專利名稱：一種故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種輻射監(jiān)測裝置，具體來說，是一種能在無人值守的條件下，對
環(huán)境核輻射進(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集與處理，當(dāng)發(fā)生故障后能及時處置使其恢復(fù)到正常狀態(tài)的核 輻射監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，核輻射造成的危害已被廣泛關(guān)注，現(xiàn)有的核輻射監(jiān)測裝置一般包括使用計 數(shù)管或電離室的核輻射探測器、電源(含高壓電源與低壓電源)、以及單片機(jī)等。但是，這些 單元都有可能發(fā)生故障， 一旦有一個單元失效，則整個核輻射監(jiān)測裝置都會失效。修理人員 需要進(jìn)入現(xiàn)場將核輻射監(jiān)測裝置打開，更換相關(guān)失效單元后，整個核輻射監(jiān)測裝置才能恢 復(fù)正常工作狀態(tài)。若發(fā)生故障的單元為核輻射探測器，一般需要將整個核輻射監(jiān)測裝置從 現(xiàn)場取回，更換核輻射探測器，并在標(biāo)準(zhǔn)放射源下標(biāo)定后，修復(fù)才算完成。在一些核電廠發(fā) 生泄漏或者遭受過核恐怖襲擊區(qū)域，進(jìn)入核輻射區(qū)對人體很不安全，這就需要一種能夠自 我修復(fù)的核輻射監(jiān)測裝置，在首次放入監(jiān)測區(qū)之后，發(fā)生故障無需人員再次進(jìn)入進(jìn)行修復(fù)。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，以減少或 避免裝置發(fā)生故障后，需要人進(jìn)入核輻射區(qū)對裝置進(jìn)行修復(fù)。 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，包括 多個用于探測核輻射的探測支路，多個可同時為所述多個探測支路供電的高壓電源，一個 單片機(jī)以及一個為所述單片機(jī)供電的低壓電源，其中，每個所述探測支路中均包括一個核 輻射探測器，所述單片機(jī)控制所述多個探測支路和所述多個高壓電源，所述多個高壓電源 中的至少一個為冗余高壓電源，所述多個探測支路中的至少一個為冗余探測支路。 優(yōu)選地，所述核輻射探測器包括低量程核輻射探測器和高量程核輻射探測器。 優(yōu)選地，所述故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置中包括一個高壓電源和一個冗余高壓電 源。 優(yōu)選地，所述故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置中包括五個探測支路和五個冗余探測支 路。 優(yōu)選地，所述五個探測支路中有四個包括低量程核輻射探測器，一個包括高量程 核輻射探測器；所述五個冗余探測支路中有四個包括冗余低量程核輻射探測器， 一個包括 冗余高量程核輻射探測器。 優(yōu)選地，每個所述探測支路中還包括觸發(fā)器、光電隔離器、光電傳感器，所述光電 隔離器連接所述單片機(jī)控制口 ，所述觸發(fā)器連接所述單片機(jī)的計數(shù)口 。 優(yōu)選地，所述高壓電源的輸出端與其冗余高壓電源的輸出端分別連接一個高反壓
二極管。 本實用新型的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置可以設(shè)置了冗余高壓電源和冗余探測支路，當(dāng)某部分發(fā)生故障時，其對應(yīng)的冗余單元可發(fā)生作用，接替發(fā)生故障的部分的工作，以實現(xiàn)自修復(fù)的功能，無需修理人員進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行修理。

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中， 圖1所示為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的一種故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2所示為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置的一條探測支路的電路圖； 圖3所示為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置的各探測支路的工作流程示意圖。
具體實施方式為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。其中，相同的部件采用相同的標(biāo)號。 圖1所示為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的一種故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置包括多個用于探測核輻射的探測支路l，1'、多個可同時為所述多個探測支路1，1'供電的高壓電源(圖中示出了兩個高壓電源3，3')、一個單片機(jī)2以及一個為單片機(jī)2供電的低壓電源(圖中未示)。其中，單片機(jī)2通過相關(guān)電路控制各探測支路l，l'和高壓電源3，3'。其中，每個探測支路l，l'中均包括一個核輻射探測器G，參見圖2。 本實施例的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置的上述各部分都有可能發(fā)生故障，所以需要在其中設(shè)置對應(yīng)的冗余單元，當(dāng)某部分發(fā)生故障時，其對應(yīng)的冗余單元可發(fā)生作用，接替發(fā)生故障的部分的工作，以實現(xiàn)自修復(fù)的功能。具體來說，單片機(jī)2的失效率為10—9量級，低壓電源失效率為10—7量級，高壓電源3，3'失效率為10—s左右，而核輻射探測器以G-M計數(shù)管為參考大約為10—4量級。單片機(jī)2與低壓電源的失效率比其他兩個單元要低幾個量級，也就是說它的平均無故障工作時間要高出幾個量級。因此，在本實施例的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置中，單片機(jī)2與低壓電源不設(shè)冗余單元。而高壓電源3，3'、核輻射探測器失效率相對較高，必須設(shè)有冗余設(shè)計單元。 在本實施例的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置中，可以將其中一個高壓電源3'設(shè)置為冗余高壓電源，將多個探測支路l'設(shè)置為冗余探測支路。如圖所示，高壓電源3的輸出端與其冗余高壓電源3'的輸出端分別連接一個高反壓二極管4、4'，互相隔離，互不影響。 探測支路1， 1'中的核輻射探測器G有兩種類型一種負(fù)責(zé)低量程的核輻射測量的核輻射探測器11， 11'，可用于普通情況下的監(jiān)測，一種負(fù)責(zé)高量程的核輻射測量的核輻射探測器12,12'。在某些特殊條件，例如，核電站事故或遭核恐怖襲擊時，核輻射就會達(dá)到某一個強(qiáng)度。由于普通情況下對核輻射的監(jiān)測有誤差，而在同等條件下，使用的探測支路越多，測量誤差就越小，測量時間就越短。[0021] 如圖1所示，本實施例中使用了四個并聯(lián)的低量程核輻射探測器ll，而高量程時核輻射強(qiáng)度大，單位時間內(nèi)進(jìn)入探測器靈敏區(qū)的輻射粒子比低量程時要多得多，使用一個高量程核輻射探測器12即可有效地避免探測的誤差。為避免因核輻射探測器11， 12故障使整個故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置失效，在本實施例中進(jìn)一步設(shè)置了四個并聯(lián)的冗余低量程核輻射探測器ll'、一個冗余高量程核輻射探測器12'。 當(dāng)故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置工作時，兩個高壓電源3、3'在單片機(jī)2控制下輪流工作。每個高壓電源均與10個核輻射探測器11、11' U2、12'連接，探測支路1、1'工作與否由單片機(jī)2控制。高壓電源3的控制端可與單片機(jī)2的一個控制口相聯(lián)，該控制口輸出高電平至高壓電源3的控制端，則高壓電源工作并輸出直流電壓。若控制口輸出低電平至高壓電源3的控制端，則高壓電源截止并且輸出0V。單片機(jī)2通過這種方式使一個高壓電源工作，另一個高壓電源處于冷儲備狀態(tài)。單片機(jī)2另有一個控制口用于檢測高壓電源3的故障。電壓通過分壓電阻R1、R2，將分壓后的電壓送到單片機(jī)2控制口。若單片機(jī)2檢測到此控制口的電壓值低于某一設(shè)定值時，即判為高壓電源3失效。單片機(jī)2發(fā)出切換指令，啟動冗余高壓電源3'工作，將對應(yīng)于失效高壓電源3的控制口置為低電平，并向環(huán)境監(jiān)測中心上傳相應(yīng)編號高壓電源失效信息。這樣，在高壓電源發(fā)生故障時，本實用新型即可啟動冗余的高壓電源，保持裝置中始終有高壓電源處于有效狀態(tài)。 圖1中僅示出了單片機(jī)2控制高壓電源3、3'的示意電路，下面參照圖2，3詳細(xì)說明單片機(jī)2控制各控制探測支路1、1'的原理。 圖2所示為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置的一條探測支路的電路圖。該探測支路包括兩個電阻R3、 R4、電容C、核輻射探測器G(可以是核輻射探測器11、11' 、12、 12'之一)、觸發(fā)器IC1、光電隔離器IC2以及光電傳感器IC3等，其中，光電隔離器IC2連接單片機(jī)2的控制口 ，觸發(fā)器連接單片機(jī)2的計數(shù)口 。在根據(jù)本實用新型的一個實施例中，探測器G為G-M計數(shù)管，當(dāng)來自環(huán)境中的輻射進(jìn)入探測器G的靈敏區(qū)時，探測器G中的氣體產(chǎn)生電離，形成正負(fù)離子對。電荷向探測器G的正負(fù)極運動，在探測器的負(fù)極取樣電阻R4上產(chǎn)生脈沖。探測器G將脈沖送給單片機(jī)2，單片機(jī)2記錄著每一個來自探測器G的脈沖，探測器G為有效狀態(tài)時，單片機(jī)2的控制口輸出高電平給光電隔離器IC2的發(fā)光二極管使其發(fā)光，致使光電傳感器IC3導(dǎo)通，電阻R4接地，探測器進(jìn)入工作狀態(tài)。若在兩個以上的周期內(nèi)，單片機(jī)2接受不到探測器G發(fā)送的信號，則判斷該支路實效，單片機(jī)2的控制口停止輸出高電平給光電隔離器IC2的發(fā)光二極管，則光電傳感器IC3不導(dǎo)通，該支路斷開。 圖3所示為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置的各探測支路的工作流程示意圖。如圖所示，當(dāng)環(huán)境中的輻射對某個探測支路1產(chǎn)生照射，在取樣周期內(nèi)向單片機(jī)2輸送幾十個脈沖，以判斷該支路是否有效。若在兩個以上取樣周期內(nèi)，單片機(jī)接收不到探測支路1的信號，則判斷該支路失效，它會迅速切斷發(fā)生故障的探測支路l的直流供電，使其退出工作狀態(tài)。同時啟動一個冗余探測支路l'工作，同時向環(huán)境監(jiān)測中心上傳相應(yīng)編號探測支路故障信息。至此，故障自修復(fù)工作完成。[0026] 在某些特殊條件，當(dāng)核輻射達(dá)到某一個強(qiáng)度，裝置轉(zhuǎn)換到高量程工作。當(dāng)工作中的高量程核輻射探測器12出現(xiàn)故障時，由單片機(jī)2將對應(yīng)的故障支路關(guān)閉，啟用冗余核輻射探測器12'，同時向環(huán)境監(jiān)測中心輸送相應(yīng)編號的核 射探測器故障信息。[0027] 此外，為了提高可靠性，無論是低量程核輻射探測器11、11'，還是高量程核輻射探測器12、12'，都可以是輪換工作的。通常設(shè)定為每24小時輪換一次，由單片機(jī)2控制。[0028] 為了適應(yīng)野外環(huán)境的嚴(yán)酷工作條件，以上所有部件和電路均密閉在一個鋁合金金屬殼中。 以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范圍。特別是對于探測支路的個數(shù)，高壓電源的個數(shù)可以根據(jù)實際情況進(jìn)行修改，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求一種故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，包括多個用于探測核輻射的探測支路(1，1′)，多個可同時為所述多個探測支路(1，1′)供電的高壓電源(3，3′)，一個單片機(jī)(2)以及一個為所述單片機(jī)(2)供電的低壓電源，其中，每個所述探測支路(1，1′)中均包括一個核輻射探測器(G)，所述單片機(jī)(2)控制所述多個探測支路(1，1′)和所述多個高壓電源(3，3′)，其特征在于所述多個高壓電源(3)中的至少一個為冗余高壓電源(3′)，所述多個探測支路(1，1′)中的至少一個為冗余探測支路(1′)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，其中，所述核輻射探測器(G)包括低量程核輻射探測器(ll，ll')和高量程核輻射探測器(12，12')。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，其中，所述故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置中包括一個高壓電源(3)和一個冗余高壓電源(3')。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，其中，所述故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置中包括五個探測支路(1)和五個冗余探測支路(l')。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，其中，所述五個探測支路(1)中有四個包括低量程核輻射探測器(ll)，一個包括高量程核輻射探測器(12);所述五個冗余探測支路(l')中有四個包括冗余低量程核輻射探測器(ll')，一個包括冗余高量程核輻射探測器(12')。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，其中，每個所述探測支路(1，1')中還包括觸發(fā)器(IC1)、光電隔離器(IC2)、光電傳感器(IC3)，所述光電隔離器(IC2)連接所述單片機(jī)(2)控制口，所述觸發(fā)器(IC1)連接所述單片機(jī)(2)的計數(shù)口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，其中，所述高壓電源(3)的輸出端與其冗余高壓電源(3')的輸出端分別連接一個高反壓二極管(4，4')。
專利摘要本實用新型提供了一種故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置，包括多個用于探測核輻射的探測支路，多個可同時為所述多個探測支路供電的高壓電源，一個單片機(jī)以及一個為所述單片機(jī)供電的低壓電源，其中，每個所述探測支路中均包括一個核輻射探測器，所述單片機(jī)控制所述多個探測支路和所述多個高壓電源，所述多個高壓電源中的至少一個為冗余高壓電源，所述多個探測支路中的至少一個為冗余探測支路。本實用新型的故障自修復(fù)核輻射監(jiān)測裝置可以設(shè)置冗余高壓電源和冗余探測支路，當(dāng)某部分發(fā)生故障時，其對應(yīng)的冗余單元可發(fā)生作用，接替發(fā)生故障的部分的工作，以實現(xiàn)自修復(fù)的功能，無需修理人員進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行修理。
文檔編號G01T1/00GK201489116SQ200920147678
公開日2010年5月26日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者周百昌, 曾小年, 熊建平, 王世信, 謝乃國, 趙鋒濤, 陳軍, 韓益利 申請人:中國人民解放軍第二炮兵裝備研究院第二研究所