一種核電廠應急組網監測系統的製作方法

2023-07-02 19:29:56 1

本申請涉及一種核電廠應急組網監測系統。

背景技術：

在現有技術中，核電廠應急組網輻射監測系統應用於核電廠周邊環境輻射水平及多個氣象參數的移動監測，系統中各個節點通過電池供電，節點間通過無線通訊進行數據交換，終端每個探測節點中都包含定製設計的數據採集模塊將各個傳感器的數據進行實時讀取，同時通過無線數傳模塊將數據打包上傳至移動數據接收節點，數據接收節點作為數據中轉可與監測中心進一步進行數據交換。

技術實現要素：

本申請所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種核電廠應急組網監測系統

為解決以上技術問題，本申請採取如下技術方案：

一種核電廠應急組網監測系統，它包括，移動探測器節點、用於對所述的移動探測器節點所採集的數據進行中轉和通訊距離擴散的至少一級移動數據接收節點、用於對所述的移動數據接收節點進行數據交換的監測中心，所述的移動探測器節點包括至少一個傳感器。

優選地，所述的移動探測節點的傳感器包括輻射探測器和/或氣象類傳感器。

優選地，所述的移動探測節點包括用於對傳感器數據進行採集的數據採集模塊、用於將所述的數據採集模塊所採集的數據傳送至所述的移動數據接收節點的無線數傳模塊。

優選地，所述的監測系統還包括移動式支架，所述的傳感器安裝在所述的移動式支架上。

優選地，所述的輻射探測器包括寬量程輻射探測器和環境級輻射探測器。

優選地，所述的氣象類傳感器包括一體式氣象傳感器、風速傳感器和風向傳感器。

優選地，所述的移動探測節點的數據採集模塊具有模擬接口和數字接口。

優選地，所述的移動式支架包括立柱、一端部與所述立柱下端相轉動連接的多個支撐腳、套設在所述的立柱的可沿所述的立柱上下滑動的滑環、一端可轉動地連接於所述的滑環，另一端可轉動地連接於所述的支撐腳的支撐杆，所述的立柱的上端部安裝有橫杆，所述的傳感器安裝在所述的橫杆上，所述的移動式支架具有展開狀態和摺疊狀態，當所述的移動式支架處於展開狀態時，所述的支撐腳放置在地面上；當所述的移動式支架處於摺疊狀態時，所述的滑環沿所述的立柱向上移動，帶動所述的支撐腳向上摺疊。

優選地，所述的滑環上還設置有至少一個固定螺絲，所述的固定螺絲用於將所述的滑環固定在所述的立柱上。

優選地，所述的輻射探測器包括寬量程輻射探測器和環境級輻射探測器；所述的氣象類傳感器包括一體式氣象傳感器、風速傳感器和風向傳感器，所述的風向傳感器和所述的風速傳感器安裝在所述的橫杆的兩端部，所述的風向傳感器與所述的風速傳感器之間依次安裝有一體式氣象傳感器、寬量程輻射探測器和環境級輻射探測器。

由於以上技術方案的採用，本申請與現有技術相比具有如下優點：

本申請的核電廠應急組網輻射監測系統由多個節點組成，類型上分為移動數據接收節點與移動探測器節點，探測器節點與數據接收節點之間通過無線方式進行通訊，單一數據接收節點可同時與最多256個探測器節點連接。移動數據接收節點可看作數據中繼站，對終端探測器節點所採集數據進行中轉與通訊距離上的擴展，可繼續通過數據接收節點進行中繼，最終與監測中心設備通過有線通訊連接。

附圖說明

圖1為本申請的監測系統的模塊示意圖；

圖2為本申請的移動數據接收節點和移動探測節點的模塊示意圖；

圖3為寬量程雙GM管伽馬探測器的模塊示意圖；

圖4為環境級碘化鈉伽馬探測器的模塊示意圖；

圖5為移動式支架的結構示意圖，

其中：1、立柱；2、支撐腳；3、支撐杆；4、滑環；5、固定螺絲；6、橫杆；71、風速傳感器；72、一體化氣象傳感；73、寬量程伽馬探測器；74、環境級伽馬探測器；75、風向傳感器；8、天線。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本申請做進一步詳細說明。應理解，這些實施例是用於說明本申請的基本原理、主要特徵和優點，而本申請不受以下實施例的範圍限制。實施例中採用的實施條件可以根據具體要求做進一步調整，未註明的實施條件通常為常規實驗中的條件。

如圖1所示，一種核電廠應急組網監測系統，它包括，移動探測器節點、用於對所述的移動探測器節點所採集的數據進行中轉和通訊距離擴散的至少一級移動數據接收節點、用於對所述的移動數據接收節點進行數據交換的監測中心，所述的移動探測器節點包括至少一個傳感器。移動探測器節點與移動數據接收節點之間通過無線方式進行通訊，單一的移動數據接收節點最多可同時與256個移動探測器節點連接。移動數據接收節點可看作數據中繼站，對終端探測器節點所採集數據進行中轉與通訊距離上的擴展，可繼續通過移動數據接收節點進行中繼，最終與監測中心設備通過有線通訊連接。

如圖2所示，為本申請所述的移動數據接收節點和移動探測節點，所述的移動探測節點的傳感器包括輻射探測器和/或氣象類傳感器，所述的移動探測節點包括用於對傳感器數據進行採集的數據採集模塊、用於將所述的數據採集模塊所採集的數據傳送至所述的移動數據接收節點的無線數傳模塊。數據採集模塊作為通用的信息採集模塊。可連接串口通信的傳感器、數字脈衝傳感器、模擬電壓傳感器，具有乙太網通信功能、USB連接功能和使用SD卡進行本地數據存儲。也可以通過串口、網口和USB與上位機連接。通訊協議採用標準Modbus。其中，輻射探測器使用寬量程輻射探測器實現0.1uSv/h到10Sv/h的劑量的寬量程覆蓋，可滿足常規及應急場合的輻射監測要求；環境級輻射探測器的劑量量程範圍為0.01uSv/h到200uSv/h，適用於長期環境水平輻射劑量監測。所有輻射探測器均為全數位化設計，通過RS-485串口進行數據採集。氣象類傳感器包括一體式氣象傳感器，風速傳感器，風向傳感器。其中，一體式氣象傳感器使用超聲波原理，用來測量風向、風速、溫度、溼度、氣壓，可實時提供GPS位置，溫溼度，風速風向，羅盤方向數據，通過RS-232串口進行數據採集；風速傳感器是機械式風速傳感器，提供風速信息，通過脈衝計數口進行採集；獨立的風向傳感器是機械式風向傳感器，提供風向信息，通過模擬電壓信號進行採集。定製數據採集模塊採用多通道設計，同時具備模擬接口與數字接口，以適應不同種類的傳感器類型，完成各傳感器數據實時採集及打包上傳的工作，對外上傳接口採用RS-232串口，直接與無線數傳模塊對接實現與遠端模塊的無縫透傳。

如圖3所示，寬量程雙GM管伽馬輻射探測器電子學部分由蓋革計數管，信號調理電路以及基於微處理器的數位訊號處理單元組成，實時生成計數率，瞬時劑量率，探測器狀態等信息；通過選擇不同技術規格的兩個蓋革計數管，根據所探測劑量水平進行雙蓋革管切換，可實現覆蓋不同的劑量量程。由蓋革計數管產生的原始脈衝信號經內置微處理器採集處理後生成實時劑量率。首先通過原始脈衝信號得到實時計數率，再對計數率進行死時間校正及靈敏度換算，得到實時劑量率，並消除傳統核輻射探測器的死時間及飽和效應；之後採用基於低通濾波的數位訊號處理算法，保證實時劑量率長時間內的穩定，以及對於劑量率變化的快速響應。探測器對外提供RS-485串口，計算機或者輻射監測主機可通過RS-485串口對測量到的計數率，劑量率，探測器狀態等信息。同時，單個控制主站(計算機或者輻射監測主機)可通過485總線連接方式最多連接32個伽馬輻射探測器，組成區域輻射監測網絡，其中通訊距離要求小於1200米。

探測器通訊協議採用Modbus國際標準通訊協議，可直接接入任何現代數位化採集系統，方便應用於系統集成。探測器內置溫度傳感器，出廠前對探測器行高低溫實驗，得到溫度補償係數。在實際運行過程中，根據工作溫度對蓋革計數管的實時計數率進行溫度補償。並且，探測器設計自檢功能，對不合理的計數情況，工作溫度或測量範圍的偏離，報警等狀態進行自動識別，控制主站可通過串口對探測器工作狀態進行查詢。

如圖4所示，環境級碘化鈉伽馬探測器根據環境測量這一具體應用，採用直接測量光電倍增管電流的方式，該方法在環境監測的能量響應指標上明顯優於傳統的脈衝計數法，約為±5％，同時高於國標所要求的±20％。該測量方式不同於常規對光電倍增管輸出脈衝進行放大成形，閾值甄別生成TTL脈衝的方式，具有以下特點：直接測量光電倍增管電流，結構簡單，靈敏度高；前端積分器結構為低通結構，電源抑制比好，抗幹擾強；能量響應指標遠遠好於常規對脈衝計數的方式，適用範圍廣，可用於加速器脈衝輻射場，放射源場合，多種輻射的混合場，尤其適合低水平環境級監測。而常規脈衝計數的方式僅適用於單一輻射場，並且對於未知混合場及脈衝輻射場無法保證國標要求的能量響應。積分電流產生的原始脈衝信號經內置微處理器採集處理後生成實時劑量率。探測器對外提供RS-485串口，計算機或者採集系統可通過RS-485串口對測量到的計數率，劑量率，探測器狀態等信息。同時，單個控制主站(計算機或者輻射監測主機)可通過485總線連接方式最多連接32個伽馬輻射探測器，組成區域輻射監測網絡，其中通訊距離要求小於1200米。探測器通訊協議採用Modbus國際標準通訊協議，可直接接入任何現代數位化採集系統，方便應用於系統集成。探測器內置溫度傳感器，出廠前對探測器進行高低溫實驗，得到溫度補償係數。在實際運行過程中，根據工作溫度對蓋革計數管的實時計數率進行溫度補償。並且，探測器設計自檢功能，對不合理的計數情況，工作溫度或測量範圍的偏離，報警等狀態進行自動識別，控制主站可通過串口對探測器工作狀態進行查詢。

如圖5所示，移動式支架包括立柱、一端部與所述立柱下端相轉動連接的多個支撐腳、套設在所述的立柱的可沿所述的立柱上下滑動的滑環、一端可轉動地連接於所述的滑環，另一端可轉動地連接於所述的支撐腳的支撐杆，所述的立柱的上端部安裝有橫杆，所述的傳感器安裝在所述的橫杆上，所述的移動式支架具有展開狀態和摺疊狀態，當所述的移動式支架處於展開狀態時，所述的支撐腳放置在地面上；當所述的移動式支架處於摺疊狀態時，所述的滑環沿所述的立柱向上移動，帶動所述的支撐腳向上摺疊。所述的滑環上還設置有至少一個固定螺絲，所述的固定螺絲用於將所述的滑環固定在所述的立柱上。所述的輻射探測器包括寬量程輻射探測器和環境級輻射探測器；所述的氣象類傳感器包括一體式氣象傳感器、風速傳感器和風向傳感器，所述的風向傳感器和所述的風速傳感器安裝在所述的橫杆的兩端部，所述的風向傳感器與所述的風速傳感器之間依次安裝有一體式氣象傳感器、寬量程輻射探測器和環境級輻射探測器。移動式支架上還安裝有天線，所述的天線固定在橫杆中心位置。

以上對本申請做了詳盡的描述，實施例的說明只是用於幫助理解本申請的方法及其核心思想，其目的在於讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本申請的內容並據以實施，並不能以此限制本申請的保護範圍。凡根據本申請精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本申請的保護範圍之內。