为本实用新型一种便携式测氮仪校准器实例氮浓度控制流程图；
[0023] 图4为本实用新型一种便携式测氮仪校准器实例测试数据曲线图。
[0024] 图中：1、箱体；2、氮箱；3、揽拌风扇；4、取样孔；5、固体氮源；6、微型气累1 ;7、微 型气累2 ;8、干燥过滤器；9~14、电磁阀1~6 ;15、连接管路；16、控制电路板；17、LCD显 示屏；18、按键；19、电源模块。
【具体实施方式】
[00巧]W下实施案例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[00%] 本实施案例设计了一个完整的便携式测氮仪校准器。该校准器机箱外形轮廓是 一个约为54(高）X42(宽）X42(厚）cm的箱形。氮箱位于校准器上部，内腔尺寸约为 44 (高）X38 (宽）X38 (厚）cm,容积约为63. 5升。氮箱为气密结构，确保氮箱与外界无泄 漏。校准器机箱下部为抽屉式控制机箱，机箱内含固体氮源、干燥过滤器、电磁阀、微型气 累、控制电路板、电源模块等部件。揽拌风扇安装于氮箱内部，用于将氮箱内氮气揽拌均匀； 取样孔与氮箱连通，由4个常闭快接头构成，用于被检仪器从氮箱中取出氮气，并在测量完 成后送回氮箱，构成密闭的气路循环；控制电路板安装在抽屉式控制机箱面板后面，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、按 键和电源开关安装于控制电路板上部，并在机箱面板上开窗和打孔露出，便于使用人员对 校准器进行设置和操作；电源模块将交流市电转换为直流电，供给控制电路板。该校准器实 例如图2所示。
[0027] 在控制机箱内，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 型气累等，构成了氮源气路，可对氮箱进行补氮或对固体氮源进行排空；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，可在运行结束后排出氮箱内的氮 气。
[0028] 该校准器实例技术指标如下：
[0029]a.氮箱容积：63.化；
[0030] b.氮浓度控制范围：800Bq/m3、1500Bq/m3和 3000Bq/m3S个浓度点； 阳0川 C.氮浓度准确性：《10% ;
[0032]d.氮浓度稳定性：±3%~±10%;
[0033]e.氮箱漏气率：《0.5%。
[0034] 本校准器实例在对氮箱补氮的环节，采用的是间歇式补氮的方式。校准器有=个 可选氮浓度，为800Bq/m3、1500Bq/m3、3000Bq/m3=种浓度值。在每个浓度点上对测氮仪的 校准操作都是相同的流程。W800Bq/m3为例，在补氮开始前，用标准测氮仪对已经排氮的 氮箱内的氮浓度本底值进行测定，测定10个值后取平均值作为氮箱的本底氮浓度，之后就 可W开启校准器运行。打开打开校准器电源开关，通过按键选定浓度点800Bq/m3,然后输入 刚才测得的本底氮浓度，按确认后开始补氮。若之前采用氮气代替室内大气对氮箱进行排 氮操作，则可跳过本底测量操作。
[0035] 补氮的流程分为=步。第一步为固体氮源排空，W排除氮源累积氮气。此时控制 电路板会将固体氮源两端连接大气的电磁阀和气累打开，将氮源内之前累积的氮排出。必 须做运一步是因为固体氮源在密闭情况下会不断累积氮，将累积的氮排尽W保证后续补氮 的准确性。第二步则是持续对氮箱进行补氮，氮源两端与氮箱连接的电磁阀开启（同时另 两个与大气连接的电磁阀关闭），对氮箱进行进行补氮，持续一定时间后氮箱内氮浓度达到 800Bq/m3。第S步则为间歇补氮过程，根据数学模型计算当氮浓度达到误差上限值时停止 补氮，并将气路切换为排氮源累积氮模式。而当氮箱氮浓度达到误差下限值时，则再次转换 为补氮模式，当第S步运行的总时间达到3小时后，则氮箱内氮浓度达到基本平衡稳定状 态，此后便可W对测氮仪进行校准。要达到更高的氮浓度值则直接从低浓度的基础上完成 下一个完整的补氮流程即可。本校准器实例氮浓度控制流程如图3所示。
[0036] 本校准器实例在完成后进行了各项技术指标的试验测试。W氮箱内氮浓度准确性 测试为例，该测试从19:40至次日8:30,使用标准测氮仪每隔20分钟监测一次氮箱内浓度 值，氮浓度目标为1500Bq/m3模式下的测试数据曲线如图4所示。
[0037] 该测试数据表明，在目标浓度1500Bq/m3模式下，氮箱内平均氮浓度为1533. 3Bq/ m3(平均浓度取的时间为第二天7:40~8:30)。误差值U2= (C平均-C标准）/C标准，可 得1500Bq/m3模式下误差为U2 = 2. 2%。
【主权项】
1. 一种便携式测氡仪校准器，其特征在于：该校准器包括机箱（I)、氡箱（2)、搅拌风扇 (3)、取样孔（4)、固体氡源（5)、微型气栗（6、7)、干燥过滤器（8)、电磁阀（9~14)、连接管 路（15)、控制电路板（16)、LCD显示屏（17)、按键（18)和电源模块（19);其中氡箱（2)、搅 拌风扇⑶和取样孔位⑷于机箱⑴的上部；固体氡源（5)、微型气栗（6、7)、干燥过滤器 (8)、电磁阀（9~14)、控制电路板（16)、LCD显示屏（17)、按键（18)和电源模块（19)位于 机箱（1)的下部；该校准器内部采用连接管路（15)依次连接了氡箱（2)、电磁阀（9、10)、 干燥过滤器（8)、固体氡源（5)、微型气栗（6)和电磁阀（12、13)，构成了氡源气路；采用连 接管路（15)依次连接了氡箱（2)、电磁阀（11、14)和微型气栗（7)，构成了氡箱⑵排氡气 路；搅拌风扇⑶安装于氡箱⑵内部；氡箱⑵上设有取样孔⑷，位于氡箱⑵的中心 位置，与氡箱（2)连通，取样孔（4)由2~4个常闭快接头构成；控制电路板（16)通过线路 连接所有电磁阀和微型气栗，控制每个电磁阀和微型气栗的开启和关闭；LCD显示屏（17) 和按键（18)通过数据现与控制电路板（16)相连，并和电源模块（19) 一同安装于机箱（1) 的下部；机箱⑴下部面板开孔，将LCD显示屏（17)和按键（18)露出，便于操作；电源模块 (19)将交流市电转换为直流电，供给控制电路板（16)。2. 根据权利要求1所述便携式测氡仪校准器，其特征在于：氡箱（2)采用气密结构，其 内部氡浓度调节是通过电路板（16)控制氡源和排氡气路进行切换，并采用开环式间歇补 氡控制算法实现氡浓度的自动控制和调节。3. 根据权利要求1所述便携式测氡仪校准器，其特征在于：通过电磁阀（9、10、12、13) 的切换操作，使氡源气路在对氡箱的补氡模式和氡源排出积累氡的排氡模式之间相互切 换；具体为：当电磁阀（1〇、13)开启，同时电磁阀（9、12)关闭时，为氡源对氡箱补氡模式； 当电磁阀（1〇、13)关闭，同时电磁阀（9、12)开启时，为氡源排出积累氡的模式。4. 根据权利要求1所述便携式测氡仪校准器，其特征在于：采用外置微型流气式固体 氡源（5)，活度为5~20kBq;氡箱内氡浓度可以设定为800Bq/m3、1500Bq/m3和3000Bq/m3 三个浓度点。5. 根据权利要求1所述便携式测氡仪校准器，其特征在于：氡箱（2)内氡浓度的调节 和控制算法是通过控制电路板（16)上的微处理器编程实现；按键（18)用于对氡箱（2)的 氡浓度值进行设置操作，LCD显示屏（17)用于显示校准器当前的氡浓度值和运行状态信 息。6. 根据权利要求1所述便携式测氡仪校准器，其特征在于：选择使用氮气对氡箱（2) 和固体氡源（5)进行初始排空及运行后的排氡吹洗，能降低氡箱本底值，进一步提高氡浓 度控制精度。
【专利摘要】本实用新型涉及一种便携式测氡仪校准器。该校准器采用铝合金等轻质材料为主加工制作，整个装置为一体化结构，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。该校准器包括机箱、氡箱、搅拌风扇、取样孔、固体氡源、微型气泵、干燥过滤器、多个电磁阀、若干连接管路、控制电路板、LCD显示屏、按键和电源模块。校准器可设定为800Bq/m3、1500Bq/m3和3000Bq/m3三个浓度点，氡浓度采用微处理器实现开环式自动稳定控制，无需外接氡浓度监测仪器。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氡仪的现场校准。
【IPC分类】G01T1/00
【公开号】CN204945385
【申请号】CN201520743649
【发明人】王仁波, 张雄杰, 瞿金辉, 黄凡
【申请人】东华理工大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月24日