专利名称：一种故障自修复核辐射监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种辐射监测装置，具体来说，是一种能在无人值守的条件下，对
环境核辐射进行自动数据采集与处理，当发生故障后能及时处置使其恢复到正常状态的核 辐射监测装置。
背景技术：
当前，核辐射造成的危害已被广泛关注，现有的核辐射监测装置一般包括使用计 数管或电离室的核辐射探测器、电源(含高压电源与低压电源)、以及单片机等。但是，这些 单元都有可能发生故障， 一旦有一个单元失效，则整个核辐射监测装置都会失效。修理人员 需要进入现场将核辐射监测装置打开，更换相关失效单元后，整个核辐射监测装置才能恢 复正常工作状态。若发生故障的单元为核辐射探测器，一般需要将整个核辐射监测装置从 现场取回，更换核辐射探测器，并在标准放射源下标定后，修复才算完成。在一些核电厂发 生泄漏或者遭受过核恐怖袭击区域，进入核辐射区对人体很不安全，这就需要一种能够自 我修复的核辐射监测装置，在首次放入监测区之后，发生故障无需人员再次进入进行修复。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种故障自修复核辐射监测装置，以减少或 避免装置发生故障后，需要人进入核辐射区对装置进行修复。 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种故障自修复核辐射监测装置，包括 多个用于探测核辐射的探测支路，多个可同时为所述多个探测支路供电的高压电源，一个 单片机以及一个为所述单片机供电的低压电源，其中，每个所述探测支路中均包括一个核 辐射探测器，所述单片机控制所述多个探测支路和所述多个高压电源，所述多个高压电源 中的至少一个为冗余高压电源，所述多个探测支路中的至少一个为冗余探测支路。 优选地，所述核辐射探测器包括低量程核辐射探测器和高量程核辐射探测器。 优选地，所述故障自修复核辐射监测装置中包括一个高压电源和一个冗余高压电 源。 优选地，所述故障自修复核辐射监测装置中包括五个探测支路和五个冗余探测支 路。 优选地，所述五个探测支路中有四个包括低量程核辐射探测器，一个包括高量程 核辐射探测器；所述五个冗余探测支路中有四个包括冗余低量程核辐射探测器， 一个包括 冗余高量程核辐射探测器。 优选地，每个所述探测支路中还包括触发器、光电隔离器、光电传感器，所述光电 隔离器连接所述单片机控制口 ，所述触发器连接所述单片机的计数口 。 优选地，所述高压电源的输出端与其冗余高压电源的输出端分别连接一个高反压
二极管。 本实用新型的故障自修复核辐射监测装置可以设置了冗余高压电源和冗余探测支路，当某部分发生故障时，其对应的冗余单元可发生作用，接替发生故障的部分的工作，以实现自修复的功能，无需修理人员进入现场进行修理。

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中， 图1所示为根据本实用新型的一个具体实施例的一种故障自修复核辐射监测装置的结构示意图； 图2所示为根据本实用新型的一个具体实施例的故障自修复核辐射监测装置的一条探测支路的电路图； 图3所示为根据本实用新型的一个具体实施例的故障自修复核辐射监测装置的各探测支路的工作流程示意图。
具体实施方式为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。其中，相同的部件采用相同的标号。 图1所示为根据本实用新型的一个具体实施例的一种故障自修复核辐射监测装置的结构示意图，该故障自修复核辐射监测装置包括多个用于探测核辐射的探测支路l，1'、多个可同时为所述多个探测支路1，1'供电的高压电源(图中示出了两个高压电源3，3')、一个单片机2以及一个为单片机2供电的低压电源(图中未示)。其中，单片机2通过相关电路控制各探测支路l，l'和高压电源3，3'。其中，每个探测支路l，l'中均包括一个核辐射探测器G，参见图2。 本实施例的故障自修复核辐射监测装置的上述各部分都有可能发生故障，所以需要在其中设置对应的冗余单元，当某部分发生故障时，其对应的冗余单元可发生作用，接替发生故障的部分的工作，以实现自修复的功能。具体来说，单片机2的失效率为10—9量级，低压电源失效率为10—7量级，高压电源3，3'失效率为10—s左右，而核辐射探测器以G-M计数管为参考大约为10—4量级。单片机2与低压电源的失效率比其他两个单元要低几个量级，也就是说它的平均无故障工作时间要高出几个量级。因此，在本实施例的故障自修复核辐射监测装置中，单片机2与低压电源不设冗余单元。而高压电源3，3'、核辐射探测器失效率相对较高，必须设有冗余设计单元。 在本实施例的故障自修复核辐射监测装置中，可以将其中一个高压电源3'设置为冗余高压电源，将多个探测支路l'设置为冗余探测支路。如图所示，高压电源3的输出端与其冗余高压电源3'的输出端分别连接一个高反压二极管4、4'，互相隔离，互不影响。 探测支路1， 1'中的核辐射探测器G有两种类型一种负责低量程的核辐射测量的核辐射探测器11， 11'，可用于普通情况下的监测，一种负责高量程的核辐射测量的核辐射探测器12,12'。在某些特殊条件，例如，核电站事故或遭核恐怖袭击时，核辐射就会达到某一个强度。由于普通情况下对核辐射的监测有误差，而在同等条件下，使用的探测支路越多，测量误差就越小，测量时间就越短。[0021] 如图1所示，本实施例中使用了四个并联的低量程核辐射探测器ll，而高量程时核辐射强度大，单位时间内进入探测器灵敏区的辐射粒子比低量程时要多得多，使用一个高量程核辐射探测器12即可有效地避免探测的误差。为避免因核辐射探测器11， 12故障使整个故障自修复核辐射监测装置失效，在本实施例中进一步设置了四个并联的冗余低量程核辐射探测器ll'、一个冗余高量程核辐射探测器12'。 当故障自修复核辐射监测装置工作时，两个高压电源3、3'在单片机2控制下轮流工作。每个高压电源均与10个核辐射探测器11、11' U2、12'连接，探测支路1、1'工作与否由单片机2控制。高压电源3的控制端可与单片机2的一个控制口相联，该控制口输出高电平至高压电源3的控制端，则高压电源工作并输出直流电压。若控制口输出低电平至高压电源3的控制端，则高压电源截止并且输出0V。单片机2通过这种方式使一个高压电源工作，另一个高压电源处于冷储备状态。单片机2另有一个控制口用于检测高压电源3的故障。电压通过分压电阻R1、R2，将分压后的电压送到单片机2控制口。若单片机2检测到此控制口的电压值低于某一设定值时，即判为高压电源3失效。单片机2发出切换指令，启动冗余高压电源3'工作，将对应于失效高压电源3的控制口置为低电平，并向环境监测中心上传相应编号高压电源失效信息。这样，在高压电源发生故障时，本实用新型即可启动冗余的高压电源，保持装置中始终有高压电源处于有效状态。 图1中仅示出了单片机2控制高压电源3、3'的示意电路，下面参照图2，3详细说明单片机2控制各控制探测支路1、1'的原理。 图2所示为根据本实用新型的一个具体实施例的故障自修复核辐射监测装置的一条探测支路的电路图。该探测支路包括两个电阻R3、 R4、电容C、核辐射探测器G(可以是核辐射探测器11、11' 、12、 12'之一)、触发器IC1、光电隔离器IC2以及光电传感器IC3等，其中，光电隔离器IC2连接单片机2的控制口 ，触发器连接单片机2的计数口 。在根据本实用新型的一个实施例中，探测器G为G-M计数管，当来自环境中的辐射进入探测器G的灵敏区时，探测器G中的气体产生电离，形成正负离子对。电荷向探测器G的正负极运动，在探测器的负极取样电阻R4上产生脉冲。探测器G将脉冲送给单片机2，单片机2记录着每一个来自探测器G的脉冲，探测器G为有效状态时，单片机2的控制口输出高电平给光电隔离器IC2的发光二极管使其发光，致使光电传感器IC3导通，电阻R4接地，探测器进入工作状态。若在两个以上的周期内，单片机2接受不到探测器G发送的信号，则判断该支路实效，单片机2的控制口停止输出高电平给光电隔离器IC2的发光二极管，则光电传感器IC3不导通，该支路断开。 图3所示为根据本实用新型的一个具体实施例的故障自修复核辐射监测装置的各探测支路的工作流程示意图。如图所示，当环境中的辐射对某个探测支路1产生照射，在取样周期内向单片机2输送几十个脉冲，以判断该支路是否有效。若在两个以上取样周期内，单片机接收不到探测支路1的信号，则判断该支路失效，它会迅速切断发生故障的探测支路l的直流供电，使其退出工作状态。同时启动一个冗余探测支路l'工作，同时向环境监测中心上传相应编号探测支路故障信息。至此，故障自修复工作完成。[0026] 在某些特殊条件，当核辐射达到某一个强度，装置转换到高量程工作。当工作中的高量程核辐射探测器12出现故障时，由单片机2将对应的故障支路关闭，启用冗余核辐射探测器12'，同时向环境监测中心输送相应编号的核 射探测器故障信息。[0027] 此外，为了提高可靠性，无论是低量程核辐射探测器11、11'，还是高量程核辐射探测器12、12'，都可以是轮换工作的。通常设定为每24小时轮换一次，由单片机2控制。[0028] 为了适应野外环境的严酷工作条件，以上所有部件和电路均密闭在一个铝合金金属壳中。 以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。特别是对于探测支路的个数，高压电源的个数可以根据实际情况进行修改，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求一种故障自修复核辐射监测装置，包括多个用于探测核辐射的探测支路(1，1′)，多个可同时为所述多个探测支路(1，1′)供电的高压电源(3，3′)，一个单片机(2)以及一个为所述单片机(2)供电的低压电源，其中，每个所述探测支路(1，1′)中均包括一个核辐射探测器(G)，所述单片机(2)控制所述多个探测支路(1，1′)和所述多个高压电源(3，3′)，其特征在于所述多个高压电源(3)中的至少一个为冗余高压电源(3′)，所述多个探测支路(1，1′)中的至少一个为冗余探测支路(1′)。
2. 根据权利要求l所述的故障自修复核辐射监测装置，其中，所述核辐射探测器(G)包括低量程核辐射探测器(ll，ll')和高量程核辐射探测器(12，12')。
3. 根据权利要求1所述的故障自修复核辐射监测装置，其中，所述故障自修复核辐射监测装置中包括一个高压电源(3)和一个冗余高压电源(3')。
4. 根据权利要求1所述的故障自修复核辐射监测装置，其中，所述故障自修复核辐射监测装置中包括五个探测支路(1)和五个冗余探测支路(l')。
5. 根据权利要求4所述的故障自修复核辐射监测装置，其中，所述五个探测支路(1)中有四个包括低量程核辐射探测器(ll)，一个包括高量程核辐射探测器(12);所述五个冗余探测支路(l')中有四个包括冗余低量程核辐射探测器(ll')，一个包括冗余高量程核辐射探测器(12')。
6. 根据权利要求l所述的故障自修复核辐射监测装置，其中，每个所述探测支路(1，1')中还包括触发器(IC1)、光电隔离器(IC2)、光电传感器(IC3)，所述光电隔离器(IC2)连接所述单片机(2)控制口，所述触发器(IC1)连接所述单片机(2)的计数口。
7. 根据权利要求l所述的故障自修复核辐射监测装置，其中，所述高压电源(3)的输出端与其冗余高压电源(3')的输出端分别连接一个高反压二极管(4，4')。
专利摘要本实用新型提供了一种故障自修复核辐射监测装置，包括多个用于探测核辐射的探测支路，多个可同时为所述多个探测支路供电的高压电源，一个单片机以及一个为所述单片机供电的低压电源，其中，每个所述探测支路中均包括一个核辐射探测器，所述单片机控制所述多个探测支路和所述多个高压电源，所述多个高压电源中的至少一个为冗余高压电源，所述多个探测支路中的至少一个为冗余探测支路。本实用新型的故障自修复核辐射监测装置可以设置冗余高压电源和冗余探测支路，当某部分发生故障时，其对应的冗余单元可发生作用，接替发生故障的部分的工作，以实现自修复的功能，无需修理人员进入现场进行修理。
文档编号G01T1/00GK201489116SQ200920147678
公开日2010年5月26日 申请日期2009年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者周百昌, 曾小年, 熊建平, 王世信, 谢乃国, 赵锋涛, 陈军, 韩益利 申请人:中国人民解放军第二炮兵装备研究院第二研究所