一种基于静电收集除湿的在线测氡方法与流程

本发明涉及核电子探测，尤其涉及一种基于静电收集除湿的在线测氡方法。

背景技术：

1、静电收集法测氡原理：氡气的衰变子体po218带正电，在静电场的作用下附集到半导体探测器的表面，衰变时产生的α粒子在半导体探测器上产生电离，通过检测电离时产生的电荷从而计算出α粒子的能量，通过换算得到氡气的浓度。

2、在po218附集的过程中，带正电荷的po218衰变子体很容易与极化的水蒸气分子中和变成中性粒子，无法在静电场的作用下吸附在半导体探测器表面，影响探测效率；另外样品气体温度和湿度的变化，也会影响氡气浓度的测量。因此采用静电收集法测氡一般采用干燥剂干燥样品气体的方法，降低样品气体的湿度，比如美国生产的rad7测氡仪将样品气体通过干燥剂将湿度降低到10％以下进行测量，这种方法需要经常更换干燥剂。再例如目前最广泛采用的半导体制冷技术，虽然能对样品气体除湿干燥，但如果样品气体的湿度大、温度低时，此时样品气体的露点温度很低，要对气体制冷进行除湿，可能制冷温度需要低于霜点温度，造成制冷腔体内结冰，导致制冷腔体排水口堵塞，不适合长时间测氡需要。

3、还有一种方法就是样品气体不进行干燥，而通过软件采用温湿度补偿算法对所测氡气浓度进行补偿。由于因氡气的温度和湿度变化范围都很大，收集效率与温度和湿度的关系复杂，定型分析计算较难，而且在测量高湿度气体时因收集效率低，存在很大的偏差，目前主要用于学术研究，尚未实现商用。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于静电收集除湿的在线测氡方法，通过加热氡气，提高氡气的露点温度，再进行除湿，通过将高湿样品气体除湿后变成低湿度气体，然后对低湿度样品气体氡浓度进行湿度补偿，提高不同环境温度情况下的除湿效果，特别适合低温、高湿度的样品气体氡浓度测量，除湿后的低湿度样品氡气浓度湿度补偿范围小，算法简单，测量准确。

2、本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于静电收集除湿的在线测氡方法，包括以下步骤：

3、s1、样品气体在采样泵的作用下，通过过滤瓶将样品气体中的杂质过滤，获得干净的样品气体；

4、s2、干净的样品气体进入加热单元，根据设定的加热温度t1进行加热，获得温度为t1的样品气体；

5、s3、温度为t1的样品气体进入制冷腔体，通过设定的制冷温度t2，使制冷腔体的样品气体温度为t2，获得温度为t2的样品气体，制冷产生的冷凝水在蠕动泵的作用下从排水口排出制冷腔体；

6、s4、温度为t2的样品气体经过过滤芯将氡衰变子体过滤，获得过滤后的样品气体，进入静电收集腔；

7、s5、过滤后的样品气体在静电收集腔中高压静电场的作用下，带正电的po218原子吸附在半导体探测器的表面，衰变产生的α粒子能量在半导体探测器上产生电离形成电信号，通过检测电信号测量出α粒子的能量，从而推导出样品气体中氡浓度。

8、步骤s2所述的加热温度t1根据半导体制冷除湿效果需要，结合露点温度与制冷温度的温度差确定。

9、加热温度t1由温度传感器测得，并在在线测氡仪的控制下恒定。

10、步骤s3所述的制冷温度t2为约高于霜点温度，保证制冷腔体内不结冰。

11、制冷温度t2由温湿度传感器测得，并在在线测氡仪的控制下恒定。

12、步骤s5所述过滤后的样品气体中氡浓度经过氡室标定和湿度补偿，进一步得到样品气体的真实浓度。

13、所述湿度补偿包括以下过程：在标准氡室中，对不同湿度的标准样品气体进行氡浓度测量，得到不同湿度下的氡浓度，分别记为ca1、ca2、…、can；对同样不同湿度的标准样品气体分别采用步骤s1至s5进行处理，利用温湿度传感器检测的不同湿度下的氡浓度值，分别记为cb1、cb2、…、cbn；计算不同湿度下的湿度补偿系数，分别记为

14、

15、本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：

16、(1)本发明提供的一种基于静电收集除湿的在线测氡方法通过对样品气体加热提高露点温度，然后制冷，加大露点温度与制冷温度的温度差，提高除湿效率，特别适合低温高湿样品的氡浓度检测；

17、(2)本发明提供的一种基于静电收集除湿的在线测氡方法采用湿度补偿算法，对除湿后的低湿度样品气体氡浓度根据湿度补偿算法进行补偿，提高氡气测量准确率。

技术特征：

1.一种基于静电收集除湿的在线测氡方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于静电收集除湿的在线测氡方法，其特征在于：步骤s2所述的加热温度t1根据半导体制冷除湿效果需要，结合露点温度与制冷温度的温度差确定。

3.根据权利要求2所述的基于静电收集除湿的在线测氡方法，其特征在于：加热温度t1由温度传感器测得，并在在线测氡仪的控制下恒定。

4.根据权利要求1所述的基于静电收集除湿的在线测氡方法，其特征在于：步骤s3所述的制冷温度t2为约高于霜点温度，保证制冷腔体内不结冰。

5.根据权利要求4所述的基于静电收集除湿的在线测氡方法，其特征在于：制冷温度t2由温湿度传感器测得，并在在线测氡仪的控制下恒定。

6.根据权利要求1所述的基于静电收集除湿的在线测氡方法，其特征在于：步骤s5所述过滤后的样品气体中氡浓度经过氡室标定和湿度补偿，进一步得到样品气体的真实浓度。

7.根据权利要求6所述的基于静电收集除湿的在线测氡方法，其特征在于：所述湿度补偿包括以下过程：在标准氡室中，对不同湿度的标准样品气体进行氡浓度测量，得到不同湿度下的氡浓度，分别记为ca1、ca2、…、can；对同样不同湿度的标准样品气体分别采用步骤s1至s5进行处理，利用温湿度传感器检测的不同湿度下的氡浓度值，分别记为cb1、cb2、…、cbn；计算不同湿度下的湿度补偿系数，分别记为

技术总结
本发明提供了一种基于静电收集除湿的在线测氡方法，通过加热氡气，适当提高氡气的露点温度，再进行除湿，通过将高湿样品气体除湿后变成低湿度气体，然后对低湿度样品气体氡浓度进行湿度补偿，提高不同环境温度情况下的除湿效果，特别适合低温、高湿度的样品气体氡浓度测量，除湿后的低湿度样品氡气浓度湿度补偿范围小，所需算力小，测量准确。

技术研发人员：汪天照,魏烈祥,张晶,张威,王长江,阳琴
受保护的技术使用者：湖北方圆环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15