개 펄스 신호로 이루어지는 제2 펄스 패턴으로 구성될 수 있다.
도5는 도1에 도시된 수신장치(200)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.
도5를 참조하면, 수신장치(200)는 제2 무선통신부(210)와 정보 입출력부(220), 제2 데이터메모리(230), 제2 제어부(240) 및, 제2 전원부(250)를 포함한다.
제2 무선통신부(210)는 송신장치(100)와 무선통신을 수행하기 위한 것으로, 특히 송신장치(100)로부터 무선 송출되는 방사선 정보를 수신한다.
유선 통신부(220)는 방사선 정보 및 방사선 측정주기 변경정보를 포함하는 방사선량 모니터링을 위한 각종 정보를 모니터링 단말(300)로 유선 송출한다. 이러한 유선 통신부(220)는 TCP/IP 통신을 지원하거나 모드 버스 이더넷 통신을 지원할 수 있다.
제2 데이터메모리(230)는 방사선 측정주기 및 방사선 측정주기에 대응되는 펄스정보를 포함한 수신장치(200)의 동작과 관련된 각종 정보를 저장한다.
제2 전원부(240)는 외부로부터 인가되는 220V의 AC 전압을 본 수신 장치(200)를 구동하기 위한 5V 레벨의 DC 전압으로 변환하여 수신 장치(200)의 동작전원으로 공급한다.
제2 제어부(250)는 기 설정된 방사선 측정주기 단위로 수신되는 방사선 정보를 수신하여 모니터링 단말(300)로 전송하도록 제어하되, 현재 설정된 방사선 측정주기에 방사선 정보가 수신되지 않으면, 이후 송신장치(100)로부터 수신되는 무선신호에서 기 설정된 단위시간동안 수신된 펄스신호 개수를 카운트하여 현재 설정된 방사선 측정주기를 펄스신호 개수에 대응되는 새로운 방사선 측정주기로 변경 설정하고, 변경된 방사선 측정정보를 모니터링 단말(300)로 전송한다.
즉, 제2 제어부(250)는 이후 변경된 방사선 측정주기 단위로 방사선 정보를 수신하여 모니터링 단말(300)로 전송한다.
이어, 본 발명에 따른 방사선량 모니터링 시스템의 동작을 도6에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, 송신장치(100) 및 수신장치(200)에는 미리 방사선 측정주기정보가 저장되고, 모니터링 단말(300)에는 송신장치 위치 정보 또는 방사선 검출센서 위치정보를 포함하는 방사선 구역 맵정보가 저장된다. 이때, 방사선 측정주기는 송신장치(100)에 구비된 베타전지모듈(141)의 발전 용량에 따라 방사선 검출센서 구동 전력 및 방사선 정보의 무선 전송시 요구되는 전력량을 고려하여 적절하게 설정되며, 바람직하게는 2차 전지(142)에 일정 이상의 전원이 충전되는 시간 단위로 설정될 수 있다, 예컨대, 도3에 도시된 바와 같이 베타전지모듈(141)이 양면 구조로 이루어지는 경우, 방사선 정보 전송 주기는 2시간으로 설정되고, 베타전지모듈(141)이 단면 구조로 이루어지는 경우 방사선 전송 주기는 4시간으로 설정될 수 있다.
그리고, 송신장치(100)와 수신장치(200)에는 송신장치의 다양한 방사선 측정주기에 대응되는 펄스정보가 미리 정의되어 등록된다. 그리고, 송신장치(100)의 제1 전원부(140)는 베타전지모듈(141)의 방사능 물질을 이용한 자가 발전을 통해 2차 전지(142)를 충전한다.
상기한 상태에서 송신장치(100)는 기 설정된 방사선 측정주기에 따른 방사선량 측정시간이 되면(ST100), 제1 전원부(140)의 2차전지(142) 충전량을 확인한다. 이때, 2차 전지 충전량이 기 설정된 기준 충전량 이상이면(ST200), 송신장치(100)는 방사선 검출센서(110) 및 제1 무선통신부(130)로 전원을 공급하여 동작 상태로 설정하고, 방사선 검출센서(110)로부터 수신된 방사선값을 수집한다(ST300).
그리고, 송신장치(100)는 방사선 측정 시간 및, 식별코드(송신장치 식별코드 또는 방사선 검출센서 식별코드)를 포함하는 방사선 정보를 생성하고, 이를 수신장치(200)로 전송한다(ST400). 이후, 송신장치(100)는 방사선 검출센서(110)와 제1 무선통신부(130)를 대기 상태로 설정한다. 이는 방사선 구역내에 위치하는 송신장치(100)의 전력 소비를 최소화하기 위함이다.
수신장치(200)는 송신장치(100)로부터 수신된 방사선 정보를 모니터링 단말(300)로 전송하고(ST500), 모니터링 단말(300)은 이를 근거로 방사선 모니터링정보를 생성함과 더불어, 이를 출력하여 관리자가 현재 방사선 구역의 방사선량 방출 상태를 용이하게 인지할 수 있도록 한다(ST600). 이때, 모니터링 단말(300)은 일정 주기 단위로 송신장치(100)로부터 수신되는 방사선 정보를 누적 저장하고, 누적 저장된 이전 방사선 측정값과 현재 방사선 측정값을 이용하여 생성된 방사선 분포정보와 송신장치(100) 또는 방사선 검출센서(110)별 방사선 측정시간별 방사선 측정값을 포함하는 방사선 모니터링정보를 생성하여 출력한다.
한편, 상기 ST200 단계에서 현재 충전량이 기 설정된 기준 충전량 미만이면, 송신장치(100)는 헌재 방사선 측정주기보다 긴 방사선 측정주기 변경정보를 생성한다(ST700). 이때, 송신장치(100)는 2차 전지(142)가 완충되는 시간을 산출하고, 현재 방사선 측정주기에 2차 전지 완충시간을 합 연산하여 이 값보다 큰 값의 시간으로 방사선 측정주기를 새롭게 설정한다. 예컨대, 현재 방사선 측정주기가 2시간이고, 2차 전지(142)가 현재 상태에서 완충되기까지 30분이 더 소요된다면, "2시간+0.5시간 = 2.5시간" 인 바, 새로운 방사선 측정주기는 "3시간"으로 설정될 수 있다. 이는 제1 전원부(140)의 충전전력이 부족하여 방사선 검출센서(110)에서 방사선값이 제대로 측정되지 않아, 오류값을 갖는 방사선값이 수신장치(200)로 제공되는 것을 방지하기 위함이다.
이어, 송신장치(100)는 변경할 방사선 측정주기에 대응되는 펄스패턴을 생성하여 수신장치(200)로 무선 전송한다(ST800). 예컨대, 방사선 측정주기가 "3"시간인 경우, 기 설정된 단위시간, 예컨대 1초 동안 3회의 펄스 신호를 송출한다.
한편, 수신장치(200)는 송신장치(100)로부터 기 설정된 방사선 측정주기에 방사선 정보가 수신되지 않으면, 방사선 측정주기 변경정보를 수신 대기한다. 수신장치(200)는 송신장치(100)로부터 방사선 측정주기 변경정보가 수신되면, 수신된 신호에서 단위 시간동안의 펄스신호를 카운트하여 방사선 측정주기정보를 획득하고, 획득된 방사선 측정주기로 해당 송신장치(100)의 방사선 측정주기를 변경설정함과 더불어(ST900), 이를 모니터링 단말(300)로 전송한다(ST1000).
이후, 송신장치(100)는 변경된 방사선 측정주기로 방사선량을 검출하여 수신장치(200)로 전송한다.
100 : 송신장치, 200 : 수신 장치,
300 : 모니터링 단말.
110 : 방사선 검출센서, 120, 210 : 무선 통신부,
130, 230 : 데이터메모리, 140, 240 : 전원부,
150, 250 : 제어부, 220 : 유선 통신부.
141 : 베타전지모듈, 142 : 2차 전지,
143 : 전원 처리부.

Claims (4)

  1. 방사선 공간상에 설치되어 방사능 물질에 의해 발생되는 에너지를 이용하여 전력을 생성하는 베타전지모듈에서 발전된 전력을 2차 전지에 충전하고, 이 충전 전력을 이용하여 기 설정된 방사선 측정주기로 방사선 검출센서를 통해 방사선 측정값을 획득하며, 방사선 측정값을 포함하는 방사선 정보를 무선신호로 변환하여 외부의 수신장치로 전송하는 적어도 하나의 송신장치와,
    송신장치로부터 기 설정된 방사선 측정주기로 수신되는 방사선 정보를 수신하여 모니터링 단말로 전송하는 수신장치 및,
    수신장치로부터 수신된 방사선 정보를 송신장치들이 설치된 방사선 구역맵상에 표현하여 출력하는 이중화 구조의 모니터링 단말을 포함하여 구성되되,
    상기 송신장치는 기 설정된 방사선 측정시간의 2차 전지에 충전된 충전량이 기준 충전량 미만인 경우에는 현재 방사선 측정주기를 보다 길게 변경하고, 단위시간당 변경된 방사선 측정주기에 대응되는 펄스 개수를 갖는 펄스 패턴을 생성하여 무선 송출하며,
    상기 수신장치는 현재 방사선 측정주기에 방사선 정보가 수신되지 않으면, 이후 송신장치로부터 수신되는 무선신호에서 단위시간동안 수신된 펄스신호 개수를 카운트하여 현재 설정된 방사선 측정주기를 펄스신호 개수에 대응되는 새로운 방사선 측정주기로 변경 설정하는 것을 특징으로 하는 방사선량 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    다수의 베타전지모듈이 2차 전지에 병렬 연결되고,
    상기 베타전지모듈은 베타전지와 흡수체로 이루어지는 일정 크기의 단위셀들이 일정 면적을 갖도록 배치된 2개의 단위모듈이 양면 배치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 방사선량 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신장치는 현재 방사선 측정주기에 2차 전지가 현재상태에서 완충되기까지의 시간을 합 연산한 값보다 큰 값의 시간으로 새로운 방사선 측정주기를 설정하는 것을 특징으로 하는 방사선량 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 단말은 방사선 검출센서별 방사선 측정시간에 따른 방사선 측정값을 포함하는 모니터링 화면을 표시출력함과 더불어, 일정 횟수 이상 연속하여 이전 방사선 측정값과 현재 방사선 측정값간의 차이가 기 설정된 기준 차이값을 초과하는 경우, 모니터링 화면상에 경고 메시지를 추가로 표시출력하는 것을 특징으로 하는 방사선량 모니터링 시스템.
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