一種新型α氣溶膠測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術屬于核輻射測量儀器領域，具體涉及一種用于對空氣中的人工α氣溶膠濃度測量的裝置。包括電源、測量室、探測器、低噪聲屏蔽同軸電纜、前置放大器、主放大器、單道處理板和顯示模塊，其中測量室中放置采集樣品托盤，安裝探測器和前置放大器，前置放大器的輸入端與探測器相配合，輸出信號經過低噪聲屏蔽同軸電纜和主放大器相連；單道處理板包括單道部分和處理部分，單道部分采用六路模數轉換裝置控制三個通道的上下甄別閾值，三通道分別是人工道、天然道和補償道；CPU對單道板輸出的脈沖信號進行處理分析，并得到最終結果。經試驗驗證，本實用新型專利技術一種新型α氣溶膠測量裝置工作穩定，探測效率57％以上，可以在多種環境下快速得到測量結果。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于核輻射測量儀器領域，具體涉及一種用于對空氣中的人工a氣溶膠濃度測量的裝置。
技術介紹
放射性氣溶膠是指懸浮在空氣中的帶有放射性的固體或液體粒子。從鈾礦開采、礦石加工、鈾的精制到核燃料元件制造以及核能發電等過程中，都可能涉及到各種放射性 物質的生產與操作，這些放射性物質在生產與操作過程中，可能會產生放射性微粒物質而彌散于空氣中形成放射性氣溶膠；或者，放射性的微粒物或揮發物附著或凝聚到空氣中的普通粉塵粒子上而使非放射性的氣溶膠成為放射性氣溶膠。放射性氣溶膠可分為a氣溶膠、0氣溶膠和Y氣溶膠。從輻射防護角度講，人們主要關心的是a氣溶膠；a氣溶膠隨空氣進入人體內部而形成的內照射，對人體具有較大危害。要實現a氣溶膠的測量，需要進行采樣，通過對被收集在樣品中的a活度測量和相對應的采樣體積，可計算出取樣空氣中的a活度濃度。能量甄別法適用于a氣溶膠的測量。形成人工a氣溶膠的幾種具有a放射性的核素所發出的a粒子能量與天然本底中幾種a放射性核素所發射的a粒子能量是不同的，這就為我們通過能量甄別的方法將他們加以區分提供了條件。核素不同，a粒子的能量不同，引起a計數的脈沖幅度會有不同，則能譜的峰位各自不同。利用具有不同甄別閾的脈沖幅度分析器，將他們各自分開而分別進行計數，就把天然本底的a計數與需要監測的長壽命核素的a計數區分開了。這就是能量甄別法的基本原理。但是，這是屬于理想的情況。實際情況是，各種核素的氣溶膠粒子累積在濾紙樣品上時，因濾紙表面特性以及氣溶膠的質量厚度的影響，即使是以同一能量發出的a粒子，經探測器而形成的脈沖幅度大小并不完全一致，使得各自的a能譜“展寬”，因而會在不同的計數道內引起計數，更主要的是各自的a譜前端都有一個長的“拖尾”形成相互疊加。可見，在所設定的測量長壽命核素的a粒子的計數道內，可能會有小部分或相當一部分天然本底的a粒子也將在這種計數道內引起計數，使得測出的長壽命a計數中，仍然包含有相當一部分甚至比應該測得的計數還要多的天然本底計數。對這部分干擾到長壽命a計數道內的天然本底計數，還必須進行補償或修正而加以扣除才能得到真正的a污染計數。這就是能量甄別修正法即首先利用分析道實施分道計數而把天然本底“甄別”掉，再對天然本底在長壽命計數道弓I起的計數實施補償修正。由于環境中氡釷子體氣溶膠的存在，人工a氣溶膠測量的關鍵是要扣除掉氡釷子體帶來的影響，而得到真正的人工a氣溶膠測量值。目前，a氣溶膠測量儀器的測量方式主要包含以下兩種I.衰變法測量首先，它先通過采樣裝置進行空氣采樣，將氣溶膠粒子過濾到濾紙上，將樣品置放3-4天甚至更長時間，待氡釷子體完全衰變后，再將樣品拿到實驗室，通過輻射測量儀(多采用閃爍探測器)對樣品進行放射性活度測量，然后，計算出空氣中a氣溶膠體積活度即濃度值2.在線測量該類儀表將取樣裝置與測量單元合為一體，在測試現場抽氣取樣，測量單元通過內置的算法計算，即時給出a氣溶膠測量值。衰變法是最簡單、最可靠的氣溶膠的測量方法；但主要缺點是耗時以及測量值不能較快給出(需要等待3-4天才能得出結果)。在線測量可以即時得出測量結果，但是受探測方法的限制，其測量精度和準確度較低，從實際應用來看，其對使用場所條件要求較高，不適合部分環境惡劣工況下使用。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是，提供一種與衰變法相比大大降低了測量周期和響應時間；與在線法相比，測量精度和準確度都有較大提高，同時對使用環境的要求較低的新型a氣溶膠測量裝置。為了實現這一目的，本技術的技術方案是，一種新型a氣溶膠測量裝置，包括電源、測量室、探測器、低噪聲屏蔽同軸電纜、前置放大器、主放大器、單道處理板和顯示模塊，其中，電源包括變壓器和濾波器，分別與探測器、前置放大器、主放大器、單道處理板和顯示模塊連接；測量室中放置采集樣品托盤，安裝探測器和前置放大器，前置放大器的輸入端與探測器相配合，輸出信號經過低噪聲屏蔽同軸電纜和主放大器相連；利用探測器和前置放大器對放射性物質信號進行探測轉化成電信號并進行初次放大；將放大后的電信號輸入主放大器進行進一步的信號濾波、成型、放大，為單道處理板提供輸入信號；單道處理板包括單道部分和處理部分，單道部分采用六路模數轉換裝置控制三個通道的上下甄別閾值，三通道分別是人工道、天然道和補償道；CPU對單道板輸出的脈沖信號進行處理分析，并得到最終結果。進一步的，如上所述的一種新型a氣溶膠測量裝置，其中，單道部分三個通道的閾值調節范圍在0 9V。進一步的，如上所述的一種新型a氣溶膠測量裝置，其中，人工道的上下甄別閾值分別為3V和IV，天然道的上下甄別閾值分別為9V和3. 2V，補償道的上下甄別閾值分別為 3. 8V 和 3. 2V。進一步的，如上所述的一種新型a氣溶膠測量裝置，其中，探測器采用鈍化注入平面硅探測器，具體型號為CANBERRA公司的PIPS CAM450AM，有效探測面積為450mm2，有效探測直徑為23. 9mm。進一步的，如上所述的一種新型a氣溶膠測量裝置，其中，探測器工作電壓為24V,變壓器單獨輸出一組AC21V，經整流穩壓后輸出DC24V給探測器提供高壓。進一步的，如上所述的一種新型a氣溶膠測量裝置，其中，單道處理板中處理部分的CPU采用型號為ARM Cortex-M3的大規模集成芯片控制器。進一步的，如上所述的一種新型a氣溶膠測量裝置，其中，顯示模塊采用5. 7英寸的彩色液晶顯示觸摸屏，以圖形界面的方式提供包括單道上下閾值、測量時間、修正系數、報警閾值等參數的輸入功能；顯示包括測量數據、測量時間、報警狀態、操作人員信息等儀器運行狀態。采用本技術的儀器可快速測量空氣中的人工a氣溶膠濃度和天然氡釷子體的濃度，測量結束可自動顯示濃度值，最小可探測濃度小于O.OlBq/m3。并且可顯示出各個道的計數值；在儀器運行中，根據使用情況可以在測量范圍內設置報警閾值。當測量結果超過所設報警閾值時，儀器給出報警聲音和液晶顯示提示報警，報警閾值在其范圍內連續可調。經試驗驗證，本技術一種新型a氣溶膠測量裝置工作穩定，探測效率57%以上，穩定性小于I %，本底顯著降低，可以在多種環境下較為快速的得到測量結果。附圖說明圖I是本技術一種新型a氣溶膠測量裝置的結構原理示意圖；圖2是本技術一種新型a氣溶膠測量裝置的雙道能量甄別法原理圖。圖中，I-電源，2-測量室，3-探測器，4-前置放大器，5-低噪聲屏蔽同軸電纜，6-主放大器，7-單道處理板，8-單道部分，9-處理部分，10-顯示模塊。具體實施方式以下結合附圖對本技術進行詳細說明。如圖I所示，本技術一種新型a氣溶膠測量裝置，包括電源I、測量室2、探測器3、低噪聲屏蔽同軸電纜5、前置放大器4、主放大器6、單道處理板7和顯示模塊10，其中，電源I包括變壓器和濾波器，分別與探測器3、前置放大器4、主放大器6、單道處理板7和顯示模塊10連接，為上述裝置供電；測量室2中放置采集樣品托盤，安裝探測器3和前置放大器4，前置放大器4的輸入端與探測器3相配合，輸出信號經過低噪聲屏蔽同軸電纜5和主放大器6相連；利用探測器3和前置放大器4對放射性物質信號進行探測轉化成電信號并進行初次放大；將放大后的電信號輸入主放大器6進行進一步的信號濾波、成型本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：花鋒，李朝輝，劉杰，李蓉，
申請(專利權)人：西安核儀器廠，
類型：實用新型
國別省市：