KR200190939Y1 - 원자력 시설용 개인 피폭 선량계를 위한 판독기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 방사선 계측 기술에 관한 것으로, 특히 원자력 시설용 개인 피폭 선량계(dosimeter)를 위한 판독기에 관한 것이다. 본 고안은 선량계와 직접 접속하지 않고도 데이터를 트랜스퍼할 수 있는 원자력 시설용 개인 피폭 선량계용 판독기를 제공하는데 그 목적이 있다. 본 고안의 특징적인 원자력 시설용 개인 피폭 선량계를 위한 판독기는, 시스템 전체를 제어하기 위한 마이크로 프로세서부; 상기 마이크로 프로세서가 시스템을 동작시키기 위한 시스템 프로그램을 저장하기 위한 제1 기억장치부; 상기 마이크로 프로세서가 시스템을 동작시키면서 필요한 각종 변수들을 저장하기 위한 제2 기억장치부; 적외선 변조 방식을 사용하여 선량계와의 무선 통신을 수행하기 위한 적외선 인터페이스부; 및 시스템에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

원자력 시설용 개인 피폭 선량계를 위한 판독기{A reader for personal exposure dosimeter for nuclear facilities}

본 고안은 방사선 계측 기술에 관한 것으로, 특히 원자력 시설용 개인 피폭 선량계(dosimeter)를 위한 판독기에 관한 것이다.

종래 방사선 계측기 관련 기술은 일부 연구기관 및 대학에서 기초연구로 단속적으로 수행된 바 있으나 조직적으로 수행되거나 체계적이지 못하였다. 최근에는 방사선 계측 기술의 진보에 힘입어 휴대용 방사선 측정기가 상용화되고 있는 추세에 이르게 되었다.

판독기는 휴대용 방사선 측정기 특히, 개인용 피폭 선량계에서 측정한 개인 선량을 읽어서 컴퓨터의 선량관리 프로그램에 넘겨주는 역할을 한다. 또한, 이러한 역할과 함께 선량계의 이상 유무를 점검하여 이상이 발생하면 이를 사용자에게 알리게 된다. 선량관리 프로그램은 이러한 판독기의 판독 결과를 토대로 방사선장 출입관리 등을 수행한다.

그런데, 현재 상용화되어 있는 판독기는 원자력발전소, 병원 등의 방사선장 작업자가 개인용 피폭 선량계를 몸에 휴대한 상태로 작업을 수행하다가 작업이 종료되면 이를 직접 선량계 판독기에 접속시켜 데이터를 트랜스퍼하도록 설계되어 있어 사용상의 불편함이 있었다. 또한, 선량계의 이상 유무를 판단하기 위해서도 선량계와의 직접적인 접속을 필요로 하는 불편함이 있었다.

본 고안은 선량계와 직접 접속하지 않고도 데이터를 트랜스퍼할 수 있는 원자력 시설용 개인 피폭 선량계용 판독기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선량계 판독기의 블럭 구성도.

도 2는 선량계 판독기의 키패드의 회로 구성 예시도.

도 3은 적외선 인터페이스(13)의 회로 구성 예시도.

도 4는 본 실시예에 따른 선량계 판독기의 전체 회로 구성 예시도.

도 5는 시스템 프로그램 중 기동 프로그램의 흐름도.

도 6은 시스템 프로그램 중 모니터 프로그램의 흐름도.

도 7은 도 7a 내지 도 7c은 시스템 프로그램 중 판독기 프로그램(BIOS)의 흐름도.

도 8은 시스템 프로그램 중 통신 프로그램의 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 마이크로 프로세서

11 : ROM

12 : RAM

13 : 적외선 인터페이스

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안의 특징적인 원자력 시설용 개인 피폭 선량계를 위한 판독기는, 시스템 전체를 제어하기 위한 마이크로 프로세서부; 상기 마이크로 프로세서가 시스템을 동작시키기 위한 시스템 프로그램을 저장하기 위한 제1 기억장치부; 상기 마이크로 프로세서가 시스템을 동작시키면서 필요한 각종 변수들을 저장하기 위한 제2 기억장치부; 적외선 변조 방식을 사용하여 선량계와의 무선 통신을 수행하기 위한 적외선 인터페이스부; 및 시스템에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 본 발명은 상기 선량계로부터 전송된 데이터 및 선량계의 상태를 표시하기 위한 LCD 판넬부; 시스템의 동작에 필요한 입력 및 조작을 하기 위한 키패드부; 및 선량관리 프로그램을 수행하는 컴퓨터와 직렬 통신을 수행하기 위한 직렬 통신부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 고안의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.

첨부된 도면 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선량계 판독기의 블럭 구성도로서, 이하 이를 참조하여 설명한다.

본 실시예에 따르면, 선량계 판독기는 마이크로 프로세서(10), ROM(11), RAM(12), 적외선 인터페이스(I/F), LCD 표시부(14), 키패드(15), 직렬 통신부(16) 및 전원 공급 장치(17)로 구성된다.

마이크로 프로세서(10)은 선량계 판독기 시스템 전체를 제어하는 기능을 수행한다. 동작 속도는 40MHz로 하는 것이 바람직하다.

ROM(11)은 마이크로 프로세서(10)가 시스템을 동작시키기 위한 시스템 프로그램을 저장하는 기능을 수행한다. 그 용량은 128KByte 정도면 충분하며, 시스템 기억장치 공간의 최상위 부분을 차지한다.

RAM(12)은 마이크로 프로세서가 시스템을 동작시키면서 필요한 각종 변수들을 저장하는 역할을 수행한다. 그 용량은 128KByte 정도면 충분하며, 시스템 기억장치 공간의 시작번지 부분에 자리하게 된다.

적외선 인터페이스(13)는 선량계와 무선으로 통신을 하기 위한 장치로서, 통신은 적외선 변조 방식을 사용하여 이루어진다. 적외선 신호를 변조하는 이유는 데이터 전송시 태양광, 형광등, 할로겐 램프 등에는 상당수의 적외선이 포함되어 있으므로 변조되지 않은 데이터를 전송할 경우 전송거리가 짧아지고 잡음의 영향을 받을 수 있기 때문이다. 또한, 비동기 통신 방식을 사용하기 때문에 송신용 적외선다이오드(LD 또는 PD), 수신용 포토 트랜지스터(Photo TR)(또는 포토 다이오드)가 사용된다.

LCD 표시부(14)는 선량계로부터 전송된 데이터, 선량계의 상태 등을 표시하기 위한 것으로, 원할한 한글 표시를 위해서 128*128 도트 크기의 LCD 판넬을 사용하는 것이 바람직하다.

키패드(15)는 10개의 숫자 키와 기타 조작을 하기 위한 기능키 등 총 16개의 키를 사용한다. 첨부된 도면 도 2는 선량계 판독기의 키패드의 회로 구성을 예시한 것으로, 16개의 스위치 SW200∼SW233가 4*4 배열을 이루고 있고, 키보드 부분의 처리를 하기 위해서 별도의 마이크로 콘트롤러(예컨대, PIC16C57/JW)를 사용하는 것이 바람직하다.

직렬 통신부(16)는 선량관리 프로그램을 수행하는 컴퓨터와 통신을 하기 위한 직렬 통신 포트를 구비한다. 통신 방식은 RS-232C이며, 동작 속도는 9600 bps가 적합하다.

전원 공급 장치(17)는 시스템의 전원을 공급하기 위한 장치로서, 주기판을 위한 +5V 전원과, LCD 구동을 위한 -12V 전원을 같이 공급한다.

첨부된 도면 도 3은 적외선 인터페이스(13)의 회로 구성을 예시한 것으로, 수신용 포토 트랜지스터(Q11)와 수신용 포토 다이오드(D12)를 구비하며, 클럭용 포토 다이오드(D11)와 스위치(SW11) 회로를 구비하고 있다.

선량계와 판독기 사이에 전송되는 메시지의 종류는 선량계 존재 확인, 선량계 파라미터 설정과 선량계 초기화로 구성된다.

한편, 첨부된 도면 도 4는 본 실시예에 따른 선량계 판독기의 전체 회로 구성을 예시한 것으로, 마이크로 프로세서(40)와, ROM(41), RAM(42), LED 보드(Board)(43), 키 매트릭스(Key Matrix)(44), 센서 보드(Sensor Board)(45), LCD 패널(panel)(46), RS-232(47) 등의 실제 회로 구성을 나타내고 있으며, 이에 대한 설명은 상기 도 1의 설명으로 대신하기로 한다.

ROM(11)에 입력되는 판독기의 시스템 프로그램은 기동 프로그램, 모니터 프로그램, 판독기 프로그램(BIOS), 통신 프로그램으로 구성된다.

기동 프로그램은 우선 판독기 장치를 초기화하고 컴퓨터에서 프로그램을 다운로드한 후 이를 수행하는 역할을 하는데, 이를 첨부된 도면 도 5에 도시하였다. 기동 프로그램은 우선 장치 초기화를 수행하고(50), 기동시 선택키(예컨대, 0번키)가 눌렸는지를 체크한다(52). 체크 결과 선택키가 눌렸으면 모니터 프로그램을 실행하고(53), 선택키가 눌리지 않았으면 판독기 프로그램을 실행한다(54).

다음으로, 모니터 프로그램은 선량계 판독기의 직렬포트 입력을 체크하여 컴퓨터로부터 프로그램을 수신하고 그 프로그램에 오류가 있는지 없는지를 표시하는 역할을 하며, 이를 첨부된 도면 도 6에 도시하였다.

모니터 프로그램은 우선 직렬포트 입력이 있는지를 체크하여(60), 직렬포트 입력이 없으면 체크 단계(60)를 반복 수행하고, 직렬포트 입력이 있으면 그것이 프로그램 수신 명령인지를 체크한다(61). 만일 직렬포트 입력이 프로그램 수신 명령이면 컴퓨터로부터 프로그램을 수신하고(63), 프로그램 수신 명령이 아니면 실행 명령인가를 체크한다(62). 체크 결과 실행 명령이면 판독기 프로그램실행한다(64). 만일 실행 명령도 아닌 경우에는 수신 오류를 표시하고(68), 직렬포트 입력 체크 단계(60)로 돌아간다. 컴퓨터로부터 프로그램을 수신한 후에는 수신 프로그램에 오류가 없는지를 체크하고(65), 오류가 없으면 프로그램을 저장한 후(66), 정상 수신 표시를 수행하고(67), 오류가 있으면 수신 오류를 표시한 후(68), 직렬포트 입력 체크 단계(60)로 돌아간다.

다음으로, 판독기 프로그램(BIOS)은 키보드의 입력, LCD 화면에 문자 표시, LED의 점등 및 소등, 직렬 포트를 통한 컴퓨터와의 통신 등 입출력에 관계된 기본적인 처리사항을 수행하며, 이를 첨부된 도면 도 7a 내지 도 7c에 도시하였다.

판독기 프로그램은 우선 도 7a에 도시된 바와 같이 동작 중인 선량계가 존재하는지를 체크하여(100), 존재하는 경우 선량계를 시험하고(102), 존재하지 않는 경우 일정시간이 됐는지를 체크한다(101). 체크 결과 일정시간이 됐으면 컴퓨터에 시간을 조회하고(103) 시간을 재설정하며(105), 일정시간이 돼지 않았거나 시간 재설정 후에는 A 루틴 즉, 처음 단계로 돌아간다. 그리고, 선량계 시험 단계(102) 수행 후 선량계가 정상인지를 체크하고, 입구인지를 체크하여(105) 입구이면 사용자 ID를 입력하고(107) 입구가 아니면 B 루틴을 수행한다. 이어서, 입력된 해당 ID를 컴퓨터에 조회하고(109). 출입이 가능한지를 체크하여(110) 가능하면 C 루틴을 수행하고, 가능하지 않으면 D 루틴을 수행한다. 한편, 선량계가 정상인지 체크하는 단계(104)에서 정상이 아닌 경우에는 오류표시 선량계 제거 메시지를 발하고(106) 다시 선량계가 존재하는지를 체크한다(108).

첨부된 도면 도 7b는 서브 루틴 C와 D를 나타낸 것으로, 서브루틴 C는 출입허가 표시 단계(111)와 선량계 존재 여부 체크 단계(112)로 이루어지며, 선량계가 존재하지 않는 경우에는 A 루틴을 수행한다. 또한, 서브루틴 D는 출입불가 표시 단계(113)와 선량계 존재 여부 체크 단계(114)로 이루어지며, 선량계가 존재하지 않는 경우에는 A 루틴을 수행한다.

첨부된 도면 도 7c는 서브 루틴 B를 나타낸 것으로, 서브루틴 B는 우선 선량계에서 자료를 읽어오는 단계(115)로부터 시작하여 출입허가 표시 단계(116), 게이트 열기 단계(117), 출입자료를 컴퓨터에 전송하는 단계(118)를 거치고, 전송이 제대로 수행되었는지를 체크하여(119) 제대로 수행되었으면 A 루틴을 수행하고, 제대로 수행되지 않았으면 전송 결과 체크 단계(119)를 3회 재시도할 것인지를 체크하여 출입자료를 컴퓨터에 전송하고(121) A 루틴으로 돌아가거나, 다시 118 단계로 돌아간다.

한편, 통신 프로그램은 선량계와의 자료를 처리하고, 필요시 컴퓨터에 자료를 요청하고 이를 처리하여 선량계에 넘겨주는 역할을 하며, 이를 첨부된 도면 도 8에 도시하였다.

통신 프로그램은 우선 선량계 판독기에서 자료를 읽고(80), 수신 자료가 있는지를 체크한다(81). 만일 수신 자료가 있으면 그 자료가 시간 요청 신호인지를 체크하여(82) 시간 전송을 수행하고(85), 시간 요청 신호가 아니면 그 자료가 사용자 ID 조회인지를 체크하고(83) 개인자료를 전송한다(86). 만일 사용자 ID 조회가 아니면 그 자료가 출입자료인지를 체크하고(84) 출입자료를 갱신한다(87). 만일 출입자료가 아니면 부정응답(negative aknowledge, NAK)을 전송한다(88). 시간전송,개인자료 전송, 출입자료 갱신, NAK 전송 후에는 처음 단계(80)로 돌아간다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 본 고안은 적외선 변조를 이용하여 선량계 판독기와 선량계의 무선 통신을 구현함으로써 작업 효율 향상의 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

1. 시스템 전체를 제어하기 위한 마이크로 프로세서부;

   상기 마이크로 프로세서가 시스템을 동작시키기 위한 시스템 프로그램을 저장하기 위한 제1 기억장치부;

   상기 마이크로 프로세서가 시스템을 동작시키면서 필요한 각종 변수들을 저장하기 위한 제2 기억장치부;

   적외선 변조 방식을 사용하여 선량계와의 무선 통신을 수행하기 위한 적외선 인터페이스부; 및

   시스템에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치부

   를 구비하는 원자력 시설용 개인 피폭 선량계를 위한 판독기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 선량계로부터 전송된 데이터 및 선량계의 상태를 표시하기 위한 LCD 판넬부;

   시스템의 동작에 필요한 입력 및 조작을 하기 위한 키패드부; 및

   선량관리 프로그램을 수행하는 컴퓨터와 직렬 통신을 수행하기 위한 직렬 통신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원자력 시설용 개인 피폭 선량계를 위한 판독기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 기억장치부는 롬(ROM)이며, 상기 제2 기억장치부는 램(RAM)인 것을 특징으로 하는 원자력 시설용 개인 피폭 선량계를 위한 판독기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 적외선 인터페이스부는,

   수신용 포토 트랜지스터 또는 포토 다이오드와,

   송신용 적외선 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 원자력 시설용 개인 피폭 선량계를 위한 판독기.