1.本发明属于核辐射监测气体放射性活度浓度监测技术领域，具体涉及一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置及方法。
背景技术：2.通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置主要应用于乏燃料后处理、核电、核设施中的通风排风系统，监测通风或排风管道中的放射性活度浓度，在测量值大于预先设定的报警阈值时，发出声光报警和安全连锁信号，以达到保护工作人员、公众和环境安全的目的。
3.目前测量通风或排风管道中的放射性活度浓度有两种方式：取样离线测量和管道内在线测量。取样离线测量设备由取样管道、阀门、取样泵、流量计、探测器(塑料闪烁体或pips半导体)、就地辐射处理单元和电气控制组件组成。被测通风或排风管道中的气体被取样泵抽取到气体测量腔室进行测量，测量结果通过就地辐射处理单元进行计算、显示、存储并上传至用户控制室或dcs。被测后的气体经过流量计测量体积后再被送回通风或排风管道。取样离线测量方式所采用的探测器为2英寸圆柱状β塑料闪烁体或pips探测器，测量范围为3.7
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104～3.7
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109bq/m3，达到测量下限的时间理论上需要14400s。管道内在线测量设备由探测器(塑料闪烁体或pips半导体)、就地辐射处理单元及其连接电缆组成。探测器安装在通风或排风管道内部，测量信号通过连接电缆送至就地辐射处理单元进行处理、存储和显示。管道内在线测量方式一般采用2英寸圆柱状β塑料闪烁体，测量范围为3.7
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104～3.7
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109bq/m3，达到测量下限的时间理论上需要14400s。
4.取样离线测量设备组成复杂，成本高；安装施工时需要连接取样管道，安装使用过程复杂；设备外形尺寸大，所需安装空间大；所用探测器灵敏度低，实现测量下限理论上需要14400s，对于通风或排风管道内气体测量来说不实用，无法及时响应。管道内在线测量方式，探测器深入通风或排风管道内会对管道内气体流动造成较大扰动，影响气体流速；探测器表面与被测气体接触面积小，接触时间短，测量结果代表性差；所用探测器灵敏度低，实现测量下限理论上需要14400s，对于通风或排风管道内气体测量来说不实用，无法及时响应。
技术实现要素：5.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，其装置结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在通风排风管道内放射性活度浓度监测中，不会对通风排风管道内气流造成扰动，测量结果更加准确，响应时间大幅度加快，提升了辐射安全防护作用，经济性和实用性大大提升，使用效果好，便于推广使用。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，包括设置在通风排风管道侧面的塑料闪烁体，所述塑料闪烁体的一
个侧面沿中线均分为主探测部和符合探测部，所述主探测部靠近气体的侧面设置有避光膜，所述符合探测部靠近气体的侧面设置有遮挡板，所述塑料闪烁体的另一个侧面设置有光导，所述光导上设置有与主探测部对应的第一光电倍增管和与符合探测部对应的第二光电倍增管。
7.上述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，所述塑料闪烁体的形状为矩形。
8.上述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，所述塑料闪烁体的尺寸为220mm
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160mm。
9.上述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，所述塑料闪烁体、光导、第一光电倍增管和第二光电倍增管均安装在壳体内。
10.上述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，所述壳体内还设置有数据处理模块。
11.上述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，所述壳体与管道连接处设置有密封圈。
12.上述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，所述第一光电倍增管和第二光电倍增管处均设置有蓝光led。
13.本发明还公开了一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测方法，采用上述的装置，所述方法包括以下步骤：
14.步骤一、所述主探测部接收被测气体和所在环境中产生的β和γ射线；同时，所述符合探测部接收只接收被测气体和所在环境中产生的γ射线；
15.步骤二、所述主探测部接收的β和γ射线在第一光电倍增管中转化为第一电信号；所述符合探测部接收的γ射线在第二光电倍增管中转化为第二电信号；
16.步骤三、所述第一电信号通过数据处理模块进行信号放大、甄别、成形和延迟处理，转化为第一数字信号；所述第二电信号通过数据处理模块进行信号放大、甄别、成形和延迟处理，转化为第二数字信号；
17.步骤四、所述第一数字信号和第二数字信号通过数据处理模块进行符合计算，扣除外环境中的γ射线本底，得到管道内放射性活度浓度。
18.本发明与现有技术相比具有以下优点：
19.1、本发明的装置结构简单，设计合理，实现方便。
20.2、本发明的监测装置采用法兰或焊接方式安装于通风排风管道外壁，不深入通风排风管道内部，不会对通风排风管道内的气体流动造成扰动。
21.3、本发明的塑料闪烁体面积大，通风排风管道内气体流经塑料闪烁体表面的时间相对较长，测量结果更加准确。
22.4、本发明的塑料闪烁体与通风排风管道内气体接触面积大，测量灵敏度高，实现测量下限(3.7
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103bq/m3)的时间在100s以内，与传统测量方式的14400s相比，测量时间缩短了两个数量级；响应时间大幅度加快，提升了辐射安全防护作用，有利于更早更及时发现放射性污染，以便采取措施保护工作人员安全。
23.5、本发明的符合探测部用于扣除安装环境γ本底，使整套测量设备无需铅屏蔽体，大幅度降低了监测仪的外形尺寸和设备重量。
24.6、本发明能够有效应用在通风排风管道内放射性活度浓度监测中，整套设备组成简单，施工安装方便，硬件成本低，经济性和实用性大大提升，使用效果好，便于推广使用。
25.综上所述，本发明的装置结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在通风排风管道内放射性活度浓度监测中，不会对通风排风管道内气流造成扰动，测量结果更加准确，响应时间大幅度加快，提升了辐射安全防护作用，经济性和实用性大大提升，使用效果好，便于推广使用。
26.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
27.图1为本发明的装置结构示意图。
28.附图标记说明:
29.2—主探测部；
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3—符合探测部；
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6—光导；
30.7—第一光电倍增管；
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8—第二光电倍增管；
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9—壳体；
31.10—数据处理模块；
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11—密封圈。
具体实施方式
32.如图1所示，本发明的通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，包括设置在通风排风管道侧面的塑料闪烁体，所述塑料闪烁体的一个侧面沿中线均分为主探测部2和符合探测部3，所述主探测部2靠近气体的侧面设置有避光膜，所述符合探测部3靠近气体的侧面设置有遮挡板，所述塑料闪烁体的另一个侧面设置有光导6，所述光导6上设置有与主探测部2对应的第一光电倍增管7和与符合探测部3对应的第二光电倍增管8。
33.具体实施时，主探测部2接触被测气体的表面由一层μm级避光膜覆盖，避光膜的作用是覆盖探测器表面，避免环境中可见光进入探测器产生计数。符合探测部3覆盖一层1mm不锈钢遮挡板，由于遮挡板将β射线阻挡，符合探测部3只能接收γ射线，其测量信号少，作为符合探测器使用。
34.本实施例中，所述塑料闪烁体的形状为矩形。
35.本实施例中，所述塑料闪烁体的尺寸为220mm
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160mm。
36.本实施例中，如图1所示，所述塑料闪烁体、光导6、第一光电倍增管7和第二光电倍增管8均安装在壳体9内。
37.本实施例中，如图1所示，所述壳体9内还设置有数据处理模块10。
38.本实施例中，如图1所示，所述壳体9与管道连接处设置有密封圈11。
39.本实施例中，所述第一光电倍增管7和第二光电倍增管8处均设置有蓝光led。
40.具体实施时，蓝光led的作用是在设备维修或测试时，主动发光，检验探测装置是否能够正常工作。
41.本发明的通风排风管道内放射性活度浓度在线监测方法，包括以下步骤：
42.步骤一、所述主探测部2接收被测气体和所在环境中产生的β和γ射线；同时，所述符合探测部3接收只接收被测气体和所在环境中产生的γ射线；
43.步骤二、所述主探测部2接收的β和γ射线在第一光电倍增管7中转化为第一电信号；所述符合探测部3接收的γ射线在第二光电倍增管8中转化为第二电信号；
44.具体实施时，β和γ射线入射到塑料闪烁体时引起闪光，闪烁的频率与入射射线的强度成正比，单次闪光的亮度与入射射线的能量成正比，闪光作用于第一光电倍增管7的光阴极上，打出光电子；光电子经过第一光电倍增管7倍增后，打出的电子数量不断增加，最后在第一光电倍增管7的阳极负载上产生第一电信号，γ射线入射到塑料闪烁体时引起闪光，闪光作用于第二光电倍增管8的光阴极上，打出光电子；光电子经过第二光电倍增管8倍增后，打出的电子数量不断增加，最后在第二光电倍增管8的阳极负载上产生第二电信号。
45.步骤三、所述第一电信号通过数据处理模块10进行信号放大、甄别、成形和延迟处理，转化为第一数字信号；所述第二电信号通过数据处理模块10进行信号放大、甄别、成形和延迟处理，转化为第二数字信号；
46.步骤四、所述第一数字信号和第二数字信号通过数据处理模块10进行符合计算，扣除外环境中的γ射线本底，得到管道内放射性活度浓度。
47.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
技术特征：1.一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，其特征在于：包括设置在通风排风管道侧面的塑料闪烁体，所述塑料闪烁体的一个侧面沿中线均分为主探测部(2)和符合探测部(3)，所述主探测部(2)靠近气体的侧面设置有避光膜，所述符合探测部(3)靠近气体的侧面设置有遮挡板，所述塑料闪烁体的另一个侧面设置有光导(6)，所述光导(6)上设置有与主探测部(2)对应的第一光电倍增管(7)和与符合探测部(3)对应的第二光电倍增管(8)。2.按照权利要求1所述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，其特征在于：所述塑料闪烁体的形状为矩形。3.按照权利要求2所述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，其特征在于：所述塑料闪烁体的尺寸为220mm
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160mm。4.按照权利要求1所述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，其特征在于：所述塑料闪烁体、光导(6)、第一光电倍增管(7)和第二光电倍增管(8)均安装在壳体(9)内。5.按照权利要求4所述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，其特征在于：所述壳体(9)内还设置有数据处理模块(10)。6.按照权利要求4所述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，其特征在于：所述壳体(9)与管道连接处设置有密封圈(11)。7.按照权利要求1所述的一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置，其特征在于：所述第一光电倍增管(7)和第二光电倍增管(8)处均设置有蓝光led。8.一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测方法，其特征在于，采用如权利要求5所述装置，所述方法包括以下步骤：步骤一、所述主探测部(2)接收被测气体和所在环境中产生的β和γ射线；同时，所述符合探测部(3)接收只接收被测气体和所在环境中产生的γ射线；步骤二、所述主探测部(2)接收的β和γ射线在第一光电倍增管(7)中转化为第一电信号；所述符合探测部(3)接收的γ射线在第二光电倍增管(8)中转化为第二电信号；步骤三、所述第一电信号通过数据处理模块(10)进行信号放大、甄别、成形和延迟处理，转化为第一数字信号；所述第二电信号通过数据处理模块(10)进行信号放大、甄别、成形和延迟处理，转化为第二数字信号；步骤四、所述第一数字信号和第二数字信号通过数据处理模块(10)进行符合计算，扣除外环境中的γ射线本底，得到管道内放射性活度浓度。
技术总结本发明公开了一种通风排风管道内放射性活度浓度在线监测装置及方法，装置包括设置在通风排风管道侧面的塑料闪烁体，塑料闪烁体的一个侧面沿中线均分为主探测部和符合探测部，主探测部靠近气体的侧面设置有避光膜，符合探测部靠近气体的侧面设置有遮挡板，塑料闪烁体的另一个侧面设置有光导，光导上设置有与主探测部对应的第一光电倍增管和与符合探测部对应的第二光电倍增管。本发明装置结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在通风排风管道内放射性活度浓度监测中，不会对通风排风管道内气流造成扰动，测量结果更加准确，响应时间大幅度加快，提升了辐射安全防护作用，经济性和实用性大大提升，使用效果好，便于推广使用。用。用。
技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：陕西卫峰核电子有限公司
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2022/11/1
