RU168002U1 - Монитор для обнаружения движущихся радиоактивных объектов - Google Patents
Монитор для обнаружения движущихся радиоактивных объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU168002U1 RU168002U1 RU2015124233U RU2015124233U RU168002U1 RU 168002 U1 RU168002 U1 RU 168002U1 RU 2015124233 U RU2015124233 U RU 2015124233U RU 2015124233 U RU2015124233 U RU 2015124233U RU 168002 U1 RU168002 U1 RU 168002U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radioactive objects
- monitor
- scintillator
- scintillation
- traffic streams
- Prior art date
Links
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам детектирования ионизирующего излучения и может быть применена для контроля перемещения радиоактивных объектов на автомобильных и железнодорожных транспортных магистралях.Технический результат: возможность обнаружения радиоактивных объектов в транспортных потоках со скоростями движения до 100 км/час.Заявленный технический результат достигается за счет того, что применяется новый тип литьевых сцинтилляционных пластин с отверстиями под установку оптоволокна, расположенными поперек пластины, вместо канавок, что увеличивает количество собираемого сцинтилляционного света и, соответственно, обеспечивает возможность обнаружения радиоактивных объектов в транспортных потоках с большими скоростями движения, а так же тем, что он оснащен адаптивной системой управления, которая измеряет отклонение частоты сигнала от фонового значения, при превышении пороговых значений, генерирует соответствующий сигнал и осуществляет контроль работы монитора, архивацию данных и связь с ЭВМ диспетчерской.
Description
Полезная модель относится к устройствам детектирования ионизирующего излучения и может быть применена для контроля перемещения радиоактивных объектов на автомобильных и железнодорожных транспортных магистралях.
Известно изобретение US 2008067390 А1 (далее «детектор»), которое относится к традиционному способу изготовления детекторов для обнаружения радиоактивных объектов. Чувствительный объем (сцинтиллятор) в этом детекторе изготавливается методом блочной полимеризации. Это достаточно долгий и трудозатратный процесс, включающий механическую обработку блоков сцинтиллятора (фрезеровку, полировку). Сбор света при этом осуществляется либо непосредственно на фотоприемники (фиг. 5А), либо с помощью прозрачных световодов (фиг. 5B, 5С, 5D). При этом никаких канавок или отверстий в сцинтилляторе нет. Такой светосбор требует высокой прозрачности применяемого сцинтиллятора. Это требование прозрачности и, соответственно, эффективности светосбора, ограничивает максимальный объем сцинтиллятора в детекторе примерно 15 литрами. В детекторе (фиг. 5А) объем сцинтиллятора составляет 2,5 л, в детекторах (фиг. 5B и фиг. 5С) составляет 4,2 л и в детекторе (фиг. 5D) около 2,8 л. Детектор, за счет того, что в нем используется пластмассовый сцинтиллятор с коротким временем высвечивания, способен регистрировать радиоактивные объекты, движущиеся со скоростью 20 миль в час (т.е. около 30 км/час) ([0069]). В изобретении описано расположение детекторов в составе портальных мониторов относительно зоны контроля ([0071]). Подразумевается, что для обеспечения необходимых размеров зоны контроля по высоте и ширине, а также необходимой чувствительности портального монитора в его состав включается несколько детекторов. Это влечет за собой значительное увеличение стоимости, так как каждый детектор оснащен двумя фотоприемниками с соответствующей электроникой, системами питания и пр.
Известен портал для обнаружения радиоактивных объектов в транспортных потоках (патент RU 86322). В его конструкции используется большая чувствительная
площадь сцинтиллятора. Это достигается тем, что
- в качестве чувствительного элемента используется сборка из сцинтилляционных пластин, изготовленных по оригинальной технологии методом литья под давлением на термопластавтоматах;
- в качестве светособирающего и светопроводящего элемента используется спектросмещающее оптическое волокно (далее оптоволокно);
- оптоволокно укладывается в канавки глубиной 2,5 мм по всей длине сцинтилляционной пластины с шагом 10 мм.
Недостатком известного устройства является возможность обнаружения радиоактивных объектов в транспортных потоках со скоростями движения до 60 км/час.
Известное устройство не позволяет обнаружить радиоактивные объекты в транспортных потоках со скоростями движения более 60 км/час.
Технический результат заявляемой полезной модели: возможность обнаружения радиоактивных объектов в транспортных потоках со скоростями движения до 100 км/час.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На Фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого монитора для обнаружения движущихся радиоактивных объектов, где 1 - детектирующая часть (чувствительный элемент и фотоприемники), 2 - умножитель напряжения для фотоприемников, 3 - контроллер системы управления, 4 - датчик пересечения объектом границы зоны контроля, 5 - сетевая видеокамера, 6 - ЭВМ, 7 - сетевой концентратор, 8 - локальная сеть.
На Фиг. 2 показано конструктивное устройство детектирующей части монитора, где 1 - сборка пластин сцинтиллятора с отверстиями под оптоволокно; 2 - два фотоприемника; 3 - оптоволокно.
На Фиг. 3 показана схема умножителя напряжения для фотоприемника, где 1 - фотоприемник; 2 - емкостно-диодный умножитель напряжения; 3 - повышающий
трансформатор; 4 - транзисторные ворота; 5 - мастер-генератор; 6 - контрольная схема; 7 - цифро-аналоговый преобразователь; 8 - усилитель; 9 - компаратор; 10, 11 - стабилизаторы напряжения.
Заявленный технический результат достигается за счет:
- замены сборки из сцинтилляционных пластин с канавками, расположенными вдоль пластины, на чувствительный элемент, состоящий из сборки сцинтилляционных пластин с отверстиями под установку оптоволокна, выполненными поперек пластины, что позволяет существенно сократить расход оптоволокна, увеличить количество собираемого сцинтилляционного света, что, соответственно, обеспечивает возможность обнаружения радиоактивных объектов в транспортных потоках с большими скоростями движения;
- совместного использования монитора большой площади и высокой чувствительности с адаптивной системой управления.
Чувствительный элемент полезной модели состоит из сцинтилляционных пластин специальной конструкции, изготовленных методом литья под давлением. На одной стороне каждой пластины расположены штифты диаметром 5 мм, а на противоположной стороне - отверстия такого же диаметра, что обеспечивает крепление пластин друг к другу по принципу «замок» или «ЛЕГО». Отверстия под установку оптоволокна расположены перпендикулярно (поперек) поверхности пластины на расстоянии 8,9 мм друг от друга. Размер сцинтилляционной пластины составляет 250 мм × 50 мм × 5 мм.
Изготовление сцинтилляционных пластин методом литья под давлением на термопластавтоматах технологично и не требует дополнительной механической обработки. В качестве основы используется промышленный гранулированный полистирол. Сбор света осуществляется с помощью спектросмещающих оптических волокон диаметром 1 мм проходящих сквозь сцинтиллятор. Эти волокна имеют высокую прозрачность (длина затухания света более 3 м), что обеспечивает однородность светосбора с больших объемов сцинтиллятора порядка 15%. В заявляемой полезной модели площадь сцинтиллятора составляет 2 квадратных метра, объем 100 л. Чувствительность монитора напрямую зависит от объема сцинтиллятора.
Эффективность светосбора зависит от способа укладки волокна в сцинтилляторе. В предыдущем варианте монитора (патент RU 86322) волокна укладывались в канавки, расположенные на поверхности сцинтилляционных пластин. Испытания опытных образцов пластин показали, что использование отверстий вместо канавок увеличивают светосбор на 20-25% при прочих равных условиях. Поэтому была изготовлена новая пресс-форма для производства пластин с отверстиями, расположенными на расстоянии 8,9 мм друг от друга (расчетный оптимум), и изготовлен полномасштабный образец монитора с использованием этих пластин. Испытания подтвердили правильность сделанного выбора.
Предлагаемая полезная модель использует пластмассовый сцинтиллятор большого объема (100 л, 200 см × 100 см × 5 см) и способна детектировать радиоактивные объекты, движущиеся со скоростью до 100 км/час. Этому техническому результату способствует также входящий в адаптивную систему датчик пересечения объектом границы зоны контроля, который, при вхождении транспортного средства в зону контроля, подает сигнал на сравнение вновь измеренной частоты с фоновой частотой, которая была до этого события.
Предлагаемая полезная модель имеет два фотоприемника (при выходе одного из строя модель остается работоспособной). В мониторе, в качестве фотоприемников, используются фотоэлектроумножители (ФЭУ) с фотокатодом диаметром до 50 мм и квантовой чувствительностью до 20% в области длин волн 490 нм.
В качестве источника питания для фотоприемника используется схема на основе принципа умножителя напряжения Кокрофт-Волтона с низковольтным питанием +/- 18 В (блок-схема представлена Фиг. 3). Измерения показали, что эта схема обеспечивает стабильность питания на уровне 10-3.
Адаптивная система управления обеспечивает:
- контроль исправности монитора,
- фиксацию входа измеряемого объекта в зону контроля,
- телевизионное наблюдение зоны контроля,
- контроль уровня излучения объекта,
- включение тревожного сигнала в случае превышения уровня излучения измеряемым объектом порогового значения,
- регулирование порогового значения,
- архивирование данных,
- связь с диспетчерской ЭВМ.
Адаптивная система управления включает в себя: контроллер, сетевую видеокамеру, датчик пересечения объектом границы зоны контроля, ЭВМ и сетевой концентратор.
Контроллер выполняет следующие функции:
- измерение частоты сигналов с детектирующего устройства,
- контроль аналоговых напряжений детекторов,
- выдача аналоговых напряжений на детекторы,
- измерение температуры внешней среды,
- запись необходимых статусных сигналов,
- контроль температурного режима блока,
- адресация блока ADDRESS,
- передача информации ЭВМ,
- выдача звукового сигнала.
Адаптивная система работает следующим образом: ЭВМ оценивает уровень фона (фоновой частоты) в течение определенного времени перед прохождением объекта мимо монитора. Время накопления фонового сигнала для определения частоты и уровень срабатывания регулируются. После сигнала от датчика пересечения о входе объекта в контролируемую зону система в течение нескольких секунд измеряет новую частоту. При сохранении (или понижении за счет экранировки фонового излучения объектом) частоты или незначительном превышении частоты ЭВМ посылает оператору системы сигнал отсутствия источников излучения, и пропускает объект. При превышении пороговой частоты:
- ЭВМ генерирует оператору тревожный сигнал,
- ЭВМ генерирует в диспетчерской тревожный сигнал и запись соответствующего видеосигнала с видеокамеры до выхода объекта из контролируемой зоны.
Кроме того, ЭВМ контролирует состояние аппаратуры и ведет архив данных.
Сцинтилляционный свет возникает при прохождении через сцинтилляционные пластины ионизирующего излучения от радиоактивных объектов. Фотоприемник с высоковольтным источником питания преобразует световые импульсы в электрические. Компаратор отсекает шумы, а формирователь обеспечивает импульс ТТЛ уровня, соответствующий каждой световой вспышке, т.е. каждому гамма-кванту.
Фоновая частота от единиц до десятков кГц нестабильна во времени. Система управления оценивает уровень фона в течение определенного времени перед прохождением объекта мимо детектора. Время накопления фонового сигнала и уровень срабатывания регулируются.
После сигнала о входе объекта в контролируемую зону система в течение одной-двух секунд измеряет новую частоту. При сохранении (понижении за счет экранировки фонового излучения объектом) частоты или незначительном превышении генерируется сигнал отсутствия источников излучения.
При превышении пороговой частоты генерируется тревожный сигнал, производится запись соответствующего видеосигнала до выхода объекта из контролируемой зоны. Все данные архивируются.
Технический результат полезной модели обеспечивается за счет замены пластин сцинтиллятора на более эффективные по светосбору (использование пластин из литьевого сцинтиллятора с отверстиями под установку оптоволокна на расстоянии 8,9 мм друг от друга) и оснащения монитора адаптивной системой управления.
Кроме этого, использование заявляемой полезной модели, в сравнении с известными устройствами, позволяет существенно сократить расход оптоволокна, что уменьшает стоимость полезной модели и, в то же время, обеспечивает обнаружение радиоактивных объектов в транспортных потоках со скоростями движения до 100 км/час.
Claims (1)
- Монитор для обнаружения движущихся радиоактивных объектов, отличающийся тем, что в качестве чувствительного элемента используется сборка из сцинтилляционных пластин, скрепленных друг с другом по принципу «замок» или «ЛЕГО», с отверстиями под установку оптоволокна, расположенными поперек пластины на расстоянии 8,9 мм друг от друга, а также наличием двух фотоприемников и адаптивной системы управления, состоящей из контроллера, сетевой видеокамеры, датчика пересечения объектом границы зоны контроля, ЭВМ и сетевого концентратора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015124233U RU168002U1 (ru) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Монитор для обнаружения движущихся радиоактивных объектов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015124233U RU168002U1 (ru) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Монитор для обнаружения движущихся радиоактивных объектов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU168002U1 true RU168002U1 (ru) | 2017-01-16 |
Family
ID=58456983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015124233U RU168002U1 (ru) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Монитор для обнаружения движущихся радиоактивных объектов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU168002U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2191408C2 (ru) * | 2000-12-08 | 2002-10-20 | Закрытое акционерное общество "ИНТРА" | Портальный радиационный монитор |
| US20080067390A1 (en) * | 2004-05-24 | 2008-03-20 | David Ramsden | Gamma Ray Detectors |
| RU86322U1 (ru) * | 2009-01-14 | 2009-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Институт физики высоких энергий" (ГНЦ ИФВЭ) | Сцинтилляционный портал для обнаружения радиоактивных объектов в транспортных потоках |
| WO2010099346A2 (en) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | Innovative American Technology Inc. | Fabrication of a high performance neutron detector with near zero gamma cross talk |
-
2015
- 2015-06-22 RU RU2015124233U patent/RU168002U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2191408C2 (ru) * | 2000-12-08 | 2002-10-20 | Закрытое акционерное общество "ИНТРА" | Портальный радиационный монитор |
| US20080067390A1 (en) * | 2004-05-24 | 2008-03-20 | David Ramsden | Gamma Ray Detectors |
| RU86322U1 (ru) * | 2009-01-14 | 2009-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Институт физики высоких энергий" (ГНЦ ИФВЭ) | Сцинтилляционный портал для обнаружения радиоактивных объектов в транспортных потоках |
| WO2010099346A2 (en) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | Innovative American Technology Inc. | Fabrication of a high performance neutron detector with near zero gamma cross talk |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202003042U (zh) | 综合性环境质量检测系统 | |
| CN103419202B (zh) | 一种家用巡视智能机器人 | |
| US9678224B2 (en) | System and method for detecting neutron, gamma and muon radiations with contiguous plastics scintillators | |
| CN104807402B (zh) | 利用光学方法的声屏障状态测量装置、系统和方法 | |
| KR101414325B1 (ko) | 광 커튼에 사용되는 광학 검출기 | |
| RU168002U1 (ru) | Монитор для обнаружения движущихся радиоактивных объектов | |
| WO2017036000A1 (zh) | 一种基于电源控制及输出脉冲频率的转速检测装置 | |
| GB2400480A (en) | Detection of vehicles carrying radioactive sources on a highway | |
| CN205246531U (zh) | 一种机动车尾气检测装置 | |
| EP2504721B1 (en) | Shifting scintillator neutron detector | |
| CN204758833U (zh) | 一种车辆放射性物质检测定位装置 | |
| CN104459755A (zh) | 一种车辆放射性物质检测定位装置及方法 | |
| CN109285358A (zh) | 高速公路入口检测管控系统 | |
| CN204965659U (zh) | 光纤围栏入侵报警系统 | |
| RU86322U1 (ru) | Сцинтилляционный портал для обнаружения радиоактивных объектов в транспортных потоках | |
| RU2191408C2 (ru) | Портальный радиационный монитор | |
| CN204596037U (zh) | 全天候立体式周界防护多传感器接入融合终端 | |
| CN207115755U (zh) | 自动发卡机车道自动检测管控系统 | |
| CN103140775A (zh) | 光幕 | |
| CN205067522U (zh) | 红外源运动方向检测装置 | |
| CN202257823U (zh) | 宽域全光纤扰动传感系统环境补偿装置 | |
| CN101860866A (zh) | 防入侵系统传感网络非均匀灵敏度节点的入侵检测与定位方法 | |
| CN203025878U (zh) | 一种在安防系统中应用的光纤智能传感装置 | |
| CN204330592U (zh) | 一种液压系统油液污染度智能检测系统 | |
| CN204644901U (zh) | 汽车隧道安全引导器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RZ1K | Other changes in the information about an invention |