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】本發(fā)明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(yù)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(shù)方案為：采用了單片機為核心的控制技術(shù)，利用以滾珠絲桿螺母機械為執(zhí)行機構(gòu)，利用步進電機精確驅(qū)動滾珠絲桿螺母機械執(zhí)行機構(gòu)，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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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(shù)】
[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(zhì)，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(zhì)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(yīng)的措施消除危險。該設(shè)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(nèi)，可以通過四周的探測器和檢測設(shè)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(zhì)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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)對監(jiān)測系統(tǒng)的探測器和檢測設(shè)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(guān)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(shè)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(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明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(yù)的自動完成，解決手工操作方法的不足和潛在的危害。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:本發(fā)明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(qū)動控制檢測電路、與驅(qū)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(gòu)以及與驅(qū)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(qū)動控制檢測電路發(fā)出指令，由驅(qū)動控制檢測電路驅(qū)動步進電機作為驅(qū)動力，以滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)作為執(zhí)行機構(gòu)完成XYZ三維坐標(biāo)的精密移動。
[0009]根據(jù)本發(fā)明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(qū)動控制檢測電路、步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)和位置傳感器包括X坐標(biāo)上的驅(qū)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(gòu)和位置傳感器，Y坐標(biāo)上的驅(qū)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(gòu)和位置傳感器，Z坐標(biāo)上的驅(qū)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(gòu)和位置傳感器。
[0010]根據(jù)本發(fā)明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(biāo)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(yīng)的移動機構(gòu)的起點和終點，以定位XYZ三維坐標(biāo)精密移動的零點和最大位移。
[0011]根據(jù)本發(fā)明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(biāo)上的滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)是雙層滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)，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)本發(fā)明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(zhuǎn)動機構(gòu)，圓弧面轉(zhuǎn)動機構(gòu)進一步包括:
[0013]轉(zhuǎn)源驅(qū)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(zhuǎn)動的指令；
[0014]圓弧面上的步進電機，電性連接轉(zhuǎn)源驅(qū)動控制電路，作為實施圓弧面轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)；
[0015]轉(zhuǎn)源機構(gòu)，連接圓弧面上的步進電機，通過步進電機的轉(zhuǎn)動步數(shù)控制轉(zhuǎn)角以完成平面放射源的圓弧面轉(zhuǎn)動和定位，其中轉(zhuǎn)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(biāo)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)本發(fā)明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(gòu)，通過在平面放射源的頂部面的移動，配合XYZ三維坐標(biāo)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)本發(fā)明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(biāo)和參數(shù)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明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)本發(fā)明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(shè)備操作接口。
[0020]根據(jù)本發(fā)明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]本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本發(fā)明采用了單片機為核心的控制技術(shù)，利用以滾珠絲桿螺母機械為執(zhí)行機構(gòu)，利用步進電機精確驅(qū)動滾珠絲桿螺母機械執(zhí)行機構(gòu)，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。本發(fā)明的裝置替代人工把放射源放到每個探測器或檢測設(shè)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(yù)，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示出了本發(fā)明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(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
[0024]圖1示出了本發(fā)明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(zhuǎn)動機構(gòu)以及手動換向機構(gòu)7。單片機I完成整個裝置的移動控制、位置檢測、坐標(biāo)計算和顯示。在本實施例中，這多組移動裝置分別是:Χ坐標(biāo)上的驅(qū)動控制檢測電路20及與其配套的步進電機21 (作為驅(qū)動動力)、滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)24 (作為執(zhí)行機構(gòu))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(biāo)上的驅(qū)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(gòu)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(biāo)上的驅(qū)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(gòu)和位置傳感器。Z坐標(biāo)上采用雙層滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)，在圖1中，分為Zl坐標(biāo)上的驅(qū)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(gòu)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(biāo)上的驅(qū)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(gòu)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(biāo)、Y坐標(biāo)、Zl坐標(biāo)、Z2坐標(biāo))上的結(jié)構(gòu)和運作原理相同，這里以X坐標(biāo)上的為例來說明，X坐標(biāo)上的驅(qū)動控制檢測電路20與單片機I電性連接，單片機I向驅(qū)動控制檢測電路20發(fā)出指令。步進電機21與驅(qū)動控制檢測電路20電性連接，由驅(qū)動控制檢測電路20驅(qū)動步進電機21作為驅(qū)動力。滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)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(qū)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(gòu)24作為執(zhí)行機構(gòu)完成XYZ三維坐標(biāo)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(gòu)24轉(zhuǎn)動，絲杠上的螺母將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)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(biāo)(移動的距離和坐標(biāo))，近端位置傳感器22和遠端位置傳感器23均安裝在對應(yīng)的移動機構(gòu)的起點和終點，以定位XYZ三維坐標(biāo)精密移動的零點和最大位移。
[0026]平面放射源的圓弧面轉(zhuǎn)動機構(gòu)進一步包括轉(zhuǎn)源驅(qū)動控制電路60、圓弧面上的步進電機61和轉(zhuǎn)源機構(gòu)62。這一機構(gòu)主要是針對不規(guī)則探測面的檢測。轉(zhuǎn)源驅(qū)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(zhuǎn)動的指令。圓弧面上的步進電機61電性連接轉(zhuǎn)源驅(qū)動控制電路60，作為實施圓弧面轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)。轉(zhuǎn)源機構(gòu)62連接圓弧面上的步進電機61，通過步進電機61的轉(zhuǎn)動步數(shù)控制轉(zhuǎn)角以完成平面放射源的圓弧面轉(zhuǎn)動和定位，其中轉(zhuǎn)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(biāo)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(gòu)7通過在平面放射源的頂部面的移動，配合XYZ三維坐標(biāo)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(gòu)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(biāo)和參數(shù)，包括放射源的坐標(biāo)和轉(zhuǎn)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(shè)備相連，還可以通過無線傳輸接口 9和外部無線遙控設(shè)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。可以根據(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(biāo)的精確數(shù)字。
[0029]上述實施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實現(xiàn)和使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書所提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
【權(quán)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(qū)動控制檢測電路、與驅(qū)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(gòu)以及與驅(qū)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(qū)動控制檢測電路發(fā)出指令，由驅(qū)動控制檢測電路驅(qū)動步進電機作為驅(qū)動力，以滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)作為執(zhí)行機構(gòu)完成XYZ三維坐標(biāo)的精密移動。
2.根據(jù)權(quán)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(qū)動控制檢測電路、步進電機、滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)和位置傳感器包括X坐標(biāo)上的驅(qū)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(gòu)和位置傳感器，Y坐標(biāo)上的驅(qū)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(gòu)和位置傳感器，Z坐標(biāo)上的驅(qū)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(gòu)和位置傳感器。
3.根據(jù)權(quán)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(biāo)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(yīng)的移動機構(gòu)的起點和終點，以定位XYZ三維坐標(biāo)精密移動的零點和最大位移。
4.根據(jù)權(quán)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(biāo)上的滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)是雙層滾珠絲杠螺母移動機構(gòu)，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(quán)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(zhuǎn)動機構(gòu)，圓弧面轉(zhuǎn)動機構(gòu)進一步包括: 轉(zhuǎn)源驅(qū)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(zhuǎn)動的指令； 圓弧面上的步進電機，電性連接轉(zhuǎn)源驅(qū)動控制電路，作為實施圓弧面轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)； 轉(zhuǎn)源機構(gòu)，連接圓弧面上的步進電機，通過步進電機的轉(zhuǎn)動步數(shù)控制轉(zhuǎn)角以完成平面放射源的圓弧面轉(zhuǎn)動和定位，其中轉(zhuǎn)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(biāo)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(quán)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(gòu)，通過在平面放射源的頂部面的移動，配合XYZ三維坐標(biāo)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(quán)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(biāo)和參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)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(quán)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(shè)備操作接口。
10.根據(jù)權(quán)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】G01T1/167GK103630924SQ201310671288
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)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(shù)研究院