一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置及方法与流程

本发明涉及辐射防护监测技术领域，具体涉及一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置及方法。

背景技术：

核设施运行过程中不可避免会向环境、工作场所等放出或泄露放射性气溶胶，为监控核设施是否异常或者核设施还是正常运行都需要对核设施开展放射性气溶胶的连续监测，因这些过程中的气载放射性物质会含有酸性物质，容易腐蚀探测等系统，此类环境下核设施监测典型的探测器损坏时间在1-2月内，部分情况数天甚至不到1天探测器就会损坏，该类设施的辐射监测探测器寿命远远低于普通环境探测器使用典型寿命2到5年，如果采用更换探测器方式实现监测，则为此每年仅探测器更换费用每设施可能高达千万；虽然国外具有一定防酸性物质的探测器，其是对探测器材料做了一些性能改善，但其相较普通探测器贵数倍且技术和专利不向国内提供等不足，使得核能的发展成本极大的增加且难以确保核设施安全、保护人员和环境。为此有必要有一种可有效延长探测器在该类环境使用寿命的监测装置。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够有效延长气溶胶探测器使用寿命的防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置，包括取样机构、气溶胶探测机构和抽气泵，所述取样机构包括取样管路、设在取样管路路径上用于沉积放射性气溶胶的滤纸和用于控制滤纸向气溶胶探测机构移动的走纸机构，取样管路的出口与抽气泵连接；所述气溶胶探测机构包括气溶胶探测器；所述取样管路的前端设有气溶胶取样除湿装置，气溶胶取样除湿装置与滤纸之间的取样管路上设有第一阀门；

还包括气体吹扫机构，所述气体吹扫机构包括空气过滤器以及与空气过滤器连接的吹扫管路，吹扫管路与第一阀门与滤纸之间的取样管路连通，吹扫管路上设有第二阀门；第二阀门与第一阀门互为互斥阀门；

所述气溶胶探测器与取样机构的取样点之间按照预设距离分开设置。

进一步，如上所述的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置，还包括设置在气溶胶探测器的探测面对面的负压机构，在进行放射性气溶胶的测量时，滤纸位于负压机构与气溶胶探测器之间。

进一步，如上所述的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置，所述负压机构包括负压管路和与负压管路连接的负压泵，负压管路上设有用于调节负压压强的第三阀门。

进一步，如上所述的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置，所述负压泵为所述抽气泵，所述负压管路与滤纸与抽气泵之间的取样管路连通。

进一步，如上所述的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置， 所述气溶胶探测器的探测面上覆盖有一层薄膜。

进一步，如上所述的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置，还包括用于对气溶胶探测器的探测面进行吹扫的辅助吹扫机构。

进一步，如上所述的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置，所述放射性气溶胶连续监测装置设置于真空室中。

基于上述的防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测方法，包括以下步骤：

(1)打开抽气泵、第一阀门和第三阀门，关闭第二阀门，由取样管路入口进入的负载有放射性气溶胶的气载放射性物质通过气溶胶取样除湿装置除湿降酸后到达滤纸，气载放射性物质中的放射性气溶胶沉积在滤纸上；

(2)关闭第一阀门，打开第二阀门，经过空气过滤器过滤后的空气由吹扫管路进入到取样管路，空气气流对滤纸周围的酸性气体进行吹扫；

(3)打开走纸机构，走纸机构控制滤纸向气溶胶探测机构移动，使滤纸到达气溶胶探测器的下方，由气溶胶探测器完成对滤纸上所沉积的放射性气溶胶的测量。

进一步，如上所述的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测方法，当放射性气溶胶连续监测装置还包括设置在气溶胶探测器探测面对面的负压机构时，步骤(3)中，滤纸到达气溶胶探测器的下方时，滤纸位于负压机构与气溶胶探测器之间，负压机构提供负压，减少滤纸上的酸性气体向气溶胶探测器探测面的挥发。

进一步，如上所述的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测方法，当放射性气溶胶连续监测装置还包括用于对气溶胶探测器的探测面进行吹扫的辅助吹扫机构，步骤(3)中，滤纸到达气溶胶探测器的下方时，辅助吹扫机构对气溶胶探测器进行吹扫，减少酸性气体向探测器探测面的挥发。

本发明的有益效果在于：本发明所提供的放射性气溶胶连续监测装置及方法，有效延长了放射性气溶胶探测器的使用寿命，解决了酸性物质条件下气载放射性物质测量的测量的难题，降低了监测开支，为工作人员的安全提供了保障。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中提供的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置的结构示意图；

图2为图1中取样机构与气溶胶探测机构的部分结构示意图；

图3为本发明具体实施方式中提供的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1示出了本发明具体实施方式中提供的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测装置的结构示意图，如图中所示，该连续监测装置包括取样机构、气溶胶探测机构和抽气泵1，其中，所述取样机构包括取样管路2、设在取样管路2路径上用于沉积放射性气溶胶的滤纸3和用于控制滤纸3向气溶胶探测机构移动的走纸机构，取样管路2的出口与抽气泵1连接；所述气 溶胶探测机构包括气溶胶探测器4；其中，所述取样管路2的前端设有气溶胶取样除湿装置5，气溶胶取样除湿装置5与滤纸3之间的取样管路上设有第一阀门6；该监测装置还包括气体吹扫机构，所述气体吹扫机构包括空气过滤器7，与空气过滤器7连接的吹扫管路9，吹扫管路9与第一阀门6与滤纸3之间的取样管路连通(吹扫管路与滤纸上方的取样管路连通)，吹扫管路9上设有第二阀门8；第二阀门8与第一阀门6互为互斥阀门；所述气溶胶探测器4与取样机构的取样点之间按照预设距离分开设置。

本实施方式中所提供的上述连续监测装置，在工作时，首先打开第一阀门6，关闭第二阀门8，进行放射性气溶胶的取样，取样具体过程为：抽气泵1用于提供整个监测装置的取样动力，从而确保负载有放射性气溶胶的气载放射性物质进入到取样管路2中，所述气载放射性物质进入由取样管路2的入口进入后，首先经由位于取样管路前端气溶胶取样除湿装置5进行除湿处理，以降低酸性物质的酸性环境形成的可能性，气溶胶取样除湿装置5同时起到了除湿降酸的作用，经过除湿降酸处理后的气载放射性物质到达滤纸3后，其中的放射性气溶胶沉积在滤纸3上，实现对放射性气溶胶的取样；完成取样后，关闭第一阀门6，打开第二阀门8，通过吹扫机构引入无污染清洁气体(优选无污染干净的空气)对滤纸3上可能存在的酸性物质进行短时间吹扫，以减少气溶胶探测器4对滤纸3沉积的放射性气溶胶进行探测时酸性物质对探测器造成的损坏，吹扫机构的动力也是由抽气泵1提供，吹扫的时间可以根据实际需要进行设定；完成吹扫后，由走纸机构控制滤纸3向气溶胶探测机构的气溶胶探测器4移动，图中箭头c所示为走纸机构的走纸方向，滤纸移动到气溶胶探测器4的下方后，由气溶胶探测器4完成滤纸3上所沉积放射性气溶胶的探测。其中，取样管路2的进气口的朝向优选与气载放射性物质气流方向相反的方向，以便于取样，如图1中所示，箭头a所示为进气方向(进气方向与进气口方向相反)，箭头b所示为气载放射性物质的气流 方向。

当然，该监测装置还包括与抽气泵1连接的排气管路，进入取样管路2的气体(取样时引入的气体、吹扫机构引入的气体等)经由排气管路排出，图1中取样管路的箭头方向即为进入取样管路的气体的走向，箭头f为排气管路中气体的走向。

由图1可以看出，本实施方式中所提供的监测装置的取样机构和气溶胶探测机构是分离设置的，如图2所示，气溶胶探测器4与取样机构的取样点(取样时滤纸3所在的位置)之间的预设距离可以根据实际需要进行设置，通过取样与探测的分离设置，为取样后的待探测样品中可能存在的酸性物质提供更充分的挥发时间和空间，从而减低探测时对探测器的损坏。图2中箭头方向为走纸机构的走纸方向。

本实施方式中，所述气溶胶取样除湿装置5采用现有的除湿装置即可，例如可以采用专利号为201420548826.7中所公开的气溶胶取样除湿装置。

本实施方式中，所述监测装置还可以包括设置在气溶胶探测器4探测端面的对面的负压机构，在进行放射性气溶胶的测量时，滤纸3位于负压机构与气溶胶探测器4之间。如图1所示，所述负压机构包括负压管路10和与负压管路10连接的负压泵，负压管路10上设有用于调节负压压强的第三阀门11。负压泵用于产生负压，负压的压强应确保不会损坏滤纸3上的待探测样品，同时应保证有效降待探测样品中可能存在的酸性物质向气溶胶探测器4的探测面的挥发，负压的压强可以通过第三阀门11进行调节控制，通常可选50pa至2000pa。

所述负压泵可以选用不同于抽气泵的泵体，也可以采用所述抽气泵1，本实施方式中，负压泵优选为抽气泵1，此时，所述负压管路10与滤纸3与抽气泵1之间的取样管路连通。图1中，箭头d所示的方向为负压的方向。

为了更好的保护气溶胶探测器4，所述气溶胶探测器4的探测面上还可 以覆盖有一层薄膜，薄膜的厚度可根据待探测的放射性气溶胶中放射性物质的射线特性确定，通常优选厚度均匀、厚度小于10ug/cm³的薄膜。

本实施方式中，该监测装置还可以包括用于对气溶胶探测器4的探测面进行吹扫的辅助吹扫机构12，如图1所示，该辅助吹扫机构12可以直接采用风扇实现，箭头e所示为风扇的风向，由风扇引出探测器表面附近的酸性气体，降低对探测器的腐蚀。优选的，辅助吹扫机构12的风向与负压机构所提供的负压方向不重合。

除图1中所示的各部分外，所述监测装置还包括气溶胶监测时通用的放射性构成，如气溶胶探测器4的探测结果通过前放、主放、多道、计算机处理后，将最终测量结果显示在就地处理数据系统的显示屏上，数据处理优选iso-11929方法，同时优选支持lan/wan的tcp/ip远程通讯和数据传输，rs-232、485远程数据传输通讯等。监测装置还可设置报警阈值，并有声光报警装置；优选设置两个或两个以上的报警阈值，当探测到的放射性气溶胶的浓度超过报警阈值时可声光报警。

为了保证监测过程的安全性，所述放射性气溶胶连续监测装置设置于真空室中。

图3示出了基于本实施方式中所提供的放射性气溶胶连续监测装置的一种防酸性物质腐蚀的放射性气溶胶连续监测方法的流程图，由图中可以看出该方法主要包括以下几个步骤：

步骤s1：通过取样机构进行放射性气溶胶的取样，对样品进行除湿降酸后使样品中的放射性气溶胶沉积在滤纸上；

步骤s2：由吹扫机构对滤纸周围的酸性气体进行吹扫；

步骤s3：由走纸机构控制滤纸移动到气溶胶探测器的下方，气溶胶探测器完成对放射性气溶胶的探测。

首先打开抽样泵抽气泵、第一阀门和第三阀门，关闭第二阀门，由抽样泵抽气泵提供动力，由取样管路入口进入的负载有放射性气溶胶的气载放射性物质通过气溶胶取样除湿装置除湿降酸后到达滤纸处进入取样管路，气载放射性物质中的放射性气溶胶沉积在滤纸上，完成了放射性气溶胶的取样，之后关闭第一阀门，打开第二阀门，经过空气过滤器过滤后的干净空气进入吹扫管路，之后进入到第一阀门与滤纸之间的取样管路，空气气流完成对滤纸表面的吹扫，吹扫滤纸周围区域存在的酸性气体，完成吹扫后，打开走纸机构，走纸机构控制滤纸向气溶胶探测机构移动，使滤纸到达气溶胶探测器的下方后停止，由气溶胶探测器完成对滤纸上所沉积的放射性气溶胶的测量。

当放射性气溶胶连续监测装置还包括设置在气溶胶探测器探测端面的对面的负压机构时，在滤纸到达气溶胶探测器的下方并位于负压机构与气溶胶探测器之间时，负压机构会提供负压，在气溶胶探测器探测时减少滤纸上的酸性气体向气溶胶探测器探测面的挥发。

当放射性气溶胶连续监测装置还包括用于对气溶胶探测器的探测面进行吹扫的辅助吹扫机构时，在滤纸到达气溶胶探测器的下方时，辅助吹扫机构对气溶胶探测器的附近区域进行吹扫，减少酸性气体向探测器探测面的挥发。

采用本发明所提供的放射性气溶胶连续监测装置及方法，可有效降低酸性物质的形成以及酸性物质对气溶胶探测器造成的腐蚀损坏，延长气溶胶探测器的使用寿命，降低气溶胶监测的成本，为保护相关工作人员的安全提供了保障。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。