一種d、e、Y放射性氣溶膠連續取樣測量裝置製造方法
2023-09-19 03:41:50
一種d、e、Y放射性氣溶膠連續取樣測量裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種a、e、Y放射性氣溶膠連續取樣測量裝置，它包括：一機架；一取樣室，其包括彼此連通的上氣室和下氣室；在上氣室的頂部設置一進氣口，在下氣室的底部設置一出氣口；一測量室，其包括彼此連通的上測量室和下測量室；一抬壓電機，其輸出端通過一減速器連接一偏心軸，偏心軸通過一連杆同時連接上氣室和上測量室；一走帶電機，其設置在靠近測量室一側的機架上；一收帶盤，其通過一減速器連接走帶電機；一送帶盤，其設置在機架的另一側；一卷濾紙帶，其一端纏繞在送帶盤上，另一端依次穿過上氣室與下氣室之間、上測量室與下測量室之間後纏繞在收帶盤上；一鈍化離子注入平面矽探測器，其設置在上測量室的底部；以及一碘化鈉探測器，其設置在下測量室內。
【專利說明】-種α、β、γ放射性氣溶膠連續取樣測量裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種取樣測量裝置，特別是關於一種α、β、Υ放射性氣溶膠連續取 樣測量裝置。
【背景技術】
[0002] 放射性氣溶膠監測是核環境保護的重要內容。隨著核能的發展，在核電站運行和 核燃料後處理過程中，都有可能釋放出放射性物質。在燃料元件破損或核事故情況下，釋放 出的放射性物質有三類：⑴Υ放射性核素一 131I、137Cs、134Cs等；(2) α放射性核素一 239Pu、 235U等；(3) β放射性核素一9°Sr、89Sr。這些核素常以氣溶膠或氣態的形式向大氣釋放。在 一些情況下，這些放射性物質會在大氣中同時存在，因此需要能同時測量這些放射性氣溶 膠的儀器。
[0003] 目前，環境放射性氣溶膠的監測，常用的儀器是α、β氣溶膠監測儀，用於監測 239Pu、238U、總β等氣溶膠濃度。申請號200620113189. 6名為"一種氣溶膠取樣測量裝置" 的授權專利，即屬於這類監測儀的取樣測量裝置，只能測量α、β氣溶膠。對於Υ放射性 氣溶膠的監測，目前主要是採用現場取樣送實驗室分析的方法，通過Υ能譜分析，可以給 出各種Υ核素的氣溶膠濃度。但是，該方法費工費時，不能及時給出測量結果。目前，還未 見到商用Υ氣溶膠連續監測儀器。近年來，奧地利生產的AMS-02空氣連續監測系統，可以 測量多种放射性氣溶膠濃度。但是，它僅是將幾種探測器，包括PIPS、NaI (Tl)、HPGe探測器 組裝在一個鉛室內，取樣濾紙採集的氣溶膠樣品，由機械手依次送至各探測器進行測量，由 PIPS (鈍化離子注入平面矽）探測器測量α、β氣溶膠濃度，Nal (T1)(碘化鈉）或HPGe (高 純鍺）探測器測量Y氣溶膠濃度，它還不能同時給出各類氣溶膠的濃度。另外，該儀器體 積龐大，價格昂貴，一般用戶難以承受。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本發明的目的是提供一種結構簡單、體積小的α、β、Y放射性氣 溶膠連續取樣測量裝置。
[0005] 為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：一種α、β、Υ放射性氣溶膠連續 取樣測量裝置，其特徵在於，它包括：一機架；一取樣室，所述取樣室包括彼此連通的上氣 室和下氣室，所述下氣室固定連接在所述機架上，所述上氣室通過一直線軸承與所述機架 連接；在所述上氣室的頂部設置一進氣口，在所述下氣室的底部設置一出氣口；一測量室， 所述測量室包括彼此連通的上測量室和下測量室，所述下測量室固定連接在所述機架上， 所述上測量室通過另一直線軸承與所述機架連接；一抬壓電機，所述抬壓電機位於所述上 氣室和上測量室之間的所述機架上，所述抬壓電機的輸出端通過一減速器連接一偏心軸， 所述偏心軸通過一連杆同時連接所述上氣室和上測量室；一走帶電機，所述走帶電機設置 在靠近測量室一側的所述機架上；一收帶盤，所述收帶盤通過一減速器連接所述走帶電機； 一送帶盤，所述送帶盤設置在所述機架的另一側；一卷濾紙帶，所述濾紙帶的一端纏繞在所 述送帶盤上，另一端依次穿過所述上氣室與所述下氣室之間、所述上測量室與所述下測量 室之間後纏繞在所述收帶盤上；一鈍化離子注入平面矽探測器，所述鈍化離子注入平面矽 探測器設置在所述上測量室的底部，在所述鈍化離子注入平面矽探測器上方通過一壓緊環 連接一電荷靈敏前置放大器，所述電荷靈敏前置放大器的輸出端電連接一信號輸出插座； 以及一碘化鈉探測器，所述碘化鈉探測器設置在所述下測量室內，所述碘化鈉探測器包括 一碘化鈉閃爍體和一與所述碘化鈉閃爍體X連接的光電倍增管。
[0006] 在所述碘化鈉閃爍體的外圍設置一密封套筒，所述密封套筒的上端通過一密封圈 與所述下測量室的室壁密封；所述密封套筒的下端，通過一密封圈與碘化鈉閃爍體的外殼 密封；在所述密封套筒的一側連接一真空抽氣管，所述真空抽氣管的末端連接一真空泵； 所述碘化鈉閃爍體與所述密封套筒之間留有空隙以作為抽真空的通道。
[0007] 在所述上測量室的頂部設置一密封蓋，所述密封蓋上設置有一放氣管，所述放氣 管的另一端設置有放氣閥。
[0008] 在所述密封套筒和光電倍增管的周圍設置環形鉛屏蔽體，在所述上測量室的上方 設置鉛屏蔽頂板，在所述上測量室背離所述上氣室的一側設置鉛屏蔽側板，在所述上測量 室和下測量室的後方設置鉛屏蔽堅板。
[0009] 在所述收帶盤與所述測量室之間設置一支撐所述濾紙帶的紙帶定位輪，在所述送 帶盤與所述取樣室之間設置一支撐所述濾紙帶的張緊輪；在所述抬壓電機減速器的輸出端 和所述紙帶定位輪上分別設置一行程開關。
[0010] 本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明由於分別設置了彼此 連通的上測量室和下測量室，並且在上測量室內設置一 PIPS探測器（鈍化離子注入平面 矽探測器）、在下測量室內設置一 Nal探測器（碘化鈉探測器），因此能夠對濾紙帶上的氣 溶膠樣品的α、β、Y放射性進行同步測量。2、本發明在測量室的一側設置了一抽真空氣 管，抽真空氣管的末端連接一真空泵，因此能夠通過抽真空使測量室內轉變為真空環境，在 真空環境下對濾紙帶上的放射性氣溶膠進行測量，使測量結果更準確。3、本發明由於設置 了抬壓電機，抬壓電機的輸出軸通過減速器連接一偏心軸，偏心軸通過一連杆同時連接上 氣室和上測量室，而上氣室和上測量室分別通過一直線軸承與機架固定，因此可以通過抬 壓電機的轉動控制上氣室和上測量室的抬起和下壓，控制方式便捷而高效。4、本發明結構 簡單、體積小，成本相對較低，易於推廣和使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發明的整體結構主視示意圖；
[0012] 圖2是本發明的俯視示意圖；
[0013] 圖3是本發明測量室的側視示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
[0015] 如圖1所示，本發明包括一機架1，機架1上設置有一取樣室2和一測量室3,取樣 室2分為互相連通的上氣室2-1和下氣室2-2,測量室3分為互相連通的上測量室3-1和 下測量室3-2,下氣室2-2和下測量室3-2均固定在機架1上，上氣室2-1和上測量室3-1 分別通過一直線軸承4、5與機架1連接，使上氣室2-1和上測量室3-1可以相對於機架1 上下移動。在位於上氣室2-1和上測量室3-1之間的機架1上設置有一抬壓電機6 (如圖 2所示），抬壓電機6的輸出端連接一減速器7,減速器7的輸出端連接一偏心軸8,偏心軸 8通過一連杆9 (如圖1所示）同時連接上氣室2-1和上測量室3-1，這樣，通過抬壓電機6 即可驅動上氣室2-1和上測量室3-1的上抬和下壓。在機架1靠近測量室3 -側設置有一 走帶電機10,走帶電機10通過一減速器11連接一收帶盤12,在收帶盤12與測量室3之間 設置一紙帶定位輪13。在機架1的另一側設置有一送帶盤14,在送帶盤14與取樣室2之 間設置一張緊輪15。本發明還包括一卷濾紙帶16,其一端纏繞在送帶盤14上，另一端依次 穿過上氣室2-1與下氣室2-2之間、上測量室3-1與下測量室3-2之間後纏繞在收帶盤12 上，張緊輪15、紙帶定位輪13分別支撐濾紙帶16以對其起到張緊、定位作用。
[0016] 在上氣室2-1的頂部設置一進氣口 17,在下氣室2-2的底部設置一出氣口 18。在 上測量室3-1內的底部設置一 PIPS探測器（鈍化離子注入平面矽探測器）19 (如圖3所 示），在PIPS探測器19的上方設置一壓緊環20,在壓緊環20的上方設置一電荷靈敏前置 放大器21。PIPS探測器和電荷靈敏前置放大器組合在一起，用於測量氣溶膠的α、β放射 性。在上測量室3-1的頂部設置一密封蓋22,密封蓋22通過一密封圈23使上測量室3-1 保持密封狀態。在密封蓋22上設置一信號輸出插座24,電荷靈敏前置放大器21的輸出端， 通過電纜線與信號輸出插座24連接，PIPS探測器19測得的放射性信號，通過信號輸出插 座24輸出。
[0017] 在下測量室3-2的頂部設置一濾紙網託27 (如圖3所示），用於託住取樣後的濾 紙，使其保持水平狀態。在濾紙網託27的下方設置一用於測量氣溶膠γ放射性的Nal (TI) 探測器，Nal (ΤΙ)探測器包括一 Nal (ΤΙ)閃爍體28和一光電倍增管29,光電倍增管的作用 是將Nal (ΤΙ)閃爍體28測得的光信號，經倍增後轉換為電信號輸出。
[0018] 上述實施例中，在Nal (TI)閃爍體28的外圍，設置一密封套筒30。密封套筒30 的上端通過一密封圈31與下測量室3-2的室壁密封。密封套筒30的下端，通過一密封圈 32與Nal (TI)閃爍體28的外殼密封。Nal (TI)閃爍體28與濾紙網託27、密封套筒30之 間，保持一定的空隙，作為抽真空的通道。在密封套筒30的後方設置一真空抽氣管33,真 空抽氣管33的末端連接一真空泵34。真空泵34用於抽吸PIPS探測器19與濾紙網託27 和Nal (TI)閃爍體28之間空隙內的空氣，這樣可以實現在真空條件下測量氣溶膠的α放 射性，以避免因空氣的吸收作用導致測得的能譜發生畸變，使測量結果更為準確。在密封蓋 22上，還設置一放氣管25 (如圖2所示），放氣管25的另一端設置一放氣閥26。放氣管25 和放氣閥26的作用是：在完成氣溶膠放射性測量之後，用於釋放測量室內的真空，以便抬 起上測量室3-1，否則上測量室無法被抬起。
[0019] 上述實施例中，在Nal (ΤΙ)閃爍體的密封套筒30和光電倍增管29的周圍設置環 形鉛屏蔽體35。在上測量室3-1的上方設置鉛屏蔽頂板36,在上測量室3-1的右方設置鉛 屏蔽側板37 (如圖1所示），在上測量室3-1和下測量室3-2的後方設置鉛屏蔽堅板38。
[0020] 上述實施例中，為了提高上、下測量室3-1、3-2的真空度，在上氣室2-1下口、下氣 室2-2上口、上測量室3-1下口和下測量室3-2上口分別設置一密封圈39、40。
[0021] 上述實施例中，為定位準確，可以在減速器7的輸出端和紙帶定位輪13上分別設 置一行程開關41、42,用以控制減速器7、紙帶定位輪13的轉動位置，行程開關41、42可以 採用各種現有技術中的傳感器，比如光電傳感器等。
[0022] 本發明在使用時，首先啟動抬壓電機6,經減速器7減速後，帶動偏心軸8轉動，當 偏心軸8轉動至軸心朝上時，通過抬起連杆9將上氣室2-1和上測量室3-1抬起，此時，位 於減速器7輸出軸上的行程開關41動作，關閉抬壓電機6。然後啟動走帶電機10,經減速 器11減速後帶動收帶盤12轉動，並拉動濾紙帶16從取樣室2向測量室3方向移動，同時 紙帶定位輪13也被濾紙帶16拉動而一起轉動，紙帶定位輪13的周長可以設計為濾紙帶16 移動距離的1/2,當紙帶定位輪13轉動2圈時，取樣室2中的濾紙樣品正好被移動至測量室 3內，此時位於紙帶定位輪13軸上的行程開關42動作，關閉走帶電機10,濾紙帶16停止移 動。接著又啟動抬壓電機6,帶動偏心軸8轉動，當偏心軸8轉動至軸心朝下時，通過連杆 9將上氣室2-1和上測量室3-1壓下，上氣室2-1與下氣室2-1的密封圈39以及上測量室 3-1與下測量室3-2的密封圈40緊密接觸，以密封取樣室2和測量室3,此時位於減速器7 輸出軸上的行程開關41動作，關閉抬壓電機6。當測量室3被密封后，開啟真空泵，在真空 條件下，PIPS探測器（鈍化離子注入平面矽探測器）19測量濾紙樣品上的α、β放射性， Nal(TI)探測器（碘化鈉閃爍體28和光電倍增管29)測量濾紙樣品上的γ放射性。待樣 品測量完畢後，又重複上述過程，將取樣室2新採集的樣品傳送至測量室3內，以此類推，以 達到準連續監測目的。由於在真空條件下測量濾紙樣品，α粒子沒有空氣層的阻擋，有效 改善了 α能譜解析度，從而提高甄別Rn、Th子體幹擾能力，而且能同時連續測量濾紙樣品 上的α、β、γ放射性，從而，同時給出α、β、γ氣溶膠濃度。
[0023] 本發明僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置及其連接都是可以有 所變化的，在本發明技術方案的基礎上，凡根據本發明原理對個別部件進行的改進和等同 變換，均不應排除在本發明的保護範圍之外。
【權利要求】
1. 一種α、β、Y放射性氣溶膠連續取樣測量裝置，其特徵在於，它包括： 一機架； 一取樣室，所述取樣室包括彼此連通的上氣室和下氣室，所述下氣室固定連接在所述 機架上，所述上氣室通過一直線軸承與所述機架連接；在所述上氣室的頂部設置一進氣口， 在所述下氣室的底部設置一出氣口； 一測量室，所述測量室包括彼此連通的上測量室和下測量室，所述下測量室固定連接 在所述機架上，所述上測量室通過另一直線軸承與所述機架連接； 一抬壓電機，所述抬壓電機位於所述上氣室和上測量室之間的所述機架上，所述抬壓 電機的輸出端通過一減速器連接一偏心軸，所述偏心軸通過一連杆同時連接所述上氣室和 上測量室； 一走帶電機，所述走帶電機設置在靠近測量室一側的所述機架上； 一收帶盤，所述收帶盤通過一減速器連接所述走帶電機； 一送帶盤，所述送帶盤設置在所述機架的另一側； 一卷濾紙帶，所述濾紙帶的一端纏繞在所述送帶盤上，另一端依次穿過所述上氣室與 所述下氣室之間、所述上測量室與所述下測量室之間後纏繞在所述收帶盤上； 一鈍化離子注入平面矽探測器，所述鈍化離子注入平面矽探測器設置在所述上測量 室的底部，在所述鈍化離子注入平面矽探測器上方通過一壓緊環連接一電荷靈敏前置放大 器，所述電荷靈敏前置放大器的輸出端電連接一信號輸出插座；以及 一碘化鈉探測器，所述碘化鈉探測器設置在所述下測量室內，所述碘化鈉探測器包括 一碘化鈉閃爍體和一與所述碘化鈉閃爍體連接的光電倍增管。
2. 如權利要求1所述的一種α、β、Υ放射性氣溶膠連續取樣測量裝置，其特徵在於， 在所述碘化鈉閃爍體的外圍設置一密封套筒，所述密封套筒的上端通過一密封圈與所述下 測量室的室壁密封；所述密封套筒的下端，通過一密封圈與碘化鈉閃爍體的外殼密封；在 所述密封套筒的一側連接一真空抽氣管，所述真空抽氣管的末端連接一真空泵；所述碘化 鈉閃爍體與所述密封套筒之間留有空隙以作為抽真空的通道。
3. 如權利要求2所述的一種α、β、γ放射性氣溶膠連續取樣測量裝置，其特徵在於， 在所述上測量室的頂部設置一密封蓋，所述密封蓋上設置有一放氣管，所述放氣管的另一 端設置有放氣閥。
4. 如權利要求2或3所述的一種α、β、γ放射性氣溶膠連續取樣測量裝置，其特徵 在於，在所述密封套筒和光電倍增管的周圍設置環形鉛屏蔽體，在所述上測量室的上方設 置鉛屏蔽頂板，在所述上測量室背離所述上氣室的一側設置鉛屏蔽側板，在所述上測量室 和下測量室的後方設置鉛屏蔽堅板。
5. 如權利要求1或2或3所述的一種α、β、γ放射性氣溶膠連續取樣測量裝置，其 特徵在於，在所述收帶盤與所述測量室之間設置一支撐所述濾紙帶的紙帶定位輪，在所述 送帶盤與所述取樣室之間設置一支撐所述濾紙帶的張緊輪；在所述抬壓電機減速器的輸出 端和所述紙帶定位輪上分別設置一行程開關。
6. 如權利要求4所述的一種α、β、γ放射性氣溶膠連續取樣測量裝置，其特徵在於， 在所述收帶盤與所述測量室之間設置一支撐所述濾紙帶的紙帶定位輪，在所述送帶盤與所 述取樣室之間設置一支撐所述濾紙帶的張緊輪；在所述抬壓電機減速器的輸出端和所述紙 帶定位輪上分別設置一行程開關。
【文檔編號】G01T1/20GK104216002SQ201410446872
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】黃子瀚, 徐宏坤, 邊江, 殷蔭, 牟長麗, 王戈, 張碩 申請人:北京市射線應用研究中心