防爆型伽玛、中子与气溶胶监测仪
一．防爆型区域辐射监测系统与软件
（1）核辐射监测系统设计
本系统通过计算机远程集中监测、监视和监控，完成对核辐射区域工作环境辐射超标的辐射剂量率（包括累计剂量）实时监控及场所辐射剂量率安全和准确判断人员在辐射环境中的安全情况，也可由此判断反应堆重屏蔽层的完整性。
本系统以工业控制计算机作为上位机，通过由双绞线连接的RS-485通讯网络，来实时采集安装在现场的各路在线辐射安全报警装置和与其对应的伽玛探头的测量数据。
（2）系统特点
n 核辐射区域监测过程实现全自动远程控制；
o 监测过程由工业计算机，智能化仪表和光电执行部件构成，全过程以工业计算机作为控制大脑，预先设置好合适的参数即可自动完成监测过程的数据采集、声光报警、高低双阈值报警等功能。
o 该系统的可靠性指标及自动化程度都接近或超过国内外同类产品水平。
n 集中式控制系统结构
o 与分布控制模式相比具有较高的可靠性与并行处理能力，同时具有微机全自动、人工手动二种操作工况，各种工况可以任意切换，并且可以在各工况间传递数据，为用户提供了极大的灵活性。
n 操作简便、实用性强
o 控制软件人机界面比较友好，所有的操作只需在一个控制面板上就可全部完成，简单易用，实用性强。
n 技术上的先进性
1.区域核辐射监测系统功能模块示意图
 图 现场实际应用中的多路伽玛辐射探测系统示意图
2.区域辐射监测系统独立软件
1）主模块及界面
该模块是本软件核心的模块，其功能主要实现对监测主机的数据实时采集，将采集到的数据以文本框和图谱的形式显示出来。
软件的界面上有对应探头的监测数据，报警灯的状态，报警喇叭的状态，并用颜色的深浅表示辐射剂量率水平，如果想查看某探头一段时间的测量数据，可双击对应探头的文本框，软件中将出现该探头一段时间的实时采集图谱。同时该模块环境安全阈值与报警高阈值的切换功能。
主模块及界面初步设计如图所示。
图 主界面图
注：供货产品以实物为准
二、区域辐射监测系统的处理主机与各探测单元
1.监测系统就地测量处理主机（防爆型与普通型二种）
n 挂壁式主控箱，铝制外壳
n 智能化设计：微电脑控制，点阵式液晶显示，中文状态条提示操作及状态。
n 报警阈值：低值、高值、故障（失效）三种报警，报警阈值在测量范围内可任意设置
n 可外接多个探头，这里设计为接6个探头
n 标准RS485接口：可将采集数据传送给上位机。
n 日历时钟功能；
n 工作电源：AC220V交流电源。
2.防爆型γ探测器（半导体探测器或者GM管）
n 测量范围：剂量率：0.01µSv/h～1Sv/h（半导体可达16Sv/h）
n 探测器：金属GM计数管、或硅半导体探测器
n 能量响应：30Kev~3Mev
n 相对误差：≤±15%-30%
n 测量时间：1--120秒可编程设置
n 报警阈：0.25、2.5、10、20（μSv/h）、自行设置
n 显示单位：剂量率：μSv/h、μGy/h、μR/h；累计剂量：nSv；计数率：CPS
n 通讯：USB通讯接口，仪器可存储800条数据，并可导出到软件
n 辐射剂量管理软件提供文字表格、曲线图形显示
n 普通型铁制外壳，非防爆型。
n 使用环境：温度-15℃～+50℃、相对湿度(在30℃温度下)≤95％
3. 防爆型区域中子探头
区域中子辐射监测系统的重要设备，主要用于对存在有活化中子的区域内的中子剂量水平进行监测，并通过两两双绞的 4 芯屏蔽电缆将监测信息转换成数字信号上传至就地处理箱，区域中子探测装置与就地主机之间采用 RS485协议通讯。
1）技术指标：
r 探测装置类型：3He 正比计数管
r 探测射线：中子
r 测量范围：0.01μSv/h～100000μSv/h
r 采用RS485协议与就地处理箱通讯
r 相对固有误差：≤20%
r 能量响应：对 Am-Be 和 252Cf 源的能量响应偏差小于 50%
r 报警响应时间≤10s
r 设备外壳防护等级 IP65
r 可靠性：MTBF（平均无故障时间）≥5000h
r 维修性：MTTR（平均维修时间）≤0.5h
r 按 GJB152A 规定的方法，电磁兼容性通过了 11 项实验。
r 外形尺寸：Φ×H ≤200X260mm
r 重量：≤4kg
注：尺寸与重量可以根据应用要求改造定制。
设备在下列环境条件下可正常工作：
r 环境温度 0℃～60℃
r 湿度：95%（温度为 45℃），并有凝露
r 盐雾、油雾、霉菌
r 冲击、振动
2）性能特点
r 设备采用防水防尘设计
r 探测装置电源电路采取过压保护、过流保护以及防浪涌措施
r 探测装置采用密闭铝制壳体，保证内部电磁屏蔽的完整性
r 智能化探头，具有自检功能，数字信号通讯
r 抗冲击、抗震动、满足 GJB152A 电磁兼容性要求
4.放射性气溶胶与碘监测仪
1）测量系统描述
该系统可连续监测气溶胶的体积活度，测量的对象是放射性气体，有一个注入、存留和置换这种放射性气体的空间，这种空间我们称之为样品室。样品室除需有一定的体积，适合气载放射性气溶胶、碘、惰性气体的注入和置换外，更要适合a/b与g辐射和b辐射的探测。
就a/b放射性气溶胶分析测量，采用半导体探测技术，本底低、操作简单，加上采用计数测量与数据处理由微机完成，样品的计数测量时间可任意设置，累积计数、计数率和活度可动态显示，因此使用更加方便。
就g辐射和b辐射的探测，样品室直接由探测b射线的塑料闪烁体制作，由探测g射线的NaI晶体将闪烁体（样品室）封装起来。
2）技术特点
（1） 连续监测放射性气溶胶、碘、惰性气体的体积活度
（2） 超过预设的报警域值发出报警
（3）辐射事故后测量规范RG 1-97
（4）对气溶胶测量采取天然Ra、Th本底补偿
（5）采用1024道谱分析对定量识别碘同位素
3）技术规格
（1） 探测辐射： 气溶胶：α/β/γ
（2）探测器：
气溶胶：大面积双半导体探测器PIPS
（3）测量范围：
气溶胶： α：10-2－104Bq/m3 ·
β：1－107Bq/m3 ·
碘：3.7－3.7×106Bq/m3 ·
高辐射水平可达：3.7×103－3.7×10,15Bq/m3
（4）能量范围：
气溶胶α：4.2MeV－5.5MeV ，β：80keV－2MeV ，γ：5keV－3MeV ·
（5） 防护级别：IP44 ·
（6）采样管直径：
进气管：φ25.4mm ·
排气管：φ12mm ·
（7）工作温度 ,环境湿度，尺寸根据应用要求设计制造。
4）气溶胶测量技术指标
a探测器：
（1）4π探测效率
（2）本底计数
（3） 能量分辨率
7 ~ 8%（对f20mm的239Pu标准源,空气层厚度约2 ~ 3mm，两路均同）
b探测器：
由超薄闪烁晶体及光电倍增管和前置放大器组成，其技术指标如下：
（1） 4π探测效率：
（2）本底计数：
采样流量³60L/min。
本监测仪用可判断限值LC表示监测灵敏度。
在普通天然本底条件下，其监测灵敏度为：
对a气溶胶：LC(a) ≤ 0.01 Bq/m3；
对β气溶胶：LC(β) ≤ 1.0 Bq/m3。
在高（103-104 Bq/m3）本底情况下，其监测灵敏度为：
对a气溶胶：LC(a) ≤ 0. 5 Bq/m3；
对β气溶胶：LC(β) ≤ 30 Bq/m3。
（3）具有超阈报警功能与先进的控制系统软件
（4）尺寸体积与重量：850X350X450mm,25公斤。
r 存在甲烷、乙烯、丙烷等爆炸危险气体场所及粉尘环境
r 耐高温、耐辐照、抗冲击振动、宽量程
r 设备采用防爆设计，防爆等级达到 ExdⅡBT3 级别
r 探测装置电源电路采取过压保护、过流保护以及防浪涌措施
r 探测装置采用密闭不锈钢壳体，保证内部电磁屏蔽的完整性
r 满足 GJB152A 电磁兼容性要求
主要用于存在有爆炸危险性气体和蒸气的高剂量 γ 辐射场监测以及一般环境下的 γ 辐射场监测。
|
