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监测仪器:γ辐射测量标准仪(1)

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    (一)结构原理及主要功能简述

 

  γ辐射测量标准仪由探测器、主机、报警系统和通信接口四部分组成,由单台或多台与监控中心联接,可组成一个监测网系统见图(1)。主机是以8031单片机为核心组成的单板机系统,具有自动控制、自动调零、多种参数数据显示、数据采集及处理、存储、报警和通信等功能。可常年连续监测实时记录。仪器连接见附录1说明。

 

  探测器是高气压电离室,由高绝缘MOS场效应管为输入级和高增益运算放大器经电容反馈组成电流积分器,输入端由短路继电器保护。测量结果由下面的公式得出:

 

  D=I/Kr

 

  其中D为剂量率,I为测量电流,Kr为刻度系数。

 

  测量电流 I=V上阈-V下阈)×C积分电容/T积分时间

 

  主机主要由8031CPU812位的模数变换器,四路12位的数摸变换器,键盘显示接口,扩展输入输出口,实时时钟,标准的RS-232C异步通信口,单片机监控芯片及键盘显示器面板组成。报警系统包括一个蜂鸣器和一个发光管。

 

  (1)监测网系统原理框图(该设计供用户参考使用)

 

  (二)技术性能和指标

 

  01.量程范围:10?10- 8 Gy/h10×10-3 Gy/h

 

  02.测量精度:相对误差小于?5%,变异系数小于2%

 

  03.环境温度:-20?C+50?C,附加误差小于2%

 

  04.环境湿度:小于 100%,无凝结,附加误差小于2%

 

  05.能量响应:60Kev3Mev

 

  06.供电电源:+12V直流电源,或220V交流电源任选。

 

  07.通信接口:RS-232C标准接口,通过调制解调器经公用电话网传输距离不限。与微机相接时,可由微机完全控制和进行数据处理。

 

  08.主机重量:125公斤。

 

  09.主机体积:240?215mm?110mm

 

  10.存储容量:32K字节,可以存储5000个数据。

 

  11.报警阈值:任意设置。

 

  12.工作时间:可常年连续运行。

 

  13.数据保护:在突然停电情况下,数据存储器有掉电保护电池供电,保证数据不会丢失。

 

  14.探测器:高压电离室直径160mm,不锈钢外壳,内充氩气,气压为20大气压;常压电离室直径90mm,不锈钢外壳,内充常压空气。

 

  15.时钟:采用美国DALLAS公司的DS12887日历时钟芯片,实时记录测量时间,月计时误差小于1分钟。

 

  (三)按键设置及各键功能设计

 

  仪器共有8个操作按键(见图2),结合换档参数按键共组合成个种不同的功能。其中显示选择复位在任何情况下都能使用。

 

  图(2)仪器前面板示意图

 

   换档

 

  仪器复位后换档键处于上档位置,上档指示灯(红灯)亮。这种复位状态下,常规连续快速继续打印1”显示选择复位都可操作。参数光滑剔除读出、 “+”“-”“→”都不起作用。

 

  当按下换档键后,换档键处于下档位置,下档指示灯(绿灯)亮。这种复位状态下,参数光滑剔除读出、 显示选择复位都可操作。常规连续快速继续打印1” “+”“-”“→”都不起作用。

 

   测量

 

  测量键有四个,其中包括常规连续快速三种不同的方式。这三种方式的积分下阈均为02V,常规测量与连续测量的积分上阈均为18V,快速测量的积分上阈为06V。在所有方式中,如果短路继电器断开(即开始积分)40秒后还没有达到积分下阈,则以当时的实际电压值为积分下阈,当测量时间到达定时时间周期时,如果积分电压还没有到达上阈,则以当时的实际电压值为积分上阈。最后以公式

 

  I=V上阈-V下阈)×C积分电容/T积分时间计算出电流值,再以公式

 

  D=I/Kr计算出结果。其中D为剂量率,Kr为刻度系数,I为测量电流。

 

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