一种机柜式气载放射性集成监测装置的制作方法

本发明属于核辐射防护技术领域，具体的说是一种机柜式气载放射性集成监测装置，在线监测大气环境中放射性气溶胶、放射性碘和放射性惰性气体。

背景技术：

核辐射监测系统作为核电站最危险的放射性物质的监测系统，昼夜不停地监视着核电站达数吨重量的核燃料级放射性物质及核电站运行过程中产生的大量放射性废物的包容情况，担负着核电站运行安全监测、电站周边环境安全监测、核电运行人员人身安全监测等重要任务，是核电站必不可少的重要系统。因此，提高核辐射监测系统的性能十分必要。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服现有技术中的上述不足，提供一种机柜式气载放射性集成监测装置，能够在线监测大气环境中放射性气溶胶、放射性碘和放射性惰性气体，监视核心场所的工艺运行状态，确保核电站稳定可靠无故障运行。

监测装置具体功能如下：

（1）实时监测核电站反应堆厂房中的大气环境放射性水平，及时发现反应堆厂房内工艺事故造成的反应堆厂房内大气环境污染。

（2）实时监控核电站排风口烟囱中的气态排出流放射性水平，防止对周边生态环境造成气载放射性污染。

（3）实时监控核电站主控室通风口空气的放射性水平，确保核电站主控室操作人员人身安全。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种机柜式气载放射性集成监测装置，包括气溶胶探测装置、放射性碘探测装置、放射性惰性气体探测装置、铅屏蔽、就地处理显示单元、电气控制箱、流量计、压力计、压差计、真空释放阀、抽气泵、截止阀、调节阀、不锈钢编织软管、pis取样器、快速接头母头，所述机柜式气载放射性集成监测装置是一套实时在线取样监测结构，各个部件都固定在机柜里；所述气溶胶探测装置测量滤纸上沉积的α和β放射性气溶胶，整个探测装置分为上下两部分，上部是探测器，下部是自动化的过滤装置；所述放射性碘探测装置使用活性炭盒过滤取样气体中的放射性碘，使用nai闪烁体探测器正对活性炭滤盒测量其中过滤的放射性碘发射的364kev能量的γ射线，放射性碘探测装置、取样腔室和活性炭滤盒置于铅屏蔽内；所述放射性惰性气体探测装置正对取样腔室测量取样气体中的放射性惰性气体同位素发射的β射线和γ射线，所述放射性惰性气体探测装置和取样腔室置于铅屏蔽内。

在上述技术方案中，所述流量计和压力计用来监测取样管路流量和压力，压差计用来测量气溶胶探测装置滤纸两端压差。

在上述技术方案中，所述抽气泵对取样管路中气体提供动力，电气控制箱给抽气泵供电并且控制抽气泵的启动、停止和自动状态。

在上述技术方案中，所述真空释放阀用来保护抽气泵。

在上述技术方案中，所述电气控制箱用于线路的转接，负责将外部的工作电源引入设备，同时将设备的各种输出包括模拟量输出、报警开关量输出、rs485输出，发送给上层网络系统，电气控制箱还负责给就地处理单元供电。

在上述技术方案中，所述截止阀用于气路的开关，调节阀用于取样流量的调节。

在上述技术方案中，pis取样器用于化学人员定期对监测环境中的气溶胶和碘样本进行检测。

在上述技术方案中，集成监测装置工作时，取样气体首先进入气溶胶探测装置，该装置中使用辐射探测器测量高效滤纸过滤的取样气体中的放射性气溶胶发射的α和β射线；之后取样气体进入放射性碘探测装置，该装置中使用辐射探测器测量活性炭盒吸附的取样气体中的放射性碘（甲基碘和元素碘）发射的364kev能量的γ射线；最后取样气体进入放射性惰性气体探测装置，该装置中使用辐射探测器测量取样空间中的放射性惰性气体发射的β射线，放射性射线射入探测装置中而被探测到，产生脉冲信号输出到就地处理显示单元（lpdu）中进行处理分析。

在上述技术方案中，所述就地处理显示单元（lpdu）用于处理和分析辐射探测器的测量信号、气体状态传感器的测量信号、抽气泵的自动控制，监测整个设备的工作状态，并将辐射测量结果和设备工作状态信息通过通讯网络发送给上层系统。lpdu具有测量结果和设备工作状态就地显示功能和就地自动声光报警功能，同时具有4ma~20ma模拟量输出、报警开关量输出、rs485通讯和rs232通讯功能。

在上述技术方案中，当测量放射性太高（超过报警阈值），就地处理显示单元lpdu会在10s内给出报警信号，同时提供两路rs485信号用于测量值、一二级报警等信息传输到主控室。

在上述技术方案中，为了方便设备维护，就地处理单元（lpdu）提供rs232通讯串口。

在上述技术方案中，为了方便设备维护，集成监测装置的取样管路设置有测量管路和冗余管路，正常运行时投用的是测量管路；冗余管路便于维修和滤纸、碘盒更换，缩短维修和部件更换时间。

在上述技术方案中，集成监测装置上的电气控制箱（eu）引入外部动力电源给抽气泵供电，与就地处理显示单元连接后可实现抽气泵的自动控制，界面设置运行计时器，可记录抽气泵运行时间，界面配有切换开关，可在自动/手动/关闭之间切换抽气的运行状态。

在上述技术方案中，该监测装置中与取样进气口连通的取样进气管是一条竖直管路，取样进气管采用1英寸不锈钢管。对于静止空气中的空气取样，取样管路的设计非常重要，由于气流在取样口的方向不为直线，设计不好会导致气溶胶颗粒因惯性和重力沉降而不能很好的进入取样管路中；对于空气动力学直径10um的气溶胶粒子，取样系统总穿透率大于50%即满足要求。

在上述技术方案中，该监测装置中的取样管路的管道内壁进行机械抛光后再进行电化学抛光，保证粗糙度为0.8μm。取样样品在管道中的损失，与管道内壁粗糙度有关；为了减少样品在管道中的沉积损失，除了选择合适的管壁粗糙度外，取样管道的长度还应该尽可能地短，管道中的弯头应该尽可能地少。

本发明机柜式气载放射性集成监测装置是核电站辐射监测系统的关键设备，可在核电站的多个重要核心区域进行连续不间断的气载放射性监测，实时测量重要区域的空气放射性污染水平，给出关注区域空气质量的放射性水平数据，监视核心场所的工艺运行状态，保障工作人员的人身安全，确保核电站稳定可靠无故障运行。另外，监测装置上压力、压差和流量首次实现了实时读数，便于快速精准找到故障点，缩短核级设备的维修时间。

附图说明

图1为本发明机柜式气载放射性集成监测装置的左视图。

其中：1-取样进气口，2、6、9-1/2英寸截止阀，3-1英寸截止阀，4-pis取样器，5-气溶胶探测装置，7-压力计，8-压差计。

图2为本发明机柜式气载放射性集成监测装置的正视图。

其中：10-取样出气口，11-放射性惰性气体探测就地处理单元，12-放射性碘探测铅屏蔽，13、17、20-1/2英寸截止阀，14-放射性惰性气体探测铅屏蔽，15-放射性碘就地处理单元，16-气溶胶就地处理单元，18-流量计，19-调节阀，21-真空释放阀，22-抽气泵，23-隔震器。

图3为本发明机柜式气载放射性集成监测装置的右视图。

其中：24-电气控制箱（eu）。

图4为本发明机柜式气载放射性集成监测装置的正视图。

其中：25-快速接头母头，26-不锈钢编织软管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的描述。

如图1至4所示，本发明实施例提供一种机柜式气载放射性集成监测装置，包括气溶胶探测装置5、放射性碘探测装置、放射性惰性气体探测装置、铅屏蔽、就地处理显示单元、电气控制箱24、流量计18、压力计7、压差计8、真空释放阀21、抽气泵22、截止阀、调节阀19、不锈钢编织软管26、pis取样器4、快速接头母头25，所述机柜式气载放射性集成监测装置是一套实时在线取样监测结构，各个部件都固定在机柜里；所述气溶胶探测装置5测量滤纸上沉积的α和β放射性气溶胶，为保证取样气体在滤纸上沉积的均匀性，同时尽可能的提高探测效率，整个气溶胶探测装置分为上下两部分，上部是探测器，下部是自动化的过滤装置；所述放射性碘探测装置使用活性炭盒过滤取样气体中的放射性碘，使用nai闪烁体探测器正对活性炭滤盒测量其中过滤的放射性碘发射的364kev能量的γ射线，放射性碘探测装置、取样腔室和活性炭滤盒置于铅屏蔽内，降低探测装置的本底计数率，提高探测装置的低放射性探测能力；所述放射性惰性气体探测装置正对取样腔室测量取样气体中的放射性惰性气体同位素发射的β射线和γ射线，所述放射性惰性气体探测装置和取样腔室置于铅屏蔽内，有效的隔绝外部环境的干扰。

所述就地处理显示单元（lpdu）用于处理和分析辐射探测器的测量信号、气体状态传感器的测量信号、抽气泵的自动控制，监测整个设备的工作状态，并将辐射测量结果和设备工作状态信息通过通讯网络发送给上层系统。lpdu具有测量结果和设备工作状态就地显示功能和就地自动声光报警功能，同时具有4ma~20ma模拟量输出、报警开关量输出、rs485通讯和rs232通讯功能。

所述流量计18和压力计7用来监测取样管路流量和压力，压差计8用来测量气溶胶探测装置滤纸两端压差。

所述抽气泵22对取样管路中气体提供动力，电气控制箱24给抽气泵供电并且控制抽气泵的启动、停止和自动状态。

所述真空释放阀21用来保护抽气泵。

所述电气控制箱24用于线路的转接，负责将外部的工作电源引入设备，同时将设备的各种输出包括模拟量输出、报警开关量输出、rs485输出，发送给上层网络系统，电气控制箱还负责给就地处理单元供电。

所述截止阀用于气路的开关，调节阀用于取样流量的调节。

所述pis取样器4用于化学人员定期对监测环境中的气溶胶和碘样本进行检测。

该监测装置中与取样进气口连通的取样进气管是一条竖直管路，取样进气管采用1英寸不锈钢管。

该监测装置中的取样管路的管道内壁进行机械抛光后再进行电化学抛光，保证粗糙度为0.8μm。

将本实施例现场安装使用时，集成监测装置的取样进气口1、取样出气口9分别接入到现场被测取样系统的进气口、出气口；集成监测装置工作时，取样气体首先进入气溶胶探测装置5，该装置中使用辐射探测器测量高效滤纸过滤的取样气体中的放射性气溶胶发射的α和β射线，压差计8实时测量探测装置滤纸两端的压差；之后取样气体进入放射性碘探测装置12，该装置中使用辐射探测器测量活性炭盒吸附的取样气体中的放射性碘（甲基碘和元素碘）发射的364kev能量的γ射线；最后取样气体进入放射性惰性气体探测装置14，该装置中使用辐射探测器测量取样空间中的放射性惰性气体发射的β射线，取样管路上的压力计7实时测量管路中的压计，放射性射线射入探测装置中而被探测到，产生脉冲信号输出到就地处理显示单元（lpdu）中进行处理分析，并测量值、一二级报警、测量范围等信息通过电气控制箱（eu）24传输给主控室，便于运行人员实时了解监测区域放射性气溶胶、放射性碘、放射性惰性气体活度浓度情况。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。