α、β粒子联动探测节能装置制造方法
【专利摘要】本实用新型具体涉及核辐射探测领域，提供了一种α、β粒子联动探测节能装置，包括α粒子探测仓、β粒子探测仓、进气罩、真空气泵和与真空气泵电性连接的微控制器；β粒子探测仓为内置云母窗探测器的封闭壳体；α粒子探测仓为半球形密闭壳体，在仓内底面中心位置放置有施加负电压的SI-PIN探测器，在仓体球面金属外壳上施加有正电压；α粒子探测仓和β粒子探测仓在底面都分别开有空气流入口和空气流出口，相互串联连接；进气罩是底部开孔的半球形气罩，开孔处通过空气导管与β粒子探测仓的空气进气口相连；真空气泵与α粒子探测仓的空气出气口相连。本实用新型既节省系统能耗，也提高对空气中α、β粒子的探测效率。
【专利说明】α、β粒子联动探测节能装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于核辐射探测领域，具体涉及一种α、β粒子联动探测节能装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，人们对辐射防护的意识也在的不断的加强，有关辐射粒子放射性监测的设备也在不断的发展完善，相关的环境参数监测设备也在不断的更新升级，辐射场的相关数据测量设备也将不断的发展成熟。
[0003]核辐射探测器是利用探测器内的物质与入射射线的相互作用而产生某种信息，如电、光脉冲、或材料结构的变化，从而实现对入射射线加以捕获的装置。核辐射探测器产生的信号经过相应的电子学电路放大后被记录、分析，可以确定射线的数目、位置、能量、动量、飞行时间、速度、质量等物理量。核辐射探测器是核物理、粒子物理研宄及辐射应用中不可缺少的工具和手段。
[0004]带电放射性粒子(α、β放射性粒子)由于其为带电粒子，且穿透能力相对较弱，容易与周围物质作用而煙灭，大气环境中含量极低。α、β放射性粒子虽然都是带电粒子，但是二者仍存在着较大的差异性，一般监测中两者的监测都是相互独立进行的。
[0005]同时当前对核事故、核泄漏现场，核电站辐射环境，未知辐射强度的放射性环境监测，多采用监测人员在防护情况下到现场监测，或是将大型监测设备加载与汽车等移动工具上进行监测。这些监测方式虽然有防护设备保护，但是效果并不佳，常会出现人员辐射超标，造成人员伤亡。因此需要利用无人履带机器人进行现场监测，同时远程监控。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种α、β粒子联动探测节能装置，既节省系统能耗，也提尚对空气中α、β粒子的探测效率。
[0007]为实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种α、β粒子联动探测节能装置，包括α粒子探测仓、β粒子探测仓、进气罩、真空气泵和与真空气泵电性连接的微控制器；β粒子探测仓为塑料材质的封闭壳体，内置云母窗探测器；α粒子探测仓为半球形密闭壳体，球面为金属材质，底面为塑料材质，在仓内底面中心位置放置有S1-PIN探测器，在S1-PIN探测器部分施加负电压，在α粒子探测仓球面外壳上施加正电压，电压差为2000-4000V ; α粒子探测仓在其底面开有第一空气流入口和第一空气流出口，β粒子探测仓在其底面开有第二空气流入口和第二空气流出口，第二空气流出口与第一空气流入口使用空气导管相连；进气罩是底部开孔的半球形气罩，开孔处通过空气导管与第二空气进气口相连；真空气泵与第一空气出气口通过空气导管相连。
[0008]优选的:所述第二空气流入口处空气导管，在空气导管口敷有空气过滤膜。
[0009]优选的:所述云母窗探测器，放置在β粒子探测仓内底部，位于第二空气流入口和第二空气流出口的连接线中点位置。
[0010]优选的:所述第一空气流入口和第一空气流出口分别位于S1-PIN探测器的两侧。
[0011]优选的:所述α、β粒子联动探测节能装置安装于履带机器人上，微控制器分别与履带机器人的驱动装置和第一无线收发器电性相连，进气罩罩口正对履带机器人正前方。远程终端与第二无线收发器电性相连，第一无线收发器和第二无线收发器之间无线相连。
[0012]优选的:所述进气罩底部开孔与空气导管连接处使用橡胶圈密封。
[0013]本实用新型具有以下有益效果:
[0014](I)由于第二空气流出口与第一空气流入口使用空气导管相连，实现α粒子探测仓和β粒子探测仓串联连接的联动探测。相比原有各自独立的探测仓设计来说，联动探测装置可以充分的利用流动的气体，共用同一个真空气泵，节省系统能耗，也增强了对空气中α、β粒子的探测效率。
[0015]而串联连接的方式可以保证空气流量，如果采用两者并联，则二者的空气流量将会降低，如果要取得相同的效果就需要增加真空气泵的流量，如此又会增加系统的成本。
[0016]同时在串联连接方式中，真空气泵抽取的空气必须首先经过β粒子探测仓进行β粒子的探测，后进入α粒子探测仓通过S1-PIN探测器进行α粒子的放射性探测，是因为α粒子探测仓内施加了高压电场，α粒子在电场作用下将向球心运动，但是带负电荷的β粒子将在电场作用下向球面运动，导致β粒子会在α粒子探测仓内煙灭。
[0017](2)第二空气流入口作为整个装置的进气口，外接管口敷有空气过滤膜的空气导管，以便除去空气中的如固体颗粒一类的空气杂质。
[0018](3) α粒子探测仓是半球形密闭壳体设计，在仓内底面中心位置放置的S1-PIN探测器部分施加负电压，在α粒子探测仓球面金属外壳上施加正电压，电压差为2000-4000V。在此高压作用下，使得在α粒子探测仓内形成由球面指向球心的高压电场。带正电荷的α粒子在高压电场的驱动下，不断的向α粒子探测仓球心位置运动，从而进入S1-PIN探测器探测范围内。另外第一空气流入口和第一空气流出口位于S1-PIN探测器两侦牝空气从S1-PIN探测器位置流动，S1-PIN探测器就能够更加高效的探测α粒子的放射性。
[0019](4)云母窗探测器放置在第二空气流入口和第二空气流出口的连接线中点位置，可以使得云母窗探测器能在密封的β粒子探测仓内接触到足够多的空气，同时使得探测数据更为准确稳定。
[0020](5)在第二空气流入口处通过空气导管连接的进气罩可以增大吸收空气的接触面积，提高空气进气效率；配合真空气泵的使用，在同时间吸收相同体积的空气时，可以减小真空气泵的功率，节能环保；在进气罩底部开孔与空气导管连接处使用橡胶圈密封，可以保证吸收空气时不会泄露，保证效率；
[0021](6)在将α、β粒子联动探测节能装置安装于履带机器人上进行远程监控时，微控制器与履带机器人的驱动装置电性相连，可以使得远程通过微控制器来控制履带机器人的行动；进气罩罩口正对履带机器人正前方，使得履带机器人向前方行进时，进气罩接收到最大的受风面积，提高吸收空气效率，降低真空气泵能耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的结构示意图；
[0023]图2为本实用新型的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0024]如图1、2所示:
[0025]一种α、β粒子联动探测节能装置，包括α粒子探测仓7、β粒子探测仓6、进气罩5、真空气泵8和与真空气泵8电性连接的微控制器9 ; α粒子探测仓7在其底面开有第一空气流入口 12和第一空气流出口 13，β粒子探测仓6在其底面开有第二空气流入口 10和第二空气流出口 11，第二空气流出口 11与第一空气流入口 12使用空气导管4相连；真空气泵8与第一空气出气口通过空气导管4相连。
[0026]β粒子探测仓6为塑料材质的六面体封闭壳体，仓内底部放置云母窗探测器2。云母窗探测器2位于第一空气流入口 12和第一空气流出口 13的连接线中点位置，可以使得云母窗探测器2能在β粒子探测仓6内接触到足够多的空气，同时使得探测数据更为准确稳定。
[0027]α粒子探测仓7为半球形密闭壳体，球面为金属材质，底面为塑料材质，在仓内底面中心位置放置有S1-PIN探测器3，且第一空气流入口 12和第一空气流出口 13分别位于S1-PIN探测器3的两侧。
[0028]在S1-PIN探测器3部分施加负电压，在α粒子探测仓7球面外壳上施加正电压，电压差为3500V。在此高压作用下，使得在α粒子探测仓7内形成由球面指向球心的高压电场。带正电荷的α粒子在高压电场的驱动下，不断的向α粒子探测仓7球心位置运动，从而进入S1-PIN探测器3探测范围内。另外第一空气流入口 12和第一空气流出口 13位于S1-PIN探测器3两侧，空气从S1-PIN探测器3位置流动，S1-PIN探测器3就能够更加高效的探测α粒子的放射性。
[0029]由于第二空气流出口 11与第一空气流入口 12使用空气导管4相连，实现α粒子探测仓7和β粒子探测仓6串联连接的联动探测。相比原有各自独立的探测仓设计来说，联动探测装置可以充分的利用流动的气体，共用同一个真空气泵8，节省系统能耗，也增强了对空气中α、β粒子的探测效率。而串联连接的方式可以保证空气流量，如果采用两者并联，则二者的空气流量将会降低，如果要取得相同的效果就需要增加真空气泵8的流量，如此又会增加系统的成本。同时在串联连接方式中，真空气泵8抽取的空气必须首先经过β粒子探测仓6，再进入α粒子探测仓7通过S1-PIN探测器3进行α粒子的放射性探测，是因为α粒子探测仓7内施加了高压电场，α粒子在电场作用下将向球心运动，但是带负电荷的β粒子将在电场作用下向球面运动，导致β粒子会在α粒子探测仓7内煙灭。
[0030]第二空气流入口 10作为整个装置的进气口，外接管口上敷有空气过滤膜I的空气导管4，以便除去空气中的如固体颗粒一类的空气杂质。
[0031]进气罩5是底部开孔的半球形气罩，开孔处通过空气导管4与第二空气流入口 10相连；进气罩5可以增大吸收空气的接触面积，提高空气进气效率；配合真空气泵8的使用，在同时间吸收相同体积的空气时，可以减小真空气泵8的功率，节能环保；在进气罩5底部开孔与空气导管4连接处使用橡胶圈密封，可以保证吸收空气时不会泄露，保证效率。
[0032]将α、β粒子联动探测节能装置安装于履带机器人上时，微控制器9控制真空气泵8的开关与功率调节的同时，也控制履带机器人的驱动装置。微控制器9与第一无线收发器相连，远程终端与第二无线收发器相连，两个无线收发器之间进行无线通信。
[0033]远程控制具体过程如下:
[0034]远程终端通过第二无线收发器发送指令到第一无线收发器进行接收，然后第一无线收发器将指令再发送给微控制器9，微控制器9接收指令后就可以直接控制真空电泵8与履带机器人的驱动装置。
[0035]在履带机器人上的进气罩5罩口需要置于正对履带机器人正前方，使得履带机器人向前方行进时，进气罩5接收到最大的受风面积，提高吸收空气效率，降低真空气泵8能耗。
[0036]降低真空气泵8能耗的具体控制过程:
[0037]首先微控制器9控制履带机器人的驱动装置使得履带机器人向正前方行驶，同时就可以降低真空气泵8功率20%。若微控制器9控制履带机器人的驱动装置使得履带机器人行驶方向出现偏差为45度时，降低真空气泵8功率10%，若偏差为90度，则不能降低功率。
【权利要求】
1.一种、0粒子联动探测节能装置，其特征在于:包括￠1粒子探测仓、0粒子探测仓、进气罩、真空气泵和与真空气泵电性连接的微控制器；0粒子探测仓为塑料材质的封闭壳体，内置云母窗探测器；0粒子探测仓为半球形密闭壳体，球面为金属材质，底面为塑料材质，在仓内底面中心位置放置有31-？爪探测器，在31-？爪探测器部分施加负电压，在3粒子探测仓球面外壳上施加正电压，电压差为2000-40007 ； 0粒子探测仓在其底面开有第一空气流入口和第一空气流出口，0粒子探测仓在其底面开有第二空气流入口和第二空气流出口，第二空气流出口与第一空气流入口使用空气导管相连；进气罩是底部开孔的半球形气罩，开孔处通过空气导管与第二空气进气口相连；真空气泵与第一空气出气口通过空气导管相连。
2.根据权利要求1所述的0、0粒子联动探测节能装置，其特征在于:所述第二空气流入口处空气导管，在空气导管口敷有空气过滤膜。
3.根据权利要求1所述的、0粒子联动探测节能装置，其特征在于:所述云母窗探测器，放置在0粒子探测仓内底部，位于第二空气流入口和第二空气流出口的连接线中点位置。
4.根据权利要求1所述的0、0粒子联动探测节能装置，其特征在于:所述第一空气流入口和第一空气流出口分别位于31-？爪探测器的两侧。
5.根据权利要求1所述的、0粒子联动探测节能装置，其特征在于:￠1、0粒子联动探测节能装置安装于履带机器人上，微控制器分别与履带机器人的驱动装置和第一无线收发器电性相连，进气罩罩口正对履带机器人正前方；远程终端与第二无线收发器电性相连，第一无线收发器和第二无线收发器之间无线相连。
6.根据权利要求1所述的0、0粒子联动探测节能装置，其特征在于:所述进气罩底部开孔与空气导管连接处使用橡胶圈密封。
【文档编号】G01T7/00GK204203473SQ201420639609
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】康亚龙, 钟红梅, 袁宏, 柳芳, 王丽坤, 彭玛丽 申请人:四川省核工业地质调查院(核工业西南地质调查院)