空气放射性实时监测系统
专利汇可以提供空气放射性实时监测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 公开了一种空气 放射性 实时监测系统，包括抽气系统，加热除湿装置，气体置换式差分环境电离室探测装置， 信号 处理单元，以及控制单元。其中气体置换式差分环境电离室探测装置包括相互独立的不锈 钢 圆柱体上部腔室和下部腔室，所述下部腔室顶部设置有 电极 烘烤 装置和本底射线产生装置。本申请通过电极烘烤装置，保证了电离室在长时间使用后仍可保持绝缘度和高的测量准确度。通过布置在电离室探测装置上部腔室和下部腔室之间的本底射线产生装置，并结合 齿轮 联动结构，实现检验源的有效利用。，下面是空气放射性实时监测系统专利的具体信息内容。
1.一种空气放射性实时监测系统，其特征在于：包括，
抽气系统，用于抽取待测气体，包括抽气泵；
设置于所述抽气系统进气管路的加热除湿装置，用于对流经的所述待测气体进行除湿处理；
设置于所述抽气系统进气管路且在所述加热除湿装置之后的气体置换式差分环境电离室探测装置，用于探测所述待测气体的放射性；
信号处理单元，用于处理所述气体置换式差分环境电离探测装置室输出的脉冲信号；
以及，
与所述抽气系统、所述加热除湿装置、所述气体置换式差分环境电离室探测装置、所述信号处理单元电连接的控制单元，用于控制所述抽气系统、所述加热除湿装置、所述气体置换式差分环境电离室探测装置、所述信号处理单元运行。
其中，所述气体置换式差分环境电离室探测装置包括相互独立的不锈钢圆柱体上部腔室和下部腔室，以及两腔室之间的前置放大电路盒。所述上部腔室为密闭结构，所述下部腔室为气体置换式结构。所述下部腔室顶部设置有进气口、出气口、电极烘烤装置和本底射线产生装置。所述进气口内部设有过滤网，所述电极烘烤装置包括电加热丝、加热丝固定座、陶瓷隔离罩和隔热反射层，所述电加热丝螺旋式缠绕在所述加热丝固定座上，所述加热丝固定座设置有螺旋状凹槽，所述陶瓷隔离罩将所述电加热丝和所述加热丝固定座屏蔽在内，所述隔热反射层设置在最外层，隔绝热量扩散。所述本底射线产生装置由本底源罩、本底源盒和齿轮联动装置组成。所述本底源盒包括不锈钢屏蔽外壳、铅屏蔽体、源衬、铅塞和屏蔽外壳盖，所述齿轮联动装置包括联动齿轮、联动杆、调节杆和调节旋钮，用于调节本底源的上下移动。
2.根据权利要求1所述的空气放射性实时监测系统，其特征在于：所述气体置换式差分环境电离室探测装置中所述上部腔室和所述下部腔室内部结构相同，包括第一端开口的圆筒状外壳、外壳端盖、高压电极、收集电极、近端盖导流板和远端盖导流架，所述高压电极一端通过高压极绝缘固定座坐落于所述上部腔室外壳端盖和所述下部腔室外壳端盖，第二端经由所述远端盖导流架绝缘紧压于所述上部腔室顶部和所述下部腔室底部，所述收集电极通过所述加热丝固定座与收集极绝缘垫固定于所述外壳端盖。
3.根据权利要求1所述的空气放射性实时监测系统，其特征在于：所述气体置换式差分环境电离室探测装置与台架固定连接，且采用绝缘部件绝缘。
4.根据权利要求1所述的空气放射性实时监测系统，其特征在于：所述进气管路采用不锈钢管，且进气管路设置有截止阀、取样器、压力计、流量计和流量调节阀。
5.根据权利要求1所述的空气放射性实时监测系统，其特征在于：所述气体置换式差分环境电离室探测装置中隔热反射层由陶瓷外壳空腔填充隔热反射材料构成，所述隔热反射材料采用玻璃纤维或镀铝聚酯薄膜。
6.根据权利要求1所述的空气放射性实时监测系统，其特征在于：所述气体置换式差分环境电离室探测装置中电加热丝为钨丝或镍铬合金丝，所述加热丝固定座穿过所述收集电极，将所述收集电极与所述外壳端盖绝缘，所述加热丝固定座和所述收集极绝缘垫采用蓝宝石或陶瓷材料。
7.根据权利要求1所述的空气放射性实时监测系统，其特征在于：所述气体置换式差分环境电离室探测装置中联动齿轮由右齿轮和下齿轮组成，所述右齿轮与所述调节杆为一体化结构，所述下齿轮与所述联动杆之间为螺纹作用方式。
8.根据权利要求1所述的空气放射性实时监测系统，其特征在于：所述气体置换式差分环境电离室探测装置中下部腔室外壳端盖内部与所述进气口对应位置处设置张角结构。
9.根据权利要求1所述的空气放射性实时监测系统，其特征在于：所述气体置换式差分环境电离室探测装置中下部腔室近端盖导流板和所述远端盖导流架上均匀布设小孔，以使气流均匀流动，避免滞留，所述近端盖导流板和所述远端盖导流架组成电离室导流系统。
空气放射性实时监测系统
技术领域
背景技术
境进行排放。烟囱排放空气气体中的放射性气体来自于核反应堆核燃料组件中的裂变产物
(如133Xe、85Kr)，一般情况下燃料组件的破口非常小，但在反应堆运行时，由于不断发生的核反应产生的放射性气体(单原子分子，体积小，气态)导致燃料组件内部的压力不断升高，
很容易从燃料组件破损口泄漏到一回路并通过一回路压力边界的破损泄漏到反应堆厂房
或二回路中。当发生泄漏时，这些裂变产物就会通过各种途径进入空气而形成放射性气态
分布，造成场所环境污染并对工作人员身体健康产生威胁，其中放射性惰性气体和氚可对
人体造成浸没照射伤害。
携带的α、β及γ辐射体活度浓度等难以探测。一般地，通过取样装置摄取一定量空气进入流气式电离室就可进行气体放射性监测。然而，现有典型放射性取样装置是将放射性气体抽
取并保存在取样钢瓶中进行监测，其监测周期长，不具备放射性监测时效性。此外，当处于
正常环境或发生放射性泄露较小时，反应堆厂房内环境或通风风管内本底γ剂量与待测空
气放射性含量相差不多，会对所监测区域内辐射剂量结果产生较大偏差，造成工作人员对
环境监测的误判和漏判，甚至危害人员健康。
活度浓度测量。目前国内外已有专用于核电站辐射厂房监测用的流气式差分电离室探测
器。但现有流气式差分电离室探测器在设计上存在检验源安装固定方式不恰当且利用效率
低，探测器内部结构设计考虑不充分，信号处理方式不合理，空间利用冗余，组装方式复杂，易受潮湿气流影响等缺陷。
给现场维护人员的人身健康带来威胁；
因为受机械加工水平限制，测量腔室和补偿腔室无法做到完全一致，且实际中通入测量腔
室中的气体成分更复杂，使得差分补偿的效果无法保证；
体置换式差分环境电离室探测装置、所述信号处理单元运行。
部腔室为气体置换式结构。所述下部腔室顶部设置有进气口、出气口、电极烘烤装置和本底
射线产生装置。所述进气口内部设有过滤网，所述电极烘烤装置包括电加热丝、加热丝固定
座、陶瓷隔离罩和隔热反射层，所述电加热丝螺旋式缠绕在所述加热丝固定座上，所述加热
丝固定座设置有螺旋状凹槽，所述陶瓷隔离罩将所述电加热丝和所述加热丝固定座屏蔽在
内，所述隔热反射层设置在最外层，隔绝热量扩散。所述本底射线产生装置由本底源罩、本
底源盒和齿轮联动装置组成。所述本底源盒包括不锈钢屏蔽外壳、铅屏蔽体、源衬、铅塞和
屏蔽外壳盖，所述齿轮联动装置包括联动齿轮、联动杆、调节杆和调节旋钮，用于调节本底
源的上下移动。
端盖和所述下部腔室外壳端盖，第二端经由所述远端盖导流架绝缘紧压于所述上部腔室顶
部和所述下部腔室底部，所述收集电极通过所述加热丝固定座与收集极绝缘垫固定于所述
外壳端盖。
丝固定座和所述收集极绝缘垫采用蓝宝石或陶瓷材料。
远端盖导流架组成电离室导流系统。
导流板。
203-前置放大电路盒， 204-进气口，205-进气口处喇叭状结构，206-下部腔室，207-出气
口，208- 圆筒状外壳，209-远端盖导流架，210-收集电极，211-高压电极，212-电极烘烤装置，213-收集极绝缘垫，214-近端盖导流板，215-高压极绝缘子， 216-高压极绝缘固定座，
217-上部腔室外壳端盖，218-下部腔室外壳端盖； 301-本底源罩，302-联动杆，303-联动齿轮，3031-下齿轮，3032-右齿轮， 304-调节杆，305-调节旋钮，306-屏蔽外壳盖，307-铅塞，
308-源衬，309- 铅屏蔽体，310-不锈钢屏蔽外壳；401-电加热丝，402-加热丝固定座，403- 陶瓷隔离罩，404-隔热反射层。
具体实施方式
本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范
围。
过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清
楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
测气体进行除湿处理；设置于所述抽气系统进气管路且在所述加热除湿装置之后的气体置
换式差分环境电离室探测装置，用于探测所述待测气体的放射性；信号处理单元，用于处理
所述气体置换式差分环境电离探测装置室输出的脉冲信号；以及与所述抽气系统、所述加
热除湿装置、所述气体置换式差分环境电离室探测装置、所述信号处理单元电连接的控制
单元，用于控制所述抽气系统、所述加热除湿装置、所述气体置换式差分环境电离室探测装
置、所述信号处理单元运行。
差分环境电离室探测装置101进行在线测量，并输出标准脉冲信号送入信号处理单元105进
行后端处理，将信号转换为气体活度浓度值并显示。截止阀103控制气流管路的通断。进入
管路和探测装置的气体流速通过流量调节阀112进行调节，并通过串联在管路中的流量计
111在线测量气体流量，确保取样速度满足探测器测量最佳环境并符合相关标准。电离室探
测装置101出气口后端设置压力计110，将探测装置实际测量的气体放射性体活度浓度修正
至标准大气压下的值。取样管路末端设置真空释放保护阀109，当取样管路发生堵塞的情况
时，打开此阀可减小管路中的真空度，以防抽气泵 108受损。控制接线箱107控制本系统的
整体运行。电离室探测装置101与台架间采用绝缘部件102绝缘，避免了系统周围的电磁干
扰通过台架传送给探测装置。
盒203。上部腔室202包括圆筒状外壳208、上部腔室外壳端盖217、收集电极210、高压电极
211、近端盖导流板214和远端盖导流架209，外壳208和外壳端盖217构成密闭结构。高压电
极211一端通过高压极绝缘固定座216坐落于外壳端盖217，另一端经由远端盖导流架209被
外壳 208压紧固定，收集电极210通过加热丝固定座402和收集极绝缘垫213固定于上部腔
室外壳端盖217。下部腔室206包括圆筒状外壳208、外壳端盖218、收集电极210、高压电极
211、近端盖导流板214和远端盖导流架209，高压电极211一端通过高压极绝缘固定座216坐
落于下部腔室外壳端盖218，另一端经由远端盖导流架209压紧固定于外壳208，收集电极
210通过加热丝固定座402和收集极绝缘垫213固定于下部腔室外壳端盖218。下部腔室外壳
端盖 218上设置有进气口204、出气口207和本底射线产生装置201。
后，均匀地流入下部腔室206的灵敏区，其携带的β射线(伴随环境γ射线)在高压电极211所
加的极化电压作用下，撞击气体分子产生电子离子对，电子和离子在电场作用下高速向两
极移动，并由收集电极 210输出与待测气体体活度浓度成正比的电流信号。极化电压通过
高压极绝缘子215施加到高压电极211，绝缘子选择耐温耐湿度更好、绝缘度更高的蓝宝石
或陶瓷作为绝缘材料。在灵敏区作用后的气体经远端盖导流架209均匀地通过出气口207排
出。本实施例中，气流的均匀有利于探测器的测量准确性。为检验探测器是否能够正常工
作，本发明电离室设置了本底射线产生装置201，即可保证探测器在无放射性存在的环境中
仍有计数。上部腔室202只对环境γ灵敏，下部腔室206和上部腔室202测得的电流信号分别
经前置放大电路盒 203中各自配置的前放电路放大处理后，传输至后级处理单元实现算法
上的差分测量，即得到待测气体的真实体活度浓度，此法便于获知两腔室的输出信号，利于
故障分析与原理实现。此外，本发明电离室设置有电加热装置213，以保证高压电极211和收
集电极210干燥不吸潮且与地之间维持较高的绝缘电阻。
线，以最小活度的检验源达到要求的辐照强度。将其设置在上部腔室202和下部腔室206之
间，不但减小了放射源辐照范围，避免了放射源对检修人员造成的不必要照射，还实现了检
验源对两腔室的区别照射，有效地提高了检验源的利用效率。该装置由本底源罩301、本底
源盒和齿轮联动装置组成，本底源盒由屏蔽外壳盖306、铅塞307、源衬308、铅屏蔽体309 和屏蔽外壳310组成，应用时，将本底检验源放置于铅塞307中，并与屏蔽外壳盖306固定，将其紧凑套入本底源盒源衬308中，周围布置有铅屏蔽体309，并将屏蔽体下方设计为锥形，使得
本底射线相对下部腔室具有足够大的发射窗口，尽可能覆盖下部腔室206灵敏区。齿轮联动
装置包括联动杆302、联动齿轮303、调节杆304和调节旋钮305，具体应用时，旋转调节旋钮
305，带动调节杆304及右齿轮3032转动，同步带动下齿轮3031旋转，下齿轮3031与联动杆
302间为螺纹匹配，下齿轮3031的旋转导致调节杆304的上下移动，进而调节检验源的上下
位置，使电离室探测效率处于最佳状态。本实施例中调节杆304与右齿轮3032为一体化结
构，或采用顶锥固定的方式。
210的加热丝固定座402和收集极绝缘垫213、以及高压极绝缘子215进行加热干燥，避免电
极受潮，并使其长期维持较高的绝缘度。如图4所示，加热丝固定座402设置有螺旋状凹槽，
电加热丝401螺旋式缠绕在加热丝固定座402凹槽内，且电加热丝401外套有陶瓷管，陶瓷隔
离罩403 将电加热丝401和加热丝固定座402屏蔽在内，隔热反射层404设置在最外层，将收
集极210下端与高压极绝缘子215包裹在内，以隔绝热量扩散。
等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
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