本發(fā)明涉及微塵取樣測(cè)量，具體地指一種γ劑量率微塵取樣儀。

背景技術(shù)：

1、目前核能的應(yīng)用和核工業(yè)的發(fā)展，一方面創(chuàng)造了新的節(jié)約型綠色能源，另一方面又會(huì)引起放射性污染，所以監(jiān)測(cè)、防治、防護(hù)等問(wèn)題也隨之而來(lái)。對(duì)生態(tài)環(huán)境本地本底連續(xù)快速監(jiān)測(cè)，特別是有污染單位地域及核設(shè)施裝備地區(qū)，對(duì)環(huán)境微塵進(jìn)行定點(diǎn)和非定點(diǎn)的偵測(cè)、取樣、分析核素種類(lèi)、濃度、γ劑量率水平及其變化，微塵濃度、空氣質(zhì)量等微塵含量十分重要。人體長(zhǎng)期在超劑量放射性環(huán)境中工作和生活，會(huì)使細(xì)胞加速衰亡，新細(xì)胞的生長(zhǎng)受到抑制，引起人體局部或全身的病變，嚴(yán)重影響人類(lèi)的身體健康。

2、目前該領(lǐng)域使用的氣溶膠取樣器，都只能具有采集氣溶膠樣品，采完后工作人員取回到實(shí)驗(yàn)室人工檢測(cè)、人工分析、人工出數(shù)據(jù)，這樣用時(shí)長(zhǎng)，人為因素多，無(wú)法及時(shí)獲取真實(shí)的輻射水平值，也沒(méi)有報(bào)警功能；并且也只有單一工作模式，如：小型取樣器，只作為便攜式取樣設(shè)備使用，并且不防雨、不適應(yīng)長(zhǎng)期在戶(hù)外使用；而露天取樣器、方艙內(nèi)裝配式取樣器只能在固定點(diǎn)位使用，不能實(shí)現(xiàn)攜帶外出使用。

3、因此，需要開(kāi)發(fā)出一種既能取樣又能同時(shí)測(cè)量γ劑量率示值的γ劑量率微塵取樣儀，還可根據(jù)測(cè)值閾值報(bào)警，并且方便移動(dòng)適應(yīng)各種場(chǎng)景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是要解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種既能取樣又能同時(shí)測(cè)量γ劑量率示值的γ劑量率微塵取樣儀，還可根據(jù)測(cè)值閾值報(bào)警，并且方便移動(dòng)適應(yīng)各種場(chǎng)景。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、一種γ劑量率微塵取樣儀，包括頂部開(kāi)口的殼體、濾膜模組、取樣模組、偵測(cè)模組、氣體流量模組、數(shù)據(jù)處理控制模組、數(shù)據(jù)顯示模組，

4、所述濾膜模組設(shè)置于殼體頂部用于濾留氣體中放射性微塵作為樣品；

5、所述取樣模組設(shè)置于殼體內(nèi)部、濾膜模組下方處，所述取樣模組包括上方敞口的取樣風(fēng)杯，所述取樣風(fēng)杯與濾膜模組對(duì)應(yīng)連通且取樣風(fēng)杯敞口處設(shè)有導(dǎo)風(fēng)孔板用于氣流均勻進(jìn)入；

6、所述偵測(cè)模組設(shè)置于取樣風(fēng)杯內(nèi)用于測(cè)量樣品的γ劑量率瞬時(shí)值；

7、所述氣體流量模組設(shè)置于殼體內(nèi)部、與取樣風(fēng)杯底部連通，用于測(cè)量氣體流量及控制氣體流速；

8、所述數(shù)據(jù)處理控制模組設(shè)置于殼體內(nèi)與偵測(cè)模組信號(hào)連接用于將偵測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理得到γ劑量率并根據(jù)γ劑量率是否超過(guò)閾值進(jìn)行報(bào)警判斷，所述數(shù)據(jù)處理控制模組與氣體流量模組信號(hào)連接用于控制氣體流量恒定；

9、所述數(shù)據(jù)顯示模組設(shè)置于殼體外壁上與數(shù)據(jù)處理控制模組信號(hào)連接，用于實(shí)時(shí)顯示包括γ劑量率、報(bào)警信息、氣體流量的各種信息。

10、以上方案中，實(shí)現(xiàn)了采集樣品的同時(shí)檢測(cè)分析得到γ劑量率，并且可判斷是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行報(bào)警，整個(gè)采樣過(guò)程中，氣體流量模組控制流速實(shí)現(xiàn)按預(yù)設(shè)流量恒流采樣，保證取樣過(guò)程的均勻穩(wěn)定。

11、優(yōu)選的，所述殼體頂部開(kāi)口處設(shè)有方框形的上蓋，所述濾膜模組包括樣品膜以及膜固定器，所述樣品膜水平鋪設(shè)于上蓋上，所述膜固定器可拆卸式連接于上蓋頂面將樣品膜沿邊緣壓緊固定。

12、進(jìn)一步的，所述膜固定器與上蓋間為磁力吸附連接將樣品膜壓緊固定；所述上蓋四角處向上設(shè)有螺栓穿過(guò)膜固定器，所述螺栓上設(shè)有蝶形螺母。螺栓和蝶形螺母共同形成標(biāo)定器模組，是提供給計(jì)量檢定部門(mén)用于連接檢定儀器的專(zhuān)用模組。

13、進(jìn)一步的，所述取樣風(fēng)杯為上大下小的錐臺(tái)方杯且杯口緊貼殼體頂部開(kāi)口邊緣對(duì)應(yīng)連接，所述偵測(cè)模組包括十字型管以及分布在十字型管內(nèi)的硅晶復(fù)合探測(cè)體，所述十字型管包括連通成十字型的第一管件以及第二管件，所述第一管件、第二管件分別沿取樣風(fēng)杯長(zhǎng)度以及寬度方向設(shè)置且第一管件在中心處與第二管件中心處連通，所述第一管件兩端與取樣風(fēng)杯側(cè)壁固定連接，所述偵測(cè)模組十字型管中心與取樣風(fēng)杯平面中心對(duì)應(yīng)。本方案中，偵測(cè)模組為十字型的硅晶復(fù)合體，偵測(cè)能量寬范，因?yàn)槿幽＝M的取樣流量大，根據(jù)流體力學(xué)原理，使其形成樣品膜中央通過(guò)氣體流量大，放射性輻射微塵收集多，這樣捕獲率高。

14、更進(jìn)一步的，所述偵測(cè)模組距樣品膜豎向距離為12毫米。γ劑量率檢測(cè)效率取決于樣品膜至偵測(cè)模組之間的距離，樣品膜取樣面積大偵測(cè)立體角大，也就是γ劑量率偵測(cè)模組越靠近樣品膜偵測(cè)效率越好；但也要避免過(guò)近的距離使十字型的偵測(cè)模組在取樣模組頂部對(duì)進(jìn)氣形成阻擋，影響樣品膜上輻射微塵的捕獲，因此通過(guò)距樣品膜豎向距離為12毫米保證采樣偵測(cè)的均勻高效。

15、優(yōu)選的，所述氣體流量模組包括氣流殼體以及分設(shè)于氣流殼體內(nèi)上下部用于檢測(cè)壓力信號(hào)的恒流模組、量程模組，所述氣體流量模組還包括氣源模組和驅(qū)動(dòng)器，所述氣源模組與氣流殼體下端連通，所述的驅(qū)動(dòng)器位于殼體內(nèi)用于驅(qū)動(dòng)氣源模組產(chǎn)生氣體流速；

16、所述恒流模組、量程模組、驅(qū)動(dòng)器均與數(shù)據(jù)處理控制模組信號(hào)連接，所述數(shù)據(jù)處理控制模組根據(jù)恒流模組、量程模組檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算得到實(shí)時(shí)氣體流量以及設(shè)定流量跟隨值并根據(jù)設(shè)定流量跟隨值向驅(qū)動(dòng)器傳輸信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)器控制氣源模組調(diào)節(jié)氣體流速實(shí)現(xiàn)氣體流量恒定。

17、進(jìn)一步的，所述殼體內(nèi)在氣源模組下方設(shè)有氣源模組機(jī)座，所述氣源模組機(jī)座為頂部與氣源模組連通的中空腔體且側(cè)壁上設(shè)有排氣口用于將氣源模組的氣流排出，所述氣源模組機(jī)座安裝于殼體底板上，所述殼體側(cè)壁上間隔布設(shè)有排氣孔。本方案中，氣源模組排出的氣體經(jīng)氣源模組機(jī)座側(cè)壁上的排氣口排至殼體內(nèi)，再?gòu)臍んw側(cè)壁的排氣孔排出。

18、優(yōu)選的，所述取樣風(fēng)杯內(nèi)壁上端設(shè)有一圈限位臺(tái)階，所述導(dǎo)風(fēng)孔板邊緣位于限位臺(tái)階上，所述導(dǎo)風(fēng)孔板頂部與取樣風(fēng)杯頂部平齊。導(dǎo)風(fēng)孔板使進(jìn)入取樣模組內(nèi)氣流均勻分布，進(jìn)一步保證了采樣偵測(cè)的均勻性。

19、對(duì)于導(dǎo)風(fēng)孔板的優(yōu)選技術(shù)特征是：導(dǎo)風(fēng)孔板位于樣品膜下方，所述導(dǎo)風(fēng)孔板上均勻開(kāi)設(shè)彼此通過(guò)孔壁連接的多個(gè)形狀相同的導(dǎo)風(fēng)孔，導(dǎo)風(fēng)孔為正多邊形孔。所有導(dǎo)風(fēng)孔豎向貫通，正多邊形特別是正方形或正六邊形。優(yōu)化的技術(shù)方案采用正多邊形，可以實(shí)現(xiàn)相鄰孔之間的孔壁的厚度保持一致，減少氣體通過(guò)導(dǎo)流孔時(shí)的阻力，以及阻力的一致，有利于氣流穩(wěn)定；避免采用圓形的導(dǎo)流孔，相鄰孔之間的孔壁為圓弧，厚度不均，避免氣流通過(guò)圓形導(dǎo)流孔的阻力不均影響氣流穩(wěn)定問(wèn)題。

20、導(dǎo)風(fēng)孔板與樣品膜之間具有不大于2毫米的距離。氣體流量模組工作時(shí)，樣品膜在向下的氣流的作用下存在向下變形的趨勢(shì)，導(dǎo)風(fēng)孔板與樣品膜之間豎向間距不大于2毫米，在樣品膜發(fā)生變形時(shí)，可以對(duì)樣品膜變形面的支撐，減少變形。實(shí)現(xiàn)氣膜式定向氣流，實(shí)現(xiàn)樣品膜采集樣品的均勻性。

21、偵測(cè)模組十字型管中心與取樣風(fēng)杯平面中心對(duì)應(yīng)，也就是將偵測(cè)部與樣品膜的中心相對(duì)應(yīng)，有利于提高偵測(cè)的準(zhǔn)確性。

22、優(yōu)選的，所述殼體上還設(shè)有控制按鈕，所述控制按鈕與數(shù)據(jù)處理控制模組信號(hào)連接用于通過(guò)控制按鈕設(shè)置參數(shù)并傳輸于數(shù)據(jù)顯示模組顯示；所述殼體上還設(shè)有云端口，所述云端口與數(shù)據(jù)處理控制模組信號(hào)連接用于將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)以及接收上位機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)。

23、優(yōu)選的，所述殼體底部連接有三腳支架用于單兵手持便攜取樣；

24、或所述殼體頂部連接有雨雪盔、底部連接有臺(tái)式支架用于露天取樣；

25、或所述殼體安裝于方艙內(nèi)部頂板處，所述方艙頂板處對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有取樣儀口使殼體上方的濾膜模組露出方艙用于對(duì)方艙外部環(huán)境取樣，取樣儀口外側(cè)設(shè)有雨雪盔模組在濾膜模組上方進(jìn)行遮擋。

26、優(yōu)選的，還包括可檢測(cè)大氣溫度、大氣濕度、大氣壓力的檢測(cè)元件，所述檢測(cè)元件與數(shù)據(jù)處理控制模組信號(hào)連接。數(shù)據(jù)處理控制模組可根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果計(jì)算氣體標(biāo)況體積以及統(tǒng)計(jì)工況體積，數(shù)據(jù)顯示模組可實(shí)時(shí)顯示大氣溫度、大氣濕度、大氣壓力，所有數(shù)據(jù)通過(guò)云端口將數(shù)據(jù)傳至上位機(jī)(數(shù)據(jù)中心)。

27、本發(fā)明的有益效果為：

28、1.本發(fā)明的γ劑量率微塵取樣儀可作為單兵、露天、方艙內(nèi)裝配設(shè)備使用，對(duì)大氣環(huán)境及核放射性場(chǎng)景的微塵取樣，實(shí)時(shí)在線(xiàn)偵測(cè)放射性場(chǎng)景γ劑量率水平。

29、2.本發(fā)明的γ劑量率微塵取樣儀實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能、一機(jī)多用，即時(shí)采集樣品，即時(shí)偵測(cè)γ劑量率，測(cè)量出偵測(cè)點(diǎn)位上的γ輻射空氣吸收劑量率瞬時(shí)值，經(jīng)數(shù)據(jù)處理控制模組放大、運(yùn)算、分析、嚴(yán)辨得到輻射水平值——γ劑量率并根據(jù)是否超過(guò)設(shè)定的閾值進(jìn)行報(bào)警判斷，γ劑量率通過(guò)數(shù)據(jù)顯示模組顯示，并實(shí)現(xiàn)預(yù)值報(bào)警，獲取的數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)通過(guò)云端口上傳數(shù)據(jù)中心。

30、4.通過(guò)γ劑量率微塵取樣儀與三腳支架結(jié)合，形成γ劑量率單兵微塵取樣儀；通過(guò)γ劑量率微塵取樣儀與臺(tái)式支架組合，組成γ劑量率露天微塵取樣儀，雨雪盔用于在取樣儀上方進(jìn)行遮擋；通過(guò)方艙內(nèi)裝配γ劑量率微塵取樣儀及外部安裝雨雪盔模組，集成為γ劑量率方艙內(nèi)裝配式微塵取樣儀；該γ劑量率微塵取樣儀通過(guò)云端口實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

31、5.設(shè)備工作時(shí)γ劑量率的取樣模組上置，平面取樣，實(shí)現(xiàn)了濾膜均勻的收集微塵。濾膜模組設(shè)在取樣模組頂端，實(shí)現(xiàn)了樣品膜取樣均勻，并且收集效率最佳，所以該γ劑量率微塵取樣模組，將樣品膜設(shè)在頂端是最優(yōu)方法。該設(shè)備可靠性、抗震性、耐鹽霧與霉菌的性能指標(biāo)非常高。

32、6.本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)恒流取樣，氣體模組的氣流殼體上端嵌入恒流模組，下端設(shè)有量程模組，這兩個(gè)模組測(cè)量到的壓力信號(hào)值傳至數(shù)據(jù)處理控制模組放大、分析、運(yùn)算、嚴(yán)辨出控制電信號(hào)，這兩個(gè)模組電信號(hào)主動(dòng)、被動(dòng)相互作用，形成數(shù)字信號(hào)傳至驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)氣源模組實(shí)現(xiàn)恒定取樣流量，從而使γ劑量率微塵取樣儀真實(shí)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，能智能對(duì)標(biāo)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫χ?，自適應(yīng)不同海拔高度工作，確保真實(shí)恒定的流量值，流量模組下端對(duì)接氣源模組。

33、7.本發(fā)明的γ劑量率微塵取樣儀設(shè)有5種工作模式：?jiǎn)未稳?、時(shí)間取樣、體積取樣、循環(huán)取樣、聯(lián)機(jī)取樣，用戶(hù)可根據(jù)不同場(chǎng)景需要選擇對(duì)應(yīng)的控制摸式，實(shí)現(xiàn)特定功能，是真正意議上的一機(jī)多能。這5種工作模式都是通過(guò)數(shù)據(jù)處理控制模組、數(shù)據(jù)顯示模組、控制按鈕組成的微處理器實(shí)現(xiàn)的，單次取樣為設(shè)定長(zhǎng)時(shí)間取樣，時(shí)間取樣為設(shè)定時(shí)間段取樣，體積取樣為設(shè)定體積取樣，循環(huán)取樣為間隔周期定時(shí)循環(huán)取樣，聯(lián)機(jī)取樣為提供給智能機(jī)構(gòu)巡航取樣，以上工作模式均可遠(yuǎn)程控，是真正意議上的一機(jī)多能，一機(jī)多用。

34、8.本發(fā)明的γ劑量率微塵取樣儀內(nèi)由數(shù)據(jù)處理模組、數(shù)據(jù)顯示模組、控制按鈕等組成一個(gè)智能數(shù)字化操控平臺(tái)，可通過(guò)控制按鈕設(shè)置各種參數(shù)并通過(guò)數(shù)據(jù)顯示模組實(shí)時(shí)顯示；計(jì)算顯示γ劑量率以及氣體流量。所有數(shù)據(jù)通過(guò)云端口傳至上位機(jī)，通過(guò)云端口實(shí)現(xiàn)了本地?cái)?shù)據(jù)與上位機(jī)信息交互、遠(yuǎn)程控制，通訊協(xié)議開(kāi)放，且在斷電后啟動(dòng)記憶恢復(fù)功能。

35、9.本發(fā)明的γ劑量率微塵取樣儀用途廣，適用場(chǎng)景多樣化，制造過(guò)程采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、信息化，兼容性好，安裝調(diào)試便捷、現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)方便。