专利名称：全身放射性表面污染监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污染监测仪，特别是涉及一种全身放射性表面污染监测仪。
核电站的安全可靠性基本取决于放射性物质和环境(人群)之间屏障设置的完整性，在核电站中除采用工艺流和排出流辐射监测仪表来监测屏障的完整性(放射性物质向外释放)外，为了进一步避免放射性物质从控制区向外扩散和交叉污染，使核电站工作人员和电站周围居民免受辐射危害，一般还采用辐射监测系统对核电站控制区出入口进行监测，主要监测工作人员的全身β、γ污染，以确保放射性工作区与非放射性工作区、工作区与生活区的严格分离。一般的污染监测仪依靠人工操作或人机结合，对人体局部实行监测，不能实现监测的完全自动化和监测的全面化；其次，双脚的监测没有分开独立监测，从而不能很快精确地判断受污染部位。
本实用新型的目的是针对上述技术缺陷，提供一种能够实现完全自动化的便于操作的全身表面污染监测仪，它能够有效全面地监测从放射性控制区出来的工作人员的污染情况，并且能够准确定位受污染的部位。
为达到上述目的，本实用新型包括机架及安装于机架上的核探测部分25、核电子线路部分26、计算机部分27、机械传动部分29、传感控制部分28组成，所述的机架部分为板金结构，包括左机架16、顶架17、右机架18、底座19，所述的核探测部分25包括通过伸缩套管24与顶架17相连的高度可调节的头部探测器1，置于左机架16上的前身探测器2、3、4、5、6及左右手探测器7、8，置于右机架18上的后身探测器9、10、11、12、13，置于底座19上的左脚探测器14、右脚探测器15，其中所述的左右手探测器7、8各自包括一个手心探测器，一个手背探测器；所述的左脚探测器14，右脚探测器15是各自分开的两个独立的探测器；所述的每个探测器的表面都设有安全保护网，各探测器的保护网的最大遮挡率小于30％。
作为本实用新型的进一步改进，所述的右机架18的入口面和出口面都装有挡杆22，挡杆22的驱动采用气动装置。
作为本实用新型的进一步改进，所述的左机架16的入口面的上部还装有指示面板20，在左手探测器7的上部还装有人体模拟信号板21，在右手探测器8的上部装有液晶显示屏23。
由于本实用新型使用了头部探测器一个，前身探测器五个，后身探测器五个，双手探测器四个(其中左右面手心手背各一个)，双脚探测器两个，所以对人体的监测比较全面；其次本实用新型配备的高性能的计算机硬件，再辅以专用软件，从而使本实用新型实现了监测自动化，同时操作界面均为中文显示，更便于操作；第三，由于本实用新型的双手探测器对手心手背都进行监测，双脚也分开独立监测，从而使受污染的部分定位更加准确。本实用新型主要用于安装在核设施的放射性控制区的出口处，用于自动完成对工作人员的全身表面放射性污染监测，及时发现事故苗头，隔离控制区。
以下结合实施方式及附图，详细描述本实用新型
图1为本实用新型的立体结构示意图；图2为本实用新型的连接框图；图3为本实用新型的计数管工作气体流气示意图；图4为本实用新型的专用软件程序框图；图5为本实用新型的头顶计数管移动装置电路示意图；图6为本实用新型的动力气路示意图；如图1、2所示，本实用新型全身表面污染监测仪，由机架及安装在机架上的核探测部分25、核电子线路部分26、计算机部分27、机械传动部分29和传感控制部分28组成。机架部分为框架板金结构，它包括左机架16、顶架17、右机架18、底座19；安装于左机架16上的前身探测器2、3、4、5、6，左右手探测器7、8，置于右机架18上的后身探测器9、10、11、12、13，置于底座19上的左右脚各自独立的脚部探测器14、15，置于顶架17上依靠伸缩套管24连接的头部探测器1及用于连接各探测器的工作气体流气回路构成核探测部分，本实用新型共采用17个计数管，其中灵敏面积为800cm2的有13个，用于探测身体前后、双脚及头部，灵敏面积为240cm2的有4个，用于探测双手的手心手背，即每只手的探测器由两个计数管组成，该仪器所用工作气体为Ar-CH4或Ar-CO2，每台仪器耗气量4-8L/h。如图3所示，本实用新型的工作流气回路采用将17个计数管分成两组并联式流过各计数管的方案，工作气体从外供给系统进入仪器后，经泄漏阀V6、总阀V1再经自力式流量调节器25分成两组一组进气阀V2→进气流量计F1→头部计数管→身体前部计数管(3个)，双手计数管→身体前部计数管(次低管和最低管2个)→出口流量计F2→排气阀V4→厂房排风管；二组进气阀V3→进气流量计F3→脚计数管→身体背部计数管→出口流量计F4→排气阀V5→厂房排风管。各组的流量能各自调节，其流量值可直接从4个流量计上分别读出。连接气管为不易折堵的尼龙气管。
核电子线路部分包括与15个探测器各自相连的15个监测道盒，与监测道盒(HADT)分别连接的高压集中调节单元、二次转接板，与二次转接板连接的一次转接板及供电备电直流电源组成，监测道盒一方面用于给探测器提供合适的高压，对核辐射的微弱信号进行放大、处理，形成标准脉冲，输送给计算机；另一方面为配合自诊断智能化要求，设置高压故障监视电路和自检信号源；高压集中调节单元主要用于对各监测道盒供给探测器的高压进行调节、显示、操作，这样就保证了不同探测器为了得到好的坪特性使用不同高压的要求；一次转接板主要用于完成电源到各个电路单元的转接；完成计算机和各个电路单元的信号线转接；设置高压开关控制电路和自检信号源开关控制电路。二次转接板主要用于完成电源从一次转接板到各个监测道盒的转接；完成将自检开关信号，监测道盒输出的标准脉冲信号转接到一次转接板；将各个道盒的高压故障信号送往一次转接板。
计算机部分的计数卡用于连接一次转接板和计算机，与计算机相连的还有专用小键盘、RS-232通讯接口、PCL-724数据输入/输出卡、开关量32路输出单元、开关量26路输入单元、液晶显示屏，其中液晶显示屏通过PCL-724数据输入/输出卡与计数机相连，计数机是整台仪器的指挥中心，选用高质量的工业级计算机。开关量26路输入单元，用于计算机接收从外围电路中送来的各种信号，开关量32路输出单元，用于计算机对执行电路与执行器件发出命令信号。计数卡用于与一次转接板相接，接收15个监测道盒送来的数字量信号(标准脉冲信号)。PCL-724数据输入/输出卡与液晶显示屏相连接，在显示屏上显示测量信息和状态信息。RS232异步串行通信接口，用于同外界通信。专用小键盘可以用来设置所有运行参数。
传感控制部分的自检信号源开关、入口指示灯、继电器开关、蜂鸣器、高压开关、出入口挡杆、剂量笔应答单元、人体模拟板灯与开关量32路输出单元相连，钥匙、按钮开关、电源诊断、出入口挡杆位置传感器、高压诊断、续电、蓄电池欠压监测单元、入口传感器、测量室传感器，手脚位置传感器与开关量26路输入相连。这部分的作用是一方面把传感器信号和其他外来的信号转换成能与计算机电源隔离的电信号，通过开关量I/O接口送给计算机；另一方面把计算机发出的命令信号通过光电隔离及放大，转换成适当的功率电流信号送给执行器件从而完成控制动作，以实现自动化控制。钥匙开关和按钮开关，用于与液晶显屏配合进行人机对话；入口指示灯表明仪器状态，被测人员污染情况；紧急状态钥匙开关用于非正常情况下打开出入口挡杆形成一个出入通道。手脚位置传感器两个，用于在人体监测时，监测手脚到位情况；挡杆位置传感器两个，它一方面按计算机指令完成入口、出口挡杆的开或关；另一方面把出入口挡杆的状态信息送回计算机；蓄电池欠压监视单元用于在交流220V掉电时间内，对蓄电池端电压进行监视，当欠压时，送一信号至计算机；头顶探测器升降驱动线路单元，它与人力相配合，完成头顶部探测器的升降动作。人体模拟信号板，其作用如下在测量过程中，指示手、脚不到位情况，测量结果出现污染，指示污染部分，污染时，发出断续报警声，故障时，发出长声报警声，紧急情况时，控制出入口挡杆打开。
机械传动部分包括与头部探测器1相连的高度调节装置及驱动挡杆22的气动装置，其头部高度调节装置的电路原理图见图5，当K1闭合后电源通过R1、R2给C1、C2充电，此时若K2、K3闭合则释电制动器被激活，这样头部计数管就可以在人力的作用下上下移动，K2、K3一旦断开，释电制动器就会使头部计数管停止移动，头顶部探测器高度调节传动装置包括收缩套管、配重、链条、齿轮和释电制动器。链条通过齿轮连接头部探测器与配重，这样，当释电制动器激活后，由于配重的重力可使头部探测器升高，人往下拉，头部探测器就可降低；探测器、所有线路的元器件、计算机、备用电池，工作气体管路阀门，压缩空气回路部件等均安装在仪器的机架上。探测器安全保护网，包括头顶部、身体前、后部，双脚、双手探测器的保护网，这些保护网既保护了各探测器的安全(不被划破)，又有尽可能大的穿透率；出入口挡杆传动装置气动原理见图6，采用压缩空气为动力，包括压缩空气管路、气体换向阀Va、Vb、单向节流阀J1、J2、J3、J4及入口处气缸31、出口处气缸32等。挡杆22位于右机架18的入口面的中下部，指示面板20位于左机架16入口面的上半部，人体模拟信号板21安装于左手探测器7的上部，液晶显示屏23安装于右手探测器8的上部。
仪器正常工作前，先将工作气体流过各计数管，经一定时间后，接通电源，对计数管加上直流高压。β粒子穿过计数管的薄窗，进入计数管腔内时发生电离。这些初次电离所产生的电子，在阳
丝附近，在强电场中加速，再次电离并不断地倍增。在这过程中，计数管的负载电阻上产生一个毫伏级微弱脉冲小信号，经过监测道盒放大，甄别成形，输出一个标准信号脉冲，通过计算机接口输入到计算机进行处理，然后将其结果显示另一方面计算机还接受各种状态信息，按规定的程序对执行电路和执行器件发出控制命令以控制动作器件和输出各种信号，来完成仪器的正常工作过程。
当仪器处于“准备好”方式时，入口面左上侧“准备好”批示灯亮，其他指示灯不亮，入口挡板打开，出口挡板关上。当被测者接近仪器时(小于1m)，仪器顶部的接近传感器发出信号，并通过软件停止正在进行的本底测量。当被测者进入测量室，手脚位置传感器即把相应住处送到计算机以监测双手双脚是否到位(监测结果可从人体模拟板上观察)，到位后，入口挡板关上，监测即开始，并显示下列信息测量时间“倒计时××”，等待指示灯亮，其他灯不亮。在监测期间，仪器仍不断监测手脚到位情况，若发现手脚离开正确位置，则中断测量，并警示不到位点，待位置正确后再重新测量。测量时间到，若无污染，出口挡板打开，显示器显示“无污染”。被测者一离开监测仪，出口挡板就关上，入口挡板便打开，仪器回到“准备好”状态，可以接受下一个被测者。检查发现污染，则给出下列信号显示器显示“污染”、人体模拟板上对应污染道的红灯亮、“等待”灯亮、入口挡板打开，被测者返回进行清洗、蜂鸣器发出间断声响、出口挡板保持关闭。如果在一次本底辐射测量之前所连续进行的检查次数已达到规定值，则仪器在返回到“准备好”方式之前，须关闭入口，再进行本底测量一次。钥匙开关和按钮开关，用于与液晶显示屏配合运行、人机对话，入口指示灯，表明仪器状态，被测人员污染情况，紧急状态开关用于非正常情况下打开出入口栏杆形成一个出入通道。
权利要求1一种全身放射性表面污染监测仪，由机架及安装于机架上的核探测部分(25)、核电子线路部分(26)、计算机部分(27)、机械传动部分(29)、传感控制部分(28)组成，所述的机架部分为板金结构，包括左机架(16)、顶架(17)、右机架(18)、底座(19)，其特征在于所述的核探测部分(25)包括通过伸缩套管(24)与顶架(17)相连的高度可调节的头部探测器(1)，置于左机架(16)上的前身探测器(2)、(3)、(4)、(5)、(6)及左右手探测器(7)、(8)，置于右机架(18)上的后身探测器(9)、(10)、(11)、(12)、(13)，置于底座(19)上的左脚探测器(14)、右脚探测器(15)，其中所述的左右手探测器(7)、(8)各自包括一个手心探测器，一个手背探测器；所述的左脚探测器(14)、右脚探测器(15)是各自分开的两个独立的探测器；所述的每个探测器的表面都设有安全保护网，各探测器的保护网的最大遮挡率小于30％。
2如权利要求1所述的全身放射性表面污染监测仪，其特征在于右机架(18)的入口面和出口面都装有挡杆(22)，挡杆(22)的驱动采用气动装置。
3如权利要求1或者2所述的全身放射性表面污染监测仪，其特征在于所述的左机架(16)的入口面的上部还装有指示面板(20)，在左手探测器(7)的上部还装有人体模拟信号板(21)，在右手探测器(8)的上部装有液晶显示屏(23)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于放射性污染监测的全身放射性表面污染监测仪,包括机架及安装在机架上的核探测部分、核电子线路部分、计算机部分、机械传动部分、传感控制部分,其核探测部分的头部探测器高度可调节,双手探测器各自包含一个手心探测器、一个手背探测器,双脚探测器是各自分开独立的。本实用新型被安装在核设施的放射性控制区的出口处,用于自动完成对工作人员的全身表面放射性污染监测。
文档编号G01T1/00GK2393108SQ99249388
公开日2000年8月23日 申请日期1999年11月1日 优先权日1999年11月1日
发明者徐佐才, 杨广利, 萧国柱, 王勇, 屈和平, 孙世敏, 王晓琴, 权金虎, 景焕强 申请人:国营二六二厂, 核工业第二研究设计院