全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，用本裝置替代人工把放射源放到每個探測器測量端前，對每個探測器進行檢測，確定該探測器的探測效率、靈敏度，整個過程可以實現(xiàn)少量人工干預的自動完成，解決手工操作方法的不足和潛在的危害。其技術方案為：采用了單片機為核心的控制技術，利用以滾珠絲桿螺母機械為執(zhí)行機構，利用步進電機精確驅動滾珠絲桿螺母機械執(zhí)行機構，實現(xiàn)了α、β和γ平面源的多維空間的定位和移動，解決了全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的檢測和校正問題，實現(xiàn)了檢測自動化。
【專利說明】全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種放射性污染的檢測裝置，尤其涉及全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著核電站的建造，在核電站工作的人員也越來越多，在輻射控制區(qū)的工作人員可能會受到射線輻射和沾染放射性物質，核電站建立全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)來檢測進入輻射控制區(qū)人員的輻射和沾染放射性物質情況，通過全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)上的探測器，可以及時發(fā)現(xiàn)放射性表面污染情況，采取相應的措施消除危險。該設備的正常運行對保障核電站工作人員的人身安全發(fā)揮著重大作用。
[0003]全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)是一個多維的空間，其檢測方向包括:前、左、右、上、底等幾個面，并且每個面不一定垂直，并有可能形狀各異。
[0004]人員進出門時，人員站在監(jiān)測系統(tǒng)內，可以通過四周的探測器和檢測設備對人員的全身的放射性污染進行快速檢測，確定是否被沾染放射性物質和被沾染的部位，對工作人員的安全起到保護作用。
[0005]監(jiān)測系統(tǒng)上安裝的探測器或儀器是否工作正常、檢測的精度和靈敏度是否達到要求，這對保障核電站工作人員的安全非常重要。對于不同型號的探測器和不同廠家的檢測設備而言，其檢測的精度和靈敏度是有差異的，對同一型號的探測器和檢測設備在工作不同時間后，其探測效率、靈敏度和精度也會發(fā)生變化。探測器和檢測設備隨著時間的推移會使探測效率、靈敏度和精度發(fā)生變化，使得監(jiān)測系統(tǒng)不能夠起到安全保障的作用。為此，要保證監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性，應對監(jiān)測系統(tǒng)的探測器和檢測設備進行檢驗和校正。
[0006]如何檢測監(jiān)測系統(tǒng)的探測器的可靠性和靈敏度是一個非常關鍵的問題，由于監(jiān)測系統(tǒng)體積和空間大，一般體積為長:700mm,寬:650mm,深:400mm,高1800mm,形狀不一定是規(guī)則的立方體。目前沒有專門的自動化校正設備和裝置，現(xiàn)在采用的方法是采用一定活度的放射源，讓每個探測器進行測量，根據(jù)該測量的數(shù)據(jù)來確定該探測器的探測效率、靈敏度，從而判斷檢測監(jiān)測系統(tǒng)上探測器的可靠性和靈敏度。由于監(jiān)測系統(tǒng)的探測器眾多，靠人工把放射源拿到每個探測器前，停留一段時間讓探測器測量，然后再把放射源拿到下一個探測器前測量，如此進行檢測每個探測器的工作狀態(tài)。在整個過程中，耗費時間較長，并且人拿著放射源檢查探測器，可能沾污到放射性物質。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在于解決上述問題，提供了一種全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，用本裝置替代人工把放射源放到每個探測器測量端前，對每個探測器進行檢測，確定該探測器的探測效率、靈敏度，整個過程可以實現(xiàn)少量人工干預的自動完成，解決手工操作方法的不足和潛在的危害。
[0008]本實用新型的技術方案為:本實用新型揭示了一種全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，包括檢測控制芯片、與檢測控制芯片電性連接的驅動控制檢測電路、與驅動控制檢測電路電性連接的步進電機、與步進電機連接的滾珠絲杠螺母移動機構以及與驅動控制檢測電路電性連接的位置傳感器，其中檢測控制芯片向驅動控制檢測電路發(fā)出指令，由驅動控制檢測電路驅動步進電機作為驅動力，以滾珠絲杠螺母移動機構作為執(zhí)行機構完成XYZ三維坐標的精密移動。
[0009]根據(jù)本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的一實施例，驅動控制檢測電路、步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構和位置傳感器包括X坐標上的驅動控制檢測電路及與其配套的步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構和位置傳感器，Y坐標上的驅動控制檢測電路及與其配套的步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構和位置傳感器，Z坐標上的驅動控制檢測電路及與其配套的步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構和位置傳感器。
[0010]根據(jù)本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的一實施例，位置傳感器包括近端位置傳感器和遠端位置傳感器，XYZ三維坐標是根據(jù)步進電機的步數(shù)和螺距計算得到，每一組近端位置傳感器和遠端位置傳感器均安裝在對應的移動機構的起點和終點，以定位XYZ三維坐標精密移動的零點和最大位移。
[0011]根據(jù)本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的一實施例，Z坐標上的滾珠絲杠螺母移動機構是雙層滾珠絲杠螺母移動機構，通過雙層滾珠絲杠螺母的疊加實現(xiàn)每層移動距離為最大距離的一半，兩層移動距離為單層移動距離的兩倍。
[0012]根據(jù)本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的一實施例，裝置還包括圓弧面轉動機構，圓弧面轉動機構進一步包括:
[0013]轉源驅動控制電路，與檢測控制芯片電性連接，接收檢測控制芯片發(fā)出的針對平面放射源的圓弧面轉動的指令；
[0014]圓弧面上的步進電機，電性連接轉源驅動控制電路，作為實施圓弧面轉動的驅動機構；
[0015]轉源機構，連接圓弧面上的步進電機，通過步進電機的轉動步數(shù)控制轉角以完成平面放射源的圓弧面轉動和定位，其中轉動的起點和終點由安裝零件的兩個面的位置定位，中間位為90°，配合XYZ三維坐標的移動，實現(xiàn)第四維方位方向上的對圓弧面的移動。
[0016]根據(jù)本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的一實施例，裝置還包括手工換向機構，通過在平面放射源的頂部面的移動，配合XYZ三維坐標的移動對監(jiān)測系統(tǒng)的頂部面即第五維方向進行檢查。
[0017]根據(jù)本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的一實施例，裝置還裝有顯示器以顯示各方位的坐標和參數(shù)。
[0018]根據(jù)本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的一實施例，檢測控制芯片是單片機系統(tǒng)。
[0019]根據(jù)本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的一實施例，裝置還包括數(shù)據(jù)傳輸接口、外圍設備操作接口。
[0020]根據(jù)本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的一實施例，數(shù)據(jù)傳輸接口包括串行數(shù)據(jù)接口以及無線傳輸接口。
[0021]本實用新型對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果:本實用新型采用了單片機為核心的控制技術，利用以滾珠絲桿螺母機械為執(zhí)行機構，利用步進電機精確驅動滾珠絲桿螺母機械執(zhí)行機構，實現(xiàn)了 α、β和Y平面源的多維空間的定位和移動，解決了全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的檢測和校正問題，實現(xiàn)了檢測自動化。本實用新型的裝置替代人工把放射源放到每個探測器或檢測設備前，對每個探測器進行檢測和校驗，確定該探測器的探測效率、靈敏度。整個過程只需少量人工干預，可以自動完成對各個面和方位探測器的檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1示出了本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的較佳實施例的原理圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的描述。
[0024]圖1示出了本實用新型的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置的較佳實施例的原理。請參見圖1，本實施例的多維檢測裝置包括作為控制檢測核心的檢測控制芯片I (在本實施例中是C8051F020單片機I)、多組移動裝置、平面放射源的圓弧面轉動機構以及手動換向機構7。單片機I完成整個裝置的移動控制、位置檢測、坐標計算和顯示。在本實施例中，這多組移動裝置分別是:Χ坐標上的驅動控制檢測電路20及與其配套的步進電機21 (作為驅動動力)、滾珠絲杠螺母移動機構24 (作為執(zhí)行機構)和位置傳感器(分別是近端位置傳感器22和遠端位置傳感器23);Υ坐標上的驅動控制檢測電路30及與其配套的步進電機31、滾珠絲杠螺母移動機構34和位置傳感器(分別是近端位置傳感器32和遠端位置傳感器33) ；Ζ坐標上的驅動控制檢測電路及與其配套的步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構和位置傳感器。Z坐標上采用雙層滾珠絲杠螺母移動機構，在圖1中，分為Zl坐標上的驅動控制檢測電路40及與其配套的步進電機41、滾珠絲杠螺母移動機構44和位置傳感器(分別是近端位置傳感器42和遠端位置傳感器43);Ζ2坐標上的驅動控制檢測電路50及與其配套的步進電機51、滾珠絲杠螺母移動機構54和位置傳感器(分別是近端位置傳感器52和遠端位置傳感器53)。通過雙層滾珠絲杠螺母的疊加實現(xiàn)每層移動距離為最大距離的一半，兩層移動距離為單層移動距離的兩倍(例如，每層移動距離900mm，兩層共以最大移動尺寸達到1800_的大距離)，從而達到增加移動距離的目的。
[0025]每一維(例如X坐標、Y坐標、Zl坐標、Z2坐標)上的結構和運作原理相同，這里以X坐標上的為例來說明，X坐標上的驅動控制檢測電路20與單片機I電性連接，單片機I向驅動控制檢測電路20發(fā)出指令。步進電機21與驅動控制檢測電路20電性連接，由驅動控制檢測電路20驅動步進電機21作為驅動力。滾珠絲杠螺母移動機構24與步進電機21連接，近端位置傳感器22和遠端位置傳感器23分別和驅動控制檢測電路20電性連接。最后以滾珠絲杠螺母移動機構24作為執(zhí)行機構完成XYZ三維坐標的精密移動。在單片機I的控制下，步進電機21帶動滾珠絲杠螺母移動機構24轉動，絲杠上的螺母將轉動轉換為直線移動，根據(jù)步進電機21的步數(shù)和螺距計算得到XYZ三維坐標(移動的距離和坐標)，近端位置傳感器22和遠端位置傳感器23均安裝在對應的移動機構的起點和終點，以定位XYZ三維坐標精密移動的零點和最大位移。
[0026]平面放射源的圓弧面轉動機構進一步包括轉源驅動控制電路60、圓弧面上的步進電機61和轉源機構62。這一機構主要是針對不規(guī)則探測面的檢測。轉源驅動控制電路60與單片機I電性連接，接收單片機I發(fā)出的針對平面放射源的圓弧面轉動的指令。圓弧面上的步進電機61電性連接轉源驅動控制電路60，作為實施圓弧面轉動的驅動機構。轉源機構62連接圓弧面上的步進電機61，通過步進電機61的轉動步數(shù)控制轉角以完成平面放射源的圓弧面轉動和定位，其中轉動的起點和終點由安裝零件的兩個面的位置定位(在一個平面上，為O?180° )，中間位為90°，配合XYZ三維坐標的移動，實現(xiàn)第四維方位方向上的對圓弧面的移動。
[0027]手工換向機構7通過在平面放射源的頂部面的移動，配合XYZ三維坐標的移動對監(jiān)測系統(tǒng)的頂部面即第五維方向進行檢查。亦即，對于監(jiān)測系統(tǒng)頂部的檢測上采用手工換向機構7將發(fā)射源工作面向上，實現(xiàn)裝置的第五維頂部方向移動。
[0028]裝置裝有顯示器8以顯示各方位的坐標和參數(shù)，包括放射源的坐標和轉動角度等，并且可通過數(shù)據(jù)傳輸接口(例如串口 11)進行數(shù)據(jù)傳輸，并可通過鍵盤接口 10和鍵盤等輸入設備相連，還可以通過無線傳輸接口 9和外部無線遙控設備建立通訊。在操作模式上，可以采用鍵盤、遙控和計算機控制的多種工作模式?？梢愿鶕?jù)測量的實際需要靈活選擇工作方式。檢測和校正的整個過程中可以在裝置中顯示各維坐標的精確數(shù)字。
[0029]上述實施例是提供給本領域普通技術人員來實現(xiàn)和使用本實用新型的，本領域普通技術人員可在不脫離本實用新型的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本實用新型的保護范圍并不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書所提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
【權利要求】
1.一種全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于，包括檢測控制芯片、與檢測控制芯片電性連接的驅動控制檢測電路、與驅動控制檢測電路電性連接的步進電機、與步進電機連接的滾珠絲杠螺母移動機構以及與驅動控制檢測電路電性連接的位置傳感器，其中檢測控制芯片向驅動控制檢測電路發(fā)出指令，由驅動控制檢測電路驅動步進電機作為驅動力，以滾珠絲杠螺母移動機構作為執(zhí)行機構完成XYZ三維坐標的精密移動。
2.根據(jù)權利要求1所述的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于，驅動控制檢測電路、步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構和位置傳感器包括X坐標上的驅動控制檢測電路及與其配套的步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構和位置傳感器，Y坐標上的驅動控制檢測電路及與其配套的步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構和位置傳感器，Z坐標上的驅動控制檢測電路及與其配套的步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構和位置傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于，位置傳感器包括近端位置傳感器和遠端位置傳感器，XYZ三維坐標是根據(jù)步進電機的步數(shù)和螺距計算得到，每一組近端位置傳感器和遠端位置傳感器均安裝在對應的移動機構的起點和終點，以定位XYZ三維坐標精密移動的零點和最大位移。
4.根據(jù)權利要求2所述的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于，Z坐標上的滾珠絲杠螺母移動機構是雙層滾珠絲杠螺母移動機構，通過雙層滾珠絲杠螺母的疊加實現(xiàn)每層移動距離為最大距離的一半，兩層移動距離為單層移動距離的兩倍。
5.根據(jù)權利要求1所述的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于,裝置還包括圓弧面轉動機構，圓弧面轉動機構進一步包括: 轉源驅動控制電路，與檢測控制芯片電性連接，接收檢測控制芯片發(fā)出的針對平面放射源的圓弧面轉動的指令； 圓弧面上的步進電機，電性連接轉源驅動控制電路，作為實施圓弧面轉動的驅動機構； 轉源機構，連接圓弧面上的步進電機，通過步進電機的轉動步數(shù)控制轉角以完成平面放射源的圓弧面轉動和定位，其中轉動的起點和終點由安裝零件的兩個面的位置定位，中間位為90°，配合XYZ三維坐標的移動，實現(xiàn)第四維方位方向上的對圓弧面的移動。
6.根據(jù)權利要求1所述的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于，裝置還包括手工換向機構，通過在平面放射源的頂部面的移動，配合XYZ三維坐標的移動對監(jiān)測系統(tǒng)的頂部面即第五維方向進行檢查。
7.根據(jù)權利要求1所述的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于，裝置還裝有顯示器以顯示各方位的坐標和參數(shù)。
8.根據(jù)權利要求1所述的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于，檢測控制芯片是單片機系統(tǒng)。
9.根據(jù)權利要求1所述的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于，裝置還包括數(shù)據(jù)傳輸接口、外圍設備操作接口。
10.根據(jù)權利要求9所述的全身放射性表面污染監(jiān)測系統(tǒng)的多維檢測裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)傳輸接口包括串行數(shù)據(jù)接口以及無線傳輸接口。
【文檔編號】G01T1/167GK203616483SQ201320824516
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2013年12月10日
【發(fā)明者】唐方東, 何林鋒, 任家富, 陶永莉, 徐一鶴, 方方 申請人:上海市計量測試技術研究院