一种GM计数管环境应力一致性检验的方法与流程

本发明涉及一种gm计数管环境应力一致性检验的方法，属于适用于核辐射监测技术及应用领域，用于gm计数管一致性检验。

背景技术：

gm计数管在质量一致性检验过程中，电性能、辐射探测性能、环境适应性三大性能中，出问题最多的是环境适应性中，gm计数管高、低温环境应力。gm计数管高、低温环境下工作特性在相关检验和验收规范中规定：1、计数管在常温下，标准剂量率点得到的辐射灵敏度，分散性应不大于±15％；2、计数管能在高温(+50℃)和低温(-40℃)下正常工作，相对常温计数率变化不应超过±15％。据现有验收和使用情况来看，经过高、低温试验以后，计数管超差数量较多，而对于规范中±15％置信度为多少，没有具体明确。

在放射性领域，由于计数的统计性，测量数据应服从某一理论分布，将试验数据同这种理论分布进行比较，比较的结果产生差异，即从某种概率意义上说明这种差异是否显著，如果显著，则说明试验测量中存在问题；反之，则认为测量数据正常。从概率上可知试验数据的可信水平，常用的检验方法有：x²(卡方)检验、t检验、f检验等；其中x²检验：是一种用途很广的假设检验方法，主要比较两个及两个以上样本率以及两个分类变量的关联性分析。t检验适用范围：检验总体中是否存在差异、检验总体中的单一值是否等于0或者某一个数值。f检验主要用于：均数差别的显著性检验、分离各有关因素并估计其对总变异的作用、分析因素间的交互作用、方差齐性检验等情况。但是gm计数管检验和验收时，由于计数管数量庞大，计数管的测量数据很多，如果采用上述方法，测量人员得到数据后需要耗费很长的时间计算和处理，现有的检验方法费时费力，故寻找一种既可靠又能快速判断gm计数管一致性的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有计数管环境应力检验验收规范中给出的分散性不大于±15％和相对常温计数率变化不应超过±15％置信度不明确的问题，给出一种既可靠又能快速判断gm计数管一致性的方法。

本发明采用的技术方案：gm计数管环境应力一致性检验的方法步骤如下：

步骤一：计算gm计数管灵敏度平均值和方差值，测量计数管在常温下的计数ni，根据计数ni算出gm计数管灵敏度xi的平均值和方差值其中r为辐射源的剂量率，单位为gy/h，灵敏度单位为cps/(gy/h)，灵敏度xi的平均值方差值n为gm计数管的总数，n＞20；

步骤二：画出控制线，即在普通坐标的纵坐标上，按值分别画五条横线：最上面一条为为上控制限，在处画出一条线，为上警告限，中心线为值，在处再画出一条线，为下警告限，最下面一条为为下控制限；

步骤三：判断常温下gm计数管灵敏度值有无异常，将常温下计数管的灵敏度值xi点到步骤二中的控制线上，当计数管的灵敏度值xi在上控制限和下控制限以外，则将相应的计数管剔除，记录剔除的gm计数管管号和数量n1；

步骤四：判断高温下gm计数管的一致性，测量计数管在高温下的计数，换算为灵敏度x1i后，点到步骤二中的纵坐标上，当计数管的灵敏度值x1i在上控制限和下控制限以外，则将相应的计数管剔除，记录剔除的gm计数管管号和数量n2；

步骤五：判断低温下gm计数管的一致性，测量计数管在低温下的计数，换算为灵敏度x2i后，点到步骤二中的纵坐标上，当计数管的灵敏度值x2i在上控制限和下控制限以外，则将相应的计数管剔除，记录剔除的gm计数管管号和数量n3；

步骤六：计算gm计数管一致性；当前测量的gm计数管常温下的一致性值为高温下的一致性值低温下的一致性值

计数管使用场合不同，要求也不尽相同，可以将概率区间调整为落在这两个区间的概率分别为95.5％、68.3％。概率区间越小，计数管的一致性要求就越高，

根据步骤二中画出的控制线，在和处分别再画两条横线，将gm计数管进行分类：落在之间的gm计数管作为i级品，落在和之间的gm计数管作为ii级品，落在和之间的gm计数管作为iii级品，落在以外的gm计数管作为iv级品。

本发明的有益效果：该方法是将常温下gm计数管的灵敏度平均值和方差值作为参考，画出控制线，再将测量得到的gm计数管常温、高温、低温灵敏度值点到控制线上。该方法中，所有gm计数管落到区间内的概率为99.7％，而落在此区间外的概率为0.3％，视为异常样品应该剔除；此判断依据是“小概率的实际不可能性”的原理；此原理可靠，操作方法简单易操作，如果知晓前一年的gm计数管数据，将前一年的试验数据作为判断依据，往后的试验数据只需要点到控制线上即可判断gm计数管的一致性，不用再反复处理。根据此原理根据gm计数管不用的应用场合和用途将gm计数管进行有效分类。该检验方法原理简单可靠，计算方法简便，不需要耗费大量人力物力即可完成，节约劳动成本，也提高了工作效率。

附图说明

图1检验方法流程图

图2常温下计数管灵敏度一致性结果图

图中：n为常温下计数管γ辐射灵敏度的平均值，σ为常温下计数管γ辐射灵敏度的标准偏差，▲为300只gm计数管常温下γ辐射灵敏度值；横坐标为计数管编号，纵坐标为常温下计数管γ辐射灵敏度，单位为cps/(mgy/h)。

图3高温下计数管适应性结果图

图中：n为常温下计数管γ辐射灵敏度的平均值，σ为常温下计数管γ辐射灵敏度的标准偏差，▲为300只gm计数管高温下γ辐射灵敏度值；横坐标为计数管编号，纵坐标为高温下计数管γ辐射灵敏度，单位为cps/(mgy/h)。

图4低温下计数管适应性结果图

图中：n为常温下计数管γ辐射灵敏度的平均值，σ为常温下计数管γ辐射灵敏度的标准偏差，▲为300只gm计数管低温下γ辐射灵敏度值；横坐标为计数管编号，纵坐标为低温下计数管γ辐射灵敏度，单位为cps/(mgy/h)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实例1

一次实验中，从2000多只端窗式gm计数管中随机抽取300只，在γ剂量率为5mgy/h，温度为20℃时做常温试验，间隔10s记录计数管计数，试验时每只管子记录5次。

步骤一：将5次结果取均值，并换算成灵敏度，处理试验结果。如图2所示为计数管在常温下300只计数管灵敏度数据。图中，n为常温下计数管γ辐射灵敏度的平均值为43353.0cps/(mgy/h)，σ为常温下计数管γ辐射灵敏度的标准偏差4613.5。

步骤二，以3σ为判断标准，3σ＝13840.5从图2中可见，测量得到的常温灵敏度数据大部分落在[n-3σ，n+3σ]值为29512.5～57193.5之间，编号为68、69计数管灵敏度值落在这个区间之外，即68、69号计数管得到的辐射灵敏度与其它计数管得到的辐射灵敏度为同一类型数据的概率为0.3％，即68、69号计数管与其它计数管为同一类型的概率为0.3％，可以断定68、69号管为异常计数管，将两只gm计数管剔除。

步骤三：对于核监测装备在设计和制造中，应该充分的考虑到各种环境因素的影响，以保证在规定的环境应力应用下具有良好的适应性。作为核监测装备的关键件，计数管在出厂前会对计数管的环境应力适应性进行检验，高低温环境工作的要求如下：将计数管置于恒温箱内，在标准试验条件下，采取标准测试电路，将恒温箱(器)内温度以0.1℃/min(6℃/h)～0.5℃/min(30℃/h)的速率升至50±2℃(降温至-40±1℃)，保持4h后，测高温(低温)下γ计数率。

gm计数管的环境适应性的好坏，是以计数管在常温下所得结果作为标准进行比对。将步骤二中的298只计数管，采用标准电路，在γ剂量率为5mgy/h，温度分别为50℃、-40℃温度下，分别做高、低温试验，试验时间隔10s记录298只计数管高、低温的计数，试验时每只管子计数记录5次，将所得试验结果平均并换算成灵敏度，运用平均数控制图法处理试验结果。

步骤四：如图3所示为计数管在高温下所得试验数据。

以3σ为判断标准，从图3中可见，测量得到的高温数据全部落在[n-3σ，n+3σ]之间，即298只计数管在高温环境下所得数据与常温环境下所得数据为同一类的概率为99.7％，无异常数据出现，所以在高温环境下计数管一致性能力好。

步骤五：从图4中可见，测量得到的低温数据全部落在[n-3σ，n+3σ]之间，即298只计数管在低温环境下所得数据与常温环境下所得数据为同一类的概率为99.7％，无异常数据出现，所以在低温环境下计数管适应性能力好。

步骤六：根据步骤四和步骤五中的试验结果可知，该型端窗式gm计数管的环境应力的一致性能力非常好，数据均能落到[n-3σ，n+3σ]，无异常数据。

以常温数据作为标准，高温试验中处于[n-σ，n+σ]之间的计数管占总数的73.0％，处于[n-2σ，n-σ]和[n+σ，n+2σ]之间的计数管占总数的22.3％，其它占4.7％；低温试验中处于[n-σ，n+σ]之间的计数管占总数的70.3％，在[n-2σ，n-σ]和[n+σ，n+2σ]之间的计数管占总数的24.7％，其它占5％。这些数据比例与往年gm计数管的分类比例接近，该方法可用于gm计数管的分类。