一种辐射监测系统的制作方法

本发明涉及监测装置领域，特别涉及一种辐射监测装置。

背景技术：

环境辐射监测是对设施周围环境中放射性污染水平，以及向环境的释放情况进行的测量，广义的环境监测包括流出物监测和环境监测。

环境辐射监测是对环境γ辐射水平及中子剂量当量率进行监测。对于含ⅰ、ⅱ类密封源的设施，其辐射环境监测分为使用前辐射环境水平调查、使用期间的辐射环境监测和退役后的环境辐射监测三类。

目前，在新一代γ谱仪和高灵敏γ剂量率仪产品中，nai(tl)探测器及其能谱分析技术在国内外都被广泛采用。但是这些监测分析设备监测灵敏度低，也无法实现无人值守放射性核素分析，无法应用在γ剂量率在线监测工作的场合。

技术实现要素：

针对现有技术中监测分析设备监测灵敏度低，无法实现无人值守放射性核素分析，无法应用在γ剂量率在线监测工作的场合的技术问题，本发明提供了一种辐射监测系统，利用用于低量程剂量率测量的闪烁探测器和用于高量程剂量率测量的gm计数管对信号进行采集，nai(tl)闪烁探头输出的核脉冲信号经过模拟电路的调理和模数转换(adc)后，得到的数字核脉冲信号送入数字多道(dmca)进行核脉冲信号处理、脉冲计数和幅度谱合成，然后经微处理器(mpu)处理后，得到经能响补偿的剂量率。gm计数管输出信号经计数电路处理后，送入微处理器，经换算得到高量程剂量率。剂量率测量结果可通过有线或无线数据接口发送到数据监控中心。这种装置应用于边境和城市、核电站等涉核场所及重点地区的环境剂量率监测与核事故应急监测，承担近核设施辐射剂量率区、核事故后人员撤离计划区等现场需要无人值守放射性核素分析及γ剂量率在线监测工作的场合，为指挥部门实时掌握重点区域现场信息、评估辐射泄漏事态发展、定性定量判定核事故/事件演变阶段等提供基础信息。

本发明提供的一种辐射监测系统，包括监测终端和监控中心，所述监测终端内设有探测器探头、模拟电路模块、模数转换模块、数字多道分析器和微处理器，探测器探头和模拟电路模块电性连接，模拟电路模块通过模数转换模块和数字化多道分析器电性连接，数字化多道分析器和微处理器电性连接，所述监测终端和监控中心通讯连接。

本发明中，监控中心包括计算机和计算机处理方法，所述的计算机处理方法包括如下步骤：

(1)收集各个监测终端上传的核与辐射信息。

(2)判断每个监测终端上传的核与辐射信息是否大于警戒值。

(3)判断后大于警戒值的显示到计算机上，同时当辐射信息大于警戒值时开启声光报警器。

本发明中，模拟电路模块包括核脉冲调理电路、模数转换电路和用于gm计数管剂量率测量的脉冲成形电路。

本发明中，数字信号处理模块含有数字多道子系统和mpu子系统。

本发明中，监控终端外部设有金属外壳。

本发明中，金属外壳内还设有电池，电池分别和探测器探头、模拟电路模块、模数转换模块、数字多道分析器、微处理器电性连接。

本发明中，金属外壳分为上外壳和下外壳，探测器探头设置在上外壳中，模拟电路模块、模数转换模块、数字多道分析器、微处理器和电池设置在下外壳中。

本发明中，下外壳下设有支架。

本发明中，探测器探头包括闪烁探测器和gm计数管。

本发明中，金属外壳上设有网络数据接口或者sim卡插入口，网络数据接口或者sim卡插入口和微处理器电性连接。

本发明的有益效果:

本发明提供的一种辐射监测系统，为需要无人值守、放射性核素分析及γ剂量率在线监测的场合提供了一种有效的手段，可为指挥部门实时掌握重点区域现场信息、评估辐射泄漏事态发展、定性定量判定核事故/事件演变阶段等提供基础信息，在辐射监测领域具有广泛的适用性。

说明书附图

图1为本发明的监测终端外观结构示意图。

图2是本发明监测终端剖视结构示意图。

图3是本发明的总体设计原理框图。

图4是本发明的监测硬件总体设计框图。

图5是本发明系统框图。

图6为本发明数据处理流程图。

图7为本发明数据采集模块原理框图。

图8为本发明脉冲调理电路原理图。

图9为本发明fgpa信号处理模块框图。

图10为本发明pxa270嵌入式处理器结构及外设资源。

图1-2中，1-上外壳，2-探测器探头，3-电池，4-下外壳，5-模拟电路模块、模数转换模块、数字多道分析器和微处理器，6-支架。

具体实施方式

下面结合图1-10和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，但本发明的方法不限于下述实施例。

本发明中所用到的微处理器、nai(tl)闪烁探头、gm计数管、2g/3g/4g天线、金属外壳等能够普通市场途径采购或者定制获得，本发明所用到的闪烁探测器nai(tl)的型号为ch158-06改进型探测器；gm计数管型号为世纪电子的zp1314；mpu处理器型号为pxa270；数字多道分析器型号为fpgaep3c10f256c8n。

实施例一：本发明辐射监测系统

如说明书附图3-10所示，本发明提供的一种辐射监测系统，包括监测终端和监控中心，所述监测终端内设有探测器探头、模拟电路模块、模数转换模块、数字多道分析器和微处理器，探测器探头和模拟电路模块电性连接，模拟电路模块通过模数转换模块和数字化多道分析器电性连接，数字化多道分析器和微处理器电性连接，所述监测终端和监控中心通讯连接。

本发明中，监控中心包括计算机和计算机处理方法，所述的计算机处理方法包括如下步骤：

(1)收集各个监测终端上传的核与辐射信息。

(2)判断每个监测终端上传的核与辐射信息是否大于警戒值。

(3)判断后大于警戒值的显示到计算机上，同时当辐射信息大于警戒值时开启声光报警器。

本发明中，模拟电路模块包括核脉冲调理电路、模数转换电路和用于gm计数管剂量率测量的脉冲成形电路，所述核脉冲调理电路如说明书附图8所示。

本发明中，数字信号处理模块含有数字多道子系统和mpu子系统。

本发明中，监控终端外部设有金属外壳。

本发明中，金属外壳内还设有电池和高低压电源电路，高低压电源电路用于给探测器和其它模块电路提供工作电源。外接220v50hz电源供电。外界电源和高低压电源电路电性连接，仪器内置锂电池，具有断电续航能力，电池和高低压电源电路分别和探测器探头、模拟电路模块、模数转换模块、数字多道分析器、微处理器电性连接。

本发明中，金属外壳分为上外壳和下外壳，探测器探头设置在上外壳中，模拟电路模块、模数转换模块、数字多道分析器、微处理器和电池设置在下外壳中。

本发明中，下外壳下设有支架，所用支架为安装三脚架。

本发明中，探测器探头包括nai(tl)闪烁探头和gm计数管。

本发明中，金属外壳上设有网络数据接口或者sim卡插入口，网络数据接口或者sim卡插入口和微处理器电性连接。

实施例二：本发明辐射监测系统对比试验

和目前市售的新一代γ谱仪和高灵敏γ剂量率仪相比，本发明提供的一种辐射监测系统，可单点或多点布设。操作简易、测量灵敏度高、结果准确、性能可靠，可自动连续监测环境周围剂量当量率。

通过验证测试试验得知，本发明系统灵敏度为：

①周围剂量当量率量程：20nsv/h～1sv/h(高、低量程切换点为80μsv/h)；

②相对固有误差：<±20％；

③可测能量范围：50kev～3mev；

④相对能量分辨率：8％(137cs662kev处)；

⑤多道道数：1024；

⑥核素库：包含不少于12种常见放射性核素，包括241am、137cs、60co、133ba、131i、152eu、155eu、22na、40k、232th、235u、238u等；

⑦响应时间：3s。

通过本发明的检测数据可以看出，本发明的监测系统比目前市售的新一代γ谱仪和高灵敏γ剂量率仪的灵敏度高出一个数量级，相应时间短，监测的核素全面。

如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。