一种便携式测氡仪校准器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及测氮仪校准器，属于核电子学仪器及电离福射计量技术领域。该 装置能够根据用户需要的氮浓度期望值，在一个较小的密闭空间里（40~60升）自动地产 生该期望值下的稳定浓度氮气，供待校准的测氮仪器进行测量，W完成对测氮仪的校准或 刻度。装置为一体化结构，整机体积小于0. 5立方米，总量小于30公斤，便于外出作业时携 带和运输，可应用于固定安装型测氮仪的现场校准。
【背景技术】
[0002] 氮及短寿子体在自然环境（特别是大气环境）下均处于放射性平衡状态，因而刻 度测氮仪器也要求提供的氮及短寿子体处于放射性平衡。通常，要获得一个稳定的氮浓度， 常用的方法是将轴矿石或氮源放置于一个密闭的小容器内，轴矿石或氮源释放的氮自然扩 散出来，S小时后基本处于放射性平衡，此时可W刻度仪器。但要改变氮浓度值，则需要增 加矿石或氮源的量，无法实现自动控制。要实现氮浓度的自动控制和稳定，就必须设计可精 确控制氮发生率的稳定氮源，最理想的方式是采用流气式固体氮源。本校准器中的微型流 气式氮源由含错巧n-226)固体化合物制作，其中的错经过了下面的放射性衰变过程：
[0003]
[0004] 假设核素226Ra为第0个核素，该核素的衰变常数、任意t时刻具有的原子数和活 度分别记为A。、N。(t)和Q。(t);同理，从第1个核素222化到第6个核素2啤〇的衰变常数、 任意t时刻具有的原子数和活度分别记为Ai、Ni(t)和Qi(t)(i= 1，2, 3, 4, 5, 6)，且第6个 核素21中0属于长寿子体，在校准器的运行时间内，该核素的活度可W忽略不计。由于大部 分测氮方法，都是测量a射线，即测氮仪器计数由校准器氮箱中的第1个核素222化、第2个 核素 2啤〇和第5个核素2"化的a射线总活度Qi(t)+Q2(t)+Qs(t)共同引起。因此，在调节 校准器氮浓度的同时，必须考虑校准器氮箱中氮及短寿子体的放射性平衡。
[0005] 校准器开始运行时，首先控制电路板发出信号控制两组电磁阀将氮源气路与进出 口两端大气连通，进入氮源排出积累氮的排氮模式，微型气累开始工作50~60分钟，将氮 源内富集的氮和子体排出。之后控制两组电磁阀将氮源气路切换到与氮箱进出口连通，构 成与氮箱的闭路循环，进入补氮模式，开始向氮箱输入氮气。此时氮源单位时间内产生的氮 气量是恒定值。随后氮箱中的氮浓度将W-定速度上升，到达设定值后，氮源气路切换回大 气。之后氮由于自然衰变和箱体材料的吸附和箱体泄漏等因素，氮浓度开始下降。控制电 路板在微处理器程序的控制下按一定的时间间隔开始间歇补氮，使得氮浓度在一定范围内 保持相对稳定。
【发明内容】
[0006] 本实用新型提供了一种可设定=种氮浓度值，且氮浓度稳定、均匀的测氮仪校准 器，且该装置为一体化结构、体积小、重量轻，便于携带和运输，能够到用户现场进行氮和氮 子体测量仪器的校准刻度，同时也可用于研究氮、氮子体的相关实验。
[0007] 本实用新型的技术方案：一种便携式测氮仪校准器，该校准器包括机箱、氮箱、揽 拌风扇、取样孔、固体氮源、微型气累、干燥过滤器、电磁阀、连接管路、控制电路板、LCD显示 屏、按键和电源模块；其中氮箱、揽拌风扇和取样孔位于机箱的上部；固体氮源、微型气累、 干燥过滤器、电磁阀、控制电路板、LCD显示屏、按键和电源模块位于机箱的下部；该校准器 内部采用连接管路依次连接了氮箱、电磁阀、干燥过滤器、固体氮源、微型气累和电磁阀，构 成了氮源气路。采用连接管路依次连接了氮箱、电磁阀和微型气累，构成了氮箱排氮气路； 揽拌风扇安装于氮箱内部；氮箱上设有取样孔，位于氮箱的中屯、位置，与氮箱连通，取样孔 由2~4个常闭快接头构成；控制电路板通过线路连接所有电磁阀和微型气累，控制每个电 磁阀和微型气累的开启和关闭；LCD显示屏和按键通过数据现与控制电路板相连，并和电 源模块一同安装于机箱的下部；机箱下部面板开孔，将LCD显示屏和按键露出，便于操作； 电源模块将交流市电转换为直流电，供给控制电路板。
[0008] 氮箱采用气密结构，其内部氮浓度调节是通过电路板控制氮源和排氮气路进行切 换，并采用开环式间歇补氮控制算法实现氮浓度的自动控制和调节。
[0009] 通过电磁阀的切换操作，使氮源气路在对氮箱的补氮模式和氮源排出积累氮的 排氮模式之间相互切换；具体为：当电磁阀开启，同时电磁阀关闭时，为氮源对氮箱补氮模 式；当电磁阀关闭，同时电磁阀开启时，为氮源排出积累氮的模式。
[0010] 采用外置微型流气式固体氮源，活度为5~20kBq;氮箱内氮浓度可W设定为 800Bq/m3、1500Bq/m3和 3000Bq/m3^个浓度点。
[0011] 氮箱内氮浓度的调节和控制算法是通过控制电路板上的微处理器编程实现；按键 用于对氮箱的氮浓度值进行设置操作，LCD显示屏用于显示校准器当前的氮浓度值和运行 状态信息。
[0012] 选择使用氮气对氮箱和固体氮源进行初始排空及运行后的排氮吹洗，能降低氮箱 本底值，进一步提高氮浓度控制精度。
[0013] 一种便携式测氮仪校准器，该校准器机箱采用侣合金等轻质材料为主加工，为一 体化结构，氮箱体积为40~60升，整机体积小于0. 5立方米，总量小于30公斤，便于外出 作业时携带和运输。该校准器包括机箱、氮箱、揽拌风扇、取样孔、固体氮源、微型气累、干燥 过滤器、电磁阀、连接管路、控制电路板、LCD显示屏、按键和电源模块。其中氮箱、揽拌风扇 和取样孔位于机箱的上部；固体氮源、微型气累、干燥过滤器、电磁阀、控制电路板、LCD显 示屏、按键和电源模块位于机箱的下部。该校准器内部采用连接管路依次连接了氮箱、电磁 阀、干燥过滤器、固体氮源、微型气累和电磁阀，构成了氮源气路。采用连接管路依次连接了 氮箱、电磁阀、电磁阀和微型气累，构成了氮箱排氮气路；揽拌风扇安装于氮箱内部，用于将 氮箱内的氮气揽拌均匀；氮箱上设有取样孔，位于氮箱的中屯、位置，与氮箱连通，取样孔由 2~4个常闭快接头构成追制电路板通过线路连接所有电磁阀和微型气累，控制每个电磁 阀和微型气累的开启和关闭；LCD显示屏和按键安装在控制电路板上，与电路板之间用数 据线相连。机箱下部侧面开孔，将LCD显示屏和按键露出，便于对校准器进行操作；电源模 块将交流市电转换为直流电，供给控制电路板。
[0014] 通过电磁阀的切换操作，使氮源气路在对氮箱的补氮模式和氮源排出积累氮的排 氮模式之间相互切换。具体为：当电磁阀10和13开启，同时电磁阀9和12关闭时，为氮源 对氮箱补氮模式；当电磁阀10和13关闭，同时电磁阀9和12开启时，为氮源排出积累氮的 模式。
[0015] 采用外置微型流气式固体氮源，活度为5~20kBq;氮箱内氮浓度可W设定为 800Bq/m3、1500Bq/m3和 3000Bq/m3^个浓度点。
[0016] 氮箱内氮浓度控制和调节算法是通过控制电路板上的微处理器编程实现；按键用 于对氮箱的氮浓度值进行设置操作，LCD显示屏用于显示校准器当前的氮浓度值和运行状 态fs息。
[0017] 使用氮气对氮箱及固体氮源进行初始排空和运行后的排氮吹洗，能降低氮箱本底 值，进一步提高氮浓度控制精度。
[0018] 氮箱采用气密结构，其内部氮浓度调节是通过电路板控制氮源和排氮气路进行切 换，并采用开环式间歇补氮控制算法实现氮浓度的自动控制和调节。因此不需要外部的氮 浓度监测仪器。采用外置微型流气式固体氮源，活度为5~20kBq;氮箱内氮浓度可W设定 为800Bq/m3、1500Bq/m3和3000Bq/m3^个浓度点。氮浓度调节和控制算法通过控制电路板 16上的微处理器编程实现；按键用于对氮箱氮浓度值进行设置操作，LCD显示屏用于显示 校准器当前的氮浓度值和运行状态等信息。为进一步提高氮浓度控制准确度，在校准器进 行补氮前，可使用氮气代替室内大气对氮箱和氮源进行初始排氮，W及运行后的排氮吹洗， W降低氮箱中的氮本底，进一步提高氮浓度控制精度。
[0019] 本实用新型的优点：氮浓度采用微处理器实现开环式自动稳定控制，无需外接氮 浓度监测仪器。该校准器体积小，重量轻，无需计算机等复杂控制装置，可将校准器携带至 用户现场，广泛应用于地震预报、环境监测等领域使用的固定安装型测氮仪的现场校准。
【附图说明】：
[0020] 图1为本实用新型一种便携式测氮仪校准器结构示意图；
[0021] 图2为本实用新型一种便携式测氮仪校准器实施外观图；
[0022] 图3