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一種放射源智能搜尋器及其工作方法與流程

文檔序號:12592803閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種放射源智能搜尋器,其特征是:包括飛行器、輻射劑量率探測器、放射源位置靈敏探測器、信號處理分析模塊、遠程通訊模塊、紅外雷達、視頻攝像頭、鋰電池組、監(jiān)視控制模塊;

所述飛行器由4個螺旋槳、飛行控制模塊、高速電機及設(shè)備運載臺架組成,飛行控制模塊進行飛行模式控制,包括飛行高度、飛行速度和飛行方向;高速電機通過軸承和齒輪組合連接螺旋槳提供飛行動力,設(shè)備運載臺架用于安裝固定輻射劑量率探測器、放射源位置靈敏探測器、信號處理分析模塊、遠程通訊模塊、紅外雷達、視頻攝像頭、鋰電池組,設(shè)備運載臺架上安裝報警燈;

所述輻射劑量率探測器包括輻射探測元件、信號前置放大電路和金屬探測器殼體,其中輻射探測元件采用常溫半導(dǎo)體進行環(huán)境γ輻射劑量率實時測量,信號前置放大電路進行輻射信號的放大處理,并將信號發(fā)送給信號處理分析模塊,金屬探測器殼體進行電磁屏蔽和環(huán)境防護;

所述放射源位置靈敏探測器包括探測元件陣列、光電轉(zhuǎn)換器件陣列、多路信號前置放大模塊、準直器和金屬探測器殼體組成,探測元件陣列采用LaBr3探測元件陣列,內(nèi)部各個晶體相互獨立并配置光隔離涂層;光電轉(zhuǎn)換器件陣列采用硅光電管陣列和LaBr3探測元件陣列耦合進行輻射測量和光電轉(zhuǎn)換,每個硅光電管和探測元件一一對應(yīng),多路信號前置放大模塊同時放大處理所有硅光電管輸出信號,并將信號發(fā)送給信號處理分析模塊,準直器采用鎢合金并配置錐形孔進行輻射探測區(qū)域定向,金屬探測器殼體進行電磁屏蔽和環(huán)境防護;

所述遠程通訊模塊使用基于TCP/IP協(xié)議的無線通訊模塊,從信號處理分析模塊讀取通訊數(shù)據(jù)并對外發(fā)送,進行測量劑量率、飛行器視野信息、設(shè)備工作參數(shù)的實時通訊,并在放射源定位時實時傳輸放射源位置測量二維信息,遠程通訊模塊也為人工控制飛行器提供通訊接口;

所述紅外雷達設(shè)置于飛行器上下左右前后共6個方向上,紅外雷達實時探測飛行器周圍障礙物信息,當某一方向的紅外雷達探測到障礙物(如距離小于1m)時,將觸發(fā)報警信息發(fā)送給信號處理分析模塊;

所述視頻攝像頭懸掛式安裝于飛行器底部中央位置,視頻攝像頭默認拍攝飛行正前方,并支持360度自由旋轉(zhuǎn)、自動調(diào)焦和縮放;

所述信號處理分析模塊進行各個信號的處理分析與控制,包括輻射劑量率探測信號、放射源位置靈敏探測信號、紅外雷達和視頻攝像信號、飛行控制信號和遠程通訊信息;

所述監(jiān)視控制模塊包括無線通訊器、飛行器控制手柄、裝有監(jiān)控軟件的手提電腦,無線通訊器用于接收無線信號并發(fā)送給手提電腦;飛行器控制手柄用于手動控制模式對飛行器飛行進行人工控制,其通過連接手提電腦后通過無線通訊器發(fā)送控制指令,手提電腦實時顯示輻射劑量率測量結(jié)果、放射源二維位置圖、攝像頭視頻信號和搜尋器工作參數(shù)數(shù)據(jù);

所述鋰電池組給信號處理分析模塊和飛行器提供低壓直流工作電源;

所述信號處理分析模塊分別與視頻攝像頭、紅外雷達、放射源位置靈敏探測器、輻射劑量率探測器、飛行控制模塊、遠程通訊模塊連接通訊,遠程通訊模塊與監(jiān)視控制模塊無線通訊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠監(jiān)測設(shè)備的校準系統(tǒng)平臺,其特征是:所述輻射劑量率探測器的輻射探測元件采用多層能量補償結(jié)構(gòu)實現(xiàn)均一的能量響應(yīng),多層能量補償結(jié)構(gòu)依次由鉛、錫、鐵、鋁、聚乙烯層疊組成,使用蒙特卡羅模擬軟件結(jié)合輻射能響試驗確定每種材料的厚度和開孔率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠監(jiān)測設(shè)備的校準系統(tǒng)平臺,其特征是:所述氣溶膠回收裝置的出口處設(shè)有高靈敏度探測器。

4.一種如權(quán)利要求1所述的放射源智能搜尋器的工作方法,其特征在于該方法包括以下步驟:

(1)通過監(jiān)視控制模塊根據(jù)搜索區(qū)域地形特點設(shè)定飛行高度,設(shè)定搜索參數(shù):飛行搜索范圍、最大飛行速度、劑量率閾值;

(2)飛行器根據(jù)設(shè)定值開始搜索飛行,首先按照輸入的搜索范圍進行遍歷搜索,并實時測量飛行路徑上的環(huán)境劑量率水平;

(3)一旦發(fā)現(xiàn)異常環(huán)境劑量率點,則立刻變更搜索模式為劑量率趨向性搜索,找到飛行路徑上的劑量率最大點,并在該點改變飛行路徑,改變路徑后的飛行高度與原先飛行高度一致,飛行方向為原先飛行方向的垂直方向,按照劑量率增大模式逐步飛行前進,并找到路徑上的最大劑量率點;

(4)在最大劑量率點處使用位置靈敏探測器進行放射源位置二維圖測量,找到放射源準確位置,并根據(jù)測量能譜確定核素種類,根據(jù)距離地面高度估算放射源活度;

(5)找到放射源后飛行器懸停在放射源上方并閃爍報警燈,直到控制人員切換到人工控制模式進行飛行器回收。

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