一种放射源屏蔽体装置及其控制电路的制作方法

本实用新型属于放射源的防护技术领域，具体地涉及一种放射源屏蔽体装置其控制电路。

背景技术：

随着核技术研究及应用的快速发展，各种放射性废物大量产生，放射性废物处置前必须对其核素及活度进行准确鉴别和测量，基于γ扫描技术的废物桶测量是常见的测量方式，在γ扫描测量中采用放射源对测量介质密度进行测量及校正，另外在放射源的应用中利用标准放射源对辐射测量设备校正标定，以及利用放射源进行辐照处理等，这些放射源存储在专用屏蔽体中，对放射源的打开和关闭，目前用电动屏蔽门实现，在工作过程中特别是断电状况下存在屏蔽门不到位，需要人工复位和检修，导致测量误差大，设备工作可靠性低，严重影响工作人员人体健康。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中断电情况下屏蔽门不到位需要人工复位和检修导致测量误差，提供一种放射源屏蔽体装置及其控制电路。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种放射源屏蔽体装置，包括屏蔽体和控制箱，屏蔽体由内到外依次设置的铜、铅和钢组成，首先由铜对放射源进行屏蔽，透射的γ射线再由铅板进行衰减，最后一层钢板对γ射线进行衰减，不同材料吸收了次级辐射，从而减小了放射源对环境的影响，提升了在同样厚度的钢或铅板的屏蔽效果，例如：“首先由3mm厚的铜对放射源进行射线阻挡，然后由100mm厚的铅对放射源进行射线屏蔽，最后由12mm厚的钢进行最后屏蔽；”屏蔽体中心设置有发射孔，发射孔一端设置有放射源盖，另一端设置有挡束器，挡束器用于遮挡放射源的射线束；

挡束器上下两端均设置有行程开关，行程开关用于检测挡束器的打开或关闭，利用上下分别设置的行程开关，实现对挡束器是否打开和关闭的双重检测，挡束器上侧还设置有用于控制挡束器在行程方向上移动的电磁铁，当电磁铁通电时，电磁铁产生强大的磁力，会使得挡束器上升，当电磁铁断电时，由于失去磁力的作用，挡束器本身具有较大的重力，会慢慢下降，直至关闭发射孔，避免了挡束器不能有效打开和关闭，提高了控制和测量的可靠性。

工作原理：所述屏蔽体对放射源的屏蔽由铜、铅和钢从内到外组成，首先由铜对放射源进行射线阻挡，然后由密度更大的铅对放射源进行射线屏蔽，最后由钢进行最后屏蔽，实现对放射源的有效屏蔽，达到环保要求；

所述控制箱包含电磁铁、行程开关和、挡束器和插座，电磁铁在控制电路的控制下控制挡束器打开和关闭，行程开关检测挡束器是否打开，行程开关检测挡束器是否关闭。

本实用新型的进一步优选，所述挡束器采用钨钢制成。

本实用新型的进一步优选，所述挡束器直径为发射孔直径的3倍，长度大于80mm，比如，发射孔10直径的5mm，挡束器的直径为15mm，挡束器的长度为82mm，挡束器材料采用钨钢。

本实用新型的进一步优选，在掉电和关闭状态下挡束器中心与发射孔中心重合。

本实用新型的进一步优选，所述发射孔为由内到外依次缩小的阶梯状结构，发射孔的小头端与挡束器相邻,使得发射源在射线方向上逐渐缩小，并且使得发射孔末端的方向需要较小量的挡束器，进行阻挡，实现小型化和模块化的控制。

一种放射源屏蔽体装置的控制电路，包括用于控制三极管q1的控制模块和电源vcc1，所述电源vcc1连接有电磁铁l1，电磁铁l1并联连接有二极管d1，电磁铁l1连接有第一电流支路和第二电流支路，第一电流支路包括三极管q1，第二电流支路包括电阻r7，第一电流支路末端接地连接有电源地gnd2，第二电流支路末端接地连接gnd。

本实用新型的进一步优选，所述控制模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c1、比较器u1和光耦合器u2，光耦合器u2的发光二极管正端连接电阻r4，光耦合器u2的发光二极管负端连接电源地gnd1，比较器u1的同相端连接电阻r1和电阻r2，比较器u1的反相端连接电阻r3和电阻c1，比较器u1的输出端连接电阻r4的一端，电阻r1的一端连接电阻r2和电阻u1的同相端，电阻r1的另一端连接电源vcc1，电阻r2的一端连接电阻r1和电阻u1的同相端，电阻r2的另一端连接电源地gnd1，电阻r3的一端连接电容c1正极和比较器u1的反相端，电阻r3的另一端连接电源vcc1，电容c1的正极连接电阻r3和比较器u1的反相端，电容c1的负极端连接电源地gnd1，电阻r4的一端连接光耦合器u2的发光二极管正端。

本实用新型的进一步优选，所述光耦合器u2的光接收集电极接电阻r5，电阻r5的另一端连接电源vcc2，光耦合器u2的光接收发射极接电阻r6，电阻r6的另一端连接三极管q1基级。

本实用新型的进一步优选，所述电磁铁l1的一端接电源vcc2，另一端接二极管d1的正极、三极管q1集电极和电阻r7，电阻r7的另一端接电源地gnd2，二极管d1的负极接电源vcc2。

工作原理：所述控制电路vcc1和vcc2同时上电后，电阻r1和电阻r2分压提供比较器u1正相输入端，而比较器u1反相输入端电压由电阻r3和电容c1组成的积分电路从0至vcc缓慢上升，从而比较器u1的输出开始一段时间为高电平输出，等待一定时间后为低电平输出，从而控制光耦合器u2的光接收发射极与光接收集电极先导通一段时间，后关闭，进而控制三极管q1的q1先导通一段时间，然后截止，进而实现了电磁钢启动时电流大，正常工作是由于串联电阻r7降低了电流，确保了长时间工作时功耗低，消除了电磁特的长时间大电流工作导致发热烧坏电磁钢问题，降低了工作功耗，提高了工作可靠性；

所述控制电路上电后，比较器u1的同相端电位为r2÷(r1+r2)×vcc1，而比较器u1的反相端从0开始，经过r3向c1充电缓慢上升至vcc1,当反相端超过r2÷(r1+r2)×vcc1时，比较器的输入端由高电平变为低电平，经过光耦合器u2及q1控制电磁铁l1线圈是否串接r7，从而实现启动电磁铁时功率大，电流大，启动后工作电流小，功耗低，降低了电磁钢发热量。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型采用钢、铅和铜复合体形成放射源的屏蔽体，提升了在同样厚度的钢板或铅板构建的屏蔽体的屏蔽效果，用钨钢作为挡束器，其直径为准直器孔直径的3倍，长度大于80mm，关闭挡束器时有效阻挡γ射线，提高了测量精度，采用拉式电磁铁带动挡束器实现发射源打开和关闭，利用挡束器重力断电自动复位，以及行程开关检测挡束器位置，采用积分电路与基准电平比较，通过光耦合器实现不同电压等级的隔离，以及三极管的驱动实现是否在电磁钢的线圈中是否串联功率电阻，达到启动功率大，正常工作时功率小，从而在电磁钢线圈上发热量大幅降低，提高可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的剖视结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的控制电路结构示意图。

附图标记及对应的零部件名称：

1-屏蔽体，2-控制箱，3-电磁铁，4-行程开关，5-挡束器，6-放射源盖，7-钢，8-铅，9-铜，10-发射孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合图1-3对本实用新型作详细说明。

实施案例一：一种放射源屏蔽体装置，包括屏蔽体1和控制箱2，屏蔽体1由内到外依次设置的铜9、铅8和钢7组成，首先由铜9对放射源进行屏蔽，透射的γ射线再由铅8板进行衰减，最后一层钢7板对γ射线进行衰减，不同材料吸收了次级辐射，从而减小了放射源对环境的影响，提升了在同样厚度的钢7或铅8板的屏蔽效果，例如：“首先由3mm厚的铜9对放射源进行射线阻挡，然后由100mm厚的铅8对放射源进行射线屏蔽，最后由12mm厚的钢7进行最后屏蔽；”屏蔽体1中心设置有发射孔10，发射孔10一端设置有放射源盖6，另一端设置有挡束器5，挡束器5用于遮挡放射源的射线束；

挡束器5上下两端均设置有行程开关4，行程开关4用于检测挡束器5在行程方向上移动，利用上下分别设置的行程开关4，实现对挡束器5是否打开和关闭的双重检测，挡束器5上侧还设置有用于控制挡束器5在行程方向上移动的电磁铁3，当电磁铁3通电时，电磁铁3产生强大的磁力，会使得挡束器5上升，当电磁铁3断电时，由于失去磁力的作用，挡束器5本身具有较大的重力，会慢慢下降，直至关闭发射孔10，避免了挡束器5不能有效打开和关闭，提高了控制和测量的可靠性。

工作原理：屏蔽体1对放射源的屏蔽由铜9、铅8和钢7从内到外组成，首先由铜9对放射源进行射线阻挡，然后由密度更大的铅8对放射源进行射线屏蔽，最后由钢7进行最后屏蔽，实现对放射源的有效屏蔽，达到环保要求；

控制箱2包含电磁铁3、行程开关4和、挡束器5和插座，电磁铁3在控制电路的控制下控制挡束器5打开和关闭，行程开关4检测挡束器5是否打开，行程开关4检测挡束器5是否关闭。

挡束器5采用钨钢7制成，作为一个常规的选择。

实施案例二：挡束器5直径为发射孔10直径的3倍，长度大于80mm，比如，发射孔1010直径的5mm，挡束器5的直径为15mm，挡束器5的长度为82mm，挡束器5材料采用钨钢7，在掉电和关闭状态下挡束器5中心与发射孔10中心重合，发射孔10为由内到外依次缩小的阶梯状结构，使得发射源在射线方向上逐渐缩小，发射孔的小头端与挡束器相邻,并且使得发射孔10末端的方向需要较小量的挡束器5，进行阻挡，实现小型化和模块化的控制。

实施案例三：一种放射源屏蔽体装置的控制电路，包括用于控制三极管q1的控制模块和电源vcc1，所述电源vcc1连接有电磁铁l1，电磁铁l1并联连接有二极管d1，电磁铁l1连接有第一电流支路和第二电流支路，第一电流支路包括三极管q1，第二电流支路包括电阻r7，第一电流支路末端接地连接有电源地gnd2，第二电流支路末端接地连接gnd。

所述控制模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c1、比较器u1和光耦合器u2，光耦合器u2的发光二极管正端连接电阻r4，光耦合器u2的发光二极管负端连接电源地gnd1，比较器u1的同相端连接电阻r1和电阻r2，比较器u1的反相端连接电阻r3和电阻c1，比较器u1的输出端连接电阻r4的一端，电阻r1的一端连接电阻r2和电阻u1的同相端，电阻r1的另一端连接电源vcc1，电阻r2的一端连接电阻r1和电阻u1的同相端，电阻r2的另一端连接电源地gnd1，电阻r3的一端连接电容c1正极和比较器u1的反相端，电阻r3的另一端连接电源vcc1，电容c1的正极连接电阻r3和比较器u1的反相端，电容c1的负极端连接电源地gnd1，电阻r4的一端连接光耦合器u2的发光二极管正端。

所述光耦合器u2的光接收集电极接电阻r5，电阻r5的另一端连接电源vcc2，光耦合器u2的光接收发射极接电阻r6，电阻r6的另一端连接三极管q1基级。

所述电磁铁l1的一端接电源vcc2，另一端接二极管d1的正极、三极管q1集电极和电阻r7，电阻r7的另一端接电源地gnd2，二极管d1的负极接电源vcc2。

所述比较器u1的同相端电阻r2≥2r1，u1的反相端连接的r3和c1满足启动电磁铁l1的时间(t1)要求，即0.7×r3×c1×r2÷(r1+r2)>t1；

所述电磁铁l1为拉式电磁钢，电磁铁l1的拉杆机械连接发射源挡束器；

所述数比较器u1的型号为lm324；

所述光耦合器u2的型号为pc357n；

所述电磁铁l1的型号为tau1683，其通电率为100﹪。

工作原理：所述控制电路vcc1和vcc2同时上电后，电阻r1和电阻r2分压提供比较器u1正相输入端，而比较器u1反相输入端电压由电阻r3和电容c1组成的积分电路从0至vcc缓慢上升，从而比较器u1的输出开始一段时间为高电平输出，等待一定时间后为低电平输出，从而控制光耦合器u2的光接收发射极与光接收集电极先导通一段时间，后关闭，进而控制三极管q1的q1先导通一段时间，然后截止，进而实现了电磁钢启动时电流大，正常工作是由于串联电阻r7降低了电流，确保了长时间工作时功耗低，消除了电磁特的长时间大电流工作导致发热烧坏电磁钢问题，降低了工作功耗，提高了工作可靠性。

所述控制电路上电后，比较器u1的同相端电位为r2÷(r1+r2)×vcc1，而比较器u1的反相端从0开始，经过r3向c1充电缓慢上升至vcc1,当反相端超过r2÷(r1+r2)×vcc1时，比较器u1的输入端由高电平变为低电平，经过光耦合器u2及q1控制电磁铁l1线圈是否串接r7，从而实现启动电磁铁时功率大，电流大，启动后工作电流小，功耗低，降低了电磁钢发热量。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。