一種便攜式測(cè)氡儀校準(zhǔn)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及測(cè)氮儀校準(zhǔn)器，屬于核電子學(xué)儀器及電離福射計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域。該 裝置能夠根據(jù)用戶需要的氮濃度期望值，在一個(gè)較小的密閉空間里（40~60升）自動(dòng)地產(chǎn) 生該期望值下的穩(wěn)定濃度氮?dú)?，供待校?zhǔn)的測(cè)氮儀器進(jìn)行測(cè)量，W完成對(duì)測(cè)氮儀的校準(zhǔn)或 刻度。裝置為一體化結(jié)構(gòu)，整機(jī)體積小于0. 5立方米，總量小于30公斤，便于外出作業(yè)時(shí)攜 帶和運(yùn)輸，可應(yīng)用于固定安裝型測(cè)氮儀的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮及短壽子體在自然環(huán)境（特別是大氣環(huán)境）下均處于放射性平衡狀態(tài)，因而刻 度測(cè)氮儀器也要求提供的氮及短壽子體處于放射性平衡。通常，要獲得一個(gè)穩(wěn)定的氮濃度， 常用的方法是將軸礦石或氮源放置于一個(gè)密閉的小容器內(nèi)，軸礦石或氮源釋放的氮自然擴(kuò) 散出來(lái)，S小時(shí)后基本處于放射性平衡，此時(shí)可W刻度儀器。但要改變氮濃度值，則需要增 加礦石或氮源的量，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。要實(shí)現(xiàn)氮濃度的自動(dòng)控制和穩(wěn)定，就必須設(shè)計(jì)可精 確控制氮發(fā)生率的穩(wěn)定氮源，最理想的方式是采用流氣式固體氮源。本校準(zhǔn)器中的微型流 氣式氮源由含錯(cuò)巧n-226)固體化合物制作，其中的錯(cuò)經(jīng)過(guò)了下面的放射性衰變過(guò)程：
[0003]
[0004] 假設(shè)核素226Ra為第0個(gè)核素，該核素的衰變常數(shù)、任意t時(shí)刻具有的原子數(shù)和活 度分別記為A。、N。(t)和Q。(t);同理，從第1個(gè)核素222化到第6個(gè)核素2啤〇的衰變常數(shù)、 任意t時(shí)刻具有的原子數(shù)和活度分別記為Ai、Ni(t)和Qi(t)(i= 1，2, 3, 4, 5, 6)，且第6個(gè) 核素21中0屬于長(zhǎng)壽子體，在校準(zhǔn)器的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，該核素的活度可W忽略不計(jì)。由于大部 分測(cè)氮方法，都是測(cè)量a射線，即測(cè)氮儀器計(jì)數(shù)由校準(zhǔn)器氮箱中的第1個(gè)核素222化、第2個(gè) 核素 2啤〇和第5個(gè)核素2"化的a射線總活度Qi(t)+Q2(t)+Qs(t)共同引起。因此，在調(diào)節(jié) 校準(zhǔn)器氮濃度的同時(shí)，必須考慮校準(zhǔn)器氮箱中氮及短壽子體的放射性平衡。
[0005] 校準(zhǔn)器開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，首先控制電路板發(fā)出信號(hào)控制兩組電磁閥將氮源氣路與進(jìn)出 口兩端大氣連通，進(jìn)入氮源排出積累氮的排氮模式，微型氣累開(kāi)始工作50~60分鐘，將氮 源內(nèi)富集的氮和子體排出。之后控制兩組電磁閥將氮源氣路切換到與氮箱進(jìn)出口連通，構(gòu) 成與氮箱的閉路循環(huán)，進(jìn)入補(bǔ)氮模式，開(kāi)始向氮箱輸入氮?dú)?。此時(shí)氮源單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氮 氣量是恒定值。隨后氮箱中的氮濃度將W-定速度上升，到達(dá)設(shè)定值后，氮源氣路切換回大 氣。之后氮由于自然衰變和箱體材料的吸附和箱體泄漏等因素，氮濃度開(kāi)始下降?？刂齐?路板在微處理器程序的控制下按一定的時(shí)間間隔開(kāi)始間歇補(bǔ)氮，使得氮濃度在一定范圍內(nèi) 保持相對(duì)穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型提供了一種可設(shè)定=種氮濃度值，且氮濃度穩(wěn)定、均勻的測(cè)氮儀校準(zhǔn) 器，且該裝置為一體化結(jié)構(gòu)、體積小、重量輕，便于攜帶和運(yùn)輸，能夠到用戶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行氮和氮 子體測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)刻度，同時(shí)也可用于研究氮、氮子體的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
[0007] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種便攜式測(cè)氮儀校準(zhǔn)器，該校準(zhǔn)器包括機(jī)箱、氮箱、攬 拌風(fēng)扇、取樣孔、固體氮源、微型氣累、干燥過(guò)濾器、電磁閥、連接管路、控制電路板、LCD顯示 屏、按鍵和電源模塊；其中氮箱、攬拌風(fēng)扇和取樣孔位于機(jī)箱的上部；固體氮源、微型氣累、 干燥過(guò)濾器、電磁閥、控制電路板、LCD顯示屏、按鍵和電源模塊位于機(jī)箱的下部；該校準(zhǔn)器 內(nèi)部采用連接管路依次連接了氮箱、電磁閥、干燥過(guò)濾器、固體氮源、微型氣累和電磁閥，構(gòu) 成了氮源氣路。采用連接管路依次連接了氮箱、電磁閥和微型氣累，構(gòu)成了氮箱排氮?dú)饴罚?攬拌風(fēng)扇安裝于氮箱內(nèi)部；氮箱上設(shè)有取樣孔，位于氮箱的中屯、位置，與氮箱連通，取樣孔 由2~4個(gè)常閉快接頭構(gòu)成；控制電路板通過(guò)線路連接所有電磁閥和微型氣累，控制每個(gè)電 磁閥和微型氣累的開(kāi)啟和關(guān)閉；LCD顯示屏和按鍵通過(guò)數(shù)據(jù)現(xiàn)與控制電路板相連，并和電 源模塊一同安裝于機(jī)箱的下部；機(jī)箱下部面板開(kāi)孔，將LCD顯示屏和按鍵露出，便于操作； 電源模塊將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電，供給控制電路板。
[0008] 氮箱采用氣密結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部氮濃度調(diào)節(jié)是通過(guò)電路板控制氮源和排氮?dú)饴愤M(jìn)行切 換，并采用開(kāi)環(huán)式間歇補(bǔ)氮控制算法實(shí)現(xiàn)氮濃度的自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)。
[0009] 通過(guò)電磁閥的切換操作，使氮源氣路在對(duì)氮箱的補(bǔ)氮模式和氮源排出積累氮的 排氮模式之間相互切換；具體為：當(dāng)電磁閥開(kāi)啟，同時(shí)電磁閥關(guān)閉時(shí)，為氮源對(duì)氮箱補(bǔ)氮模 式；當(dāng)電磁閥關(guān)閉，同時(shí)電磁閥開(kāi)啟時(shí)，為氮源排出積累氮的模式。
[0010] 采用外置微型流氣式固體氮源，活度為5~20kBq;氮箱內(nèi)氮濃度可W設(shè)定為 800Bq/m3、1500Bq/m3和 3000Bq/m3^個(gè)濃度點(diǎn)。
[0011] 氮箱內(nèi)氮濃度的調(diào)節(jié)和控制算法是通過(guò)控制電路板上的微處理器編程實(shí)現(xiàn)；按鍵 用于對(duì)氮箱的氮濃度值進(jìn)行設(shè)置操作，LCD顯示屏用于顯示校準(zhǔn)器當(dāng)前的氮濃度值和運(yùn)行 狀態(tài)信息。
[0012] 選擇使用氮?dú)鈱?duì)氮箱和固體氮源進(jìn)行初始排空及運(yùn)行后的排氮吹洗，能降低氮箱 本底值，進(jìn)一步提高氮濃度控制精度。
[0013] 一種便攜式測(cè)氮儀校準(zhǔn)器，該校準(zhǔn)器機(jī)箱采用侶合金等輕質(zhì)材料為主加工，為一 體化結(jié)構(gòu)，氮箱體積為40~60升，整機(jī)體積小于0. 5立方米，總量小于30公斤，便于外出 作業(yè)時(shí)攜帶和運(yùn)輸。該校準(zhǔn)器包括機(jī)箱、氮箱、攬拌風(fēng)扇、取樣孔、固體氮源、微型氣累、干燥 過(guò)濾器、電磁閥、連接管路、控制電路板、LCD顯示屏、按鍵和電源模塊。其中氮箱、攬拌風(fēng)扇 和取樣孔位于機(jī)箱的上部；固體氮源、微型氣累、干燥過(guò)濾器、電磁閥、控制電路板、LCD顯 示屏、按鍵和電源模塊位于機(jī)箱的下部。該校準(zhǔn)器內(nèi)部采用連接管路依次連接了氮箱、電磁 閥、干燥過(guò)濾器、固體氮源、微型氣累和電磁閥，構(gòu)成了氮源氣路。采用連接管路依次連接了 氮箱、電磁閥、電磁閥和微型氣累，構(gòu)成了氮箱排氮?dú)饴?；攬拌風(fēng)扇安裝于氮箱內(nèi)部，用于將 氮箱內(nèi)的氮?dú)鈹埌杈鶆?；氮箱上設(shè)有取樣孔，位于氮箱的中屯、位置，與氮箱連通，取樣孔由 2~4個(gè)常閉快接頭構(gòu)成追制電路板通過(guò)線路連接所有電磁閥和微型氣累，控制每個(gè)電磁 閥和微型氣累的開(kāi)啟和關(guān)閉；LCD顯示屏和按鍵安裝在控制電路板上，與電路板之間用數(shù) 據(jù)線相連。機(jī)箱下部側(cè)面開(kāi)孔，將LCD顯示屏和按鍵露出，便于對(duì)校準(zhǔn)器進(jìn)行操作；電源模 塊將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電，供給控制電路板。
[0014] 通過(guò)電磁閥的切換操作，使氮源氣路在對(duì)氮箱的補(bǔ)氮模式和氮源排出積累氮的排 氮模式之間相互切換。具體為：當(dāng)電磁閥10和13開(kāi)啟，同時(shí)電磁閥9和12關(guān)閉時(shí)，為氮源 對(duì)氮箱補(bǔ)氮模式；當(dāng)電磁閥10和13關(guān)閉，同時(shí)電磁閥9和12開(kāi)啟時(shí)，為氮源排出積累氮的 模式。
[0015] 采用外置微型流氣式固體氮源，活度為5~20kBq;氮箱內(nèi)氮濃度可W設(shè)定為 800Bq/m3、1500Bq/m3和 3000Bq/m3^個(gè)濃度點(diǎn)。
[0016] 氮箱內(nèi)氮濃度控制和調(diào)節(jié)算法是通過(guò)控制電路板上的微處理器編程實(shí)現(xiàn)；按鍵用 于對(duì)氮箱的氮濃度值進(jìn)行設(shè)置操作，LCD顯示屏用于顯示校準(zhǔn)器當(dāng)前的氮濃度值和運(yùn)行狀 態(tài)fs息。
[0017] 使用氮?dú)鈱?duì)氮箱及固體氮源進(jìn)行初始排空和運(yùn)行后的排氮吹洗，能降低氮箱本底 值，進(jìn)一步提高氮濃度控制精度。
[0018] 氮箱采用氣密結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部氮濃度調(diào)節(jié)是通過(guò)電路板控制氮源和排氮?dú)饴愤M(jìn)行切 換，并采用開(kāi)環(huán)式間歇補(bǔ)氮控制算法實(shí)現(xiàn)氮濃度的自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)。因此不需要外部的氮 濃度監(jiān)測(cè)儀器。采用外置微型流氣式固體氮源，活度為5~20kBq;氮箱內(nèi)氮濃度可W設(shè)定 為800Bq/m3、1500Bq/m3和3000Bq/m3^個(gè)濃度點(diǎn)。氮濃度調(diào)節(jié)和控制算法通過(guò)控制電路板 16上的微處理器編程實(shí)現(xiàn)；按鍵用于對(duì)氮箱氮濃度值進(jìn)行設(shè)置操作，LCD顯示屏用于顯示 校準(zhǔn)器當(dāng)前的氮濃度值和運(yùn)行狀態(tài)等信息。為進(jìn)一步提高氮濃度控制準(zhǔn)確度，在校準(zhǔn)器進(jìn) 行補(bǔ)氮前，可使用氮?dú)獯媸覂?nèi)大氣對(duì)氮箱和氮源進(jìn)行初始排氮，W及運(yùn)行后的排氮吹洗， W降低氮箱中的氮本底，進(jìn)一步提高氮濃度控制精度。
[0019] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：氮濃度采用微處理器實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)式自動(dòng)穩(wěn)定控制，無(wú)需外接氮 濃度監(jiān)測(cè)儀器。該校準(zhǔn)器體積小，重量輕，無(wú)需計(jì)算機(jī)等復(fù)雜控制裝置，可將校準(zhǔn)器攜帶至 用戶現(xiàn)場(chǎng)，廣泛應(yīng)用于地震預(yù)報(bào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域使用的固定安裝型測(cè)氮儀的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。
【附圖說(shuō)明】：
[0020] 圖1為本實(shí)用新型一種便攜式測(cè)氮儀校準(zhǔn)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本實(shí)用新型一種便攜式測(cè)氮儀校準(zhǔn)器實(shí)施外觀圖；
[0022] 圖3