标准氡室制造技术

标准氡室

【技术实现步骤摘要】
标准氡室
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Rn/
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Rn混合浓度自动定值测量系统及方法


[0001]本专利技术涉及计量装置
，特别是一种标准氡室
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Rn混合浓度自动定值测量系统及方法。

技术介绍

[0002]标准氡室是用于量值传递和实验研究的标准装置，主要应用于氡浓度测量仪的检定、校准和测试，其次在辐射防护、放射性环境保护、氡法探矿、地震预测等领域均有较大的应用价值。准确测量标准氡室中的
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Rn混合浓度对检定、校准和测试氡钍浓度测量仪具有重要意义，同时标准氡室
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Rn浓度自动定值方法对空气中
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Rn浓度准确测量有重要的参考价值。
[0003]目前常用的环境空气中
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Rn浓度标准测量方法为闪烁室法、双滤膜能谱法、静电收集法、活性炭滤纸法、活性炭盒γ谱法、α径迹蚀刻法，其中闪烁室法也为标准氡室
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Rn浓度自动定值方法。闪烁室法所对应的测量装置由闪烁瓶、闪烁探测器、高压电源和电子学分析记录单元组成。电子学分析记录单元可采用定标器测量计数，也可采用多道脉冲幅度分析器测量能谱。基于定标器测量计数的闪烁室法
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Rn混合浓度定值过程需要计算样品净计数率，由于放射性统计特性的需要，需多次测量计数值取平均值。
[0004]上述的闪烁室法存在以下不足之处：1、无法实现自动采样后自动循环测量，自动化程度较低，操作人员重复测量的次数较多；2.每次需手动设置测量时间，启动开始计数测量按钮，等待测量，在测量过程中，需要操作人员全程值守；3、测量结束后测量的计数值只能即时显示，需要操作人员手动记录，再计算
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Rn混合浓度；4、无法进行中间结果和最终结果相关数据的储存。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，而提供一种标准氡室
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Rn混合浓度自动定值测量系统及方法，它解决了目前用于标准氡室
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Rn混合浓度定值的闪烁室法自动化程度较低、未实现无人值守、
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Rn浓度需手动计算、和数据不能自动储存的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：标准氡室
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Rn混合浓度自动定值测量系统，包括球形闪烁室、FD
‑
125氡钍分析仪、氡钍浓度自动定值定标器及PC机；
[0007]球形闪烁室用于标准氡室内的放射性气体取样，其上设有取样管；
[0008]氡钍分析仪用于检测球形闪烁室内的取样气体，其上设有低压线接口、高压线接口和信号线接口；
[0009]氡钍浓度自动定值定标器包括高压电源、低压电源、信号放大器、单道脉冲幅度分析器及FPGA信号测量处理模块；高压电源与氡钍分析仪的高压线接口电连接，高压电源上设有高压调节电位器；低压电源分别与信号放大器、单道脉冲幅度分析器、FPGA信号测量处理模块电连接；信号放大器的信号输入端与氡钍分析仪的信号线接口通信连接，信号放大器的信号输出端与单道脉冲幅度分析器的信号输入端通信连接；单道脉冲幅度分析器的信
号输出端与FPGA信号测量处理模块通信连接，单道脉冲幅度分析器上设有单道阈值调节电位器；FPGA信号测量处理模块内部设有用于对数字信号进行计数的计数模块；
[0010]PC机与FPGA信号测量处理模块通信连接；PC机包括自检模块、本底测量模块、样品测量模块、数据存储模块和显示器；自检模块用于自检FPGA信号测量处理模块的计数功能；本底测量模块用于计算未取样的取样管内部的放射性α粒子计数率；样品测量模块用于计算取样后的闪烁室内部的
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Rn混合浓度；自检模块分别与FPGA信号测量处理模块、数据存储模块和显示器通信连接；本底测量模块分别与FPGA信号测量处理模块、数据存储模块和显示器通信连接；样品测量模块分别与FPGA信号测量处理模块、数据存储模块和显示器通信连接；数据存储模块分别与自检模块、本底测量模块和样品测量模块通信连接；显示器分别与自检模块、本底测量模块和样品测量模块通信连接。
[0011]本专利技术进一步的技术方案是：其还包括信号发生器；信号发生器的信号输出端与FPGA信号测量处理模块通信连接。
[0012]本专利技术再进一步的技术方案是：FPGA信号测量处理模块上设有用于对信号发生器发出的数字逻辑脉冲进行计数的计数接口A、用于对单道脉冲幅度分析器发出的数字逻辑脉冲进行计数的计数接口B、用于连接PC机的通讯接口。
[0013]本专利技术再进一步的技术方案是：高压电源的电压输出范围为0～
‑
1500V连续可调，高压电源中包含了用于调节输出电压的电压控制模块；低压电源包括
±
5V输出电源和
±
12V输出电源，其中，
‑
5V输出电源为高压电源的电压控制模块供电，+5V输出电源为单道脉冲幅度分析器和FPGA信号测量处理模块供电，
±
12V输出电源为信号放大器供电。
[0014]本专利技术更进一步的技术方案是：氡钍浓度自动定值定标器还包括显示屏；显示屏与高压电源电连接，其用于显示高压电源的电压。
[0015]本专利技术更进一步的技术方案是：本底测量模块的运行逻辑参照公式1；公式1：n
b
＝N
B
/t
b
；式1中，n
b
为本底计数率，N
b
为本底计数，t
b
为本底计数对应的时长。
[0016]本专利技术更进一步的技术方案是：样品测量模块对
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Rn混合浓度的测量基于闪烁室法，闪烁室法中包含了从前至后依次接续的第一测量时间段和第二测量时间段，第一测量时间段和第二测量时间段的取值范围均为5
‑
30min；样品测量模块的运行逻辑参照公式2、3、4、5；公式2：公式3：公式4：N1＝N
C1
‑
n
b
t
c1
；公式5：N2＝N
C2
‑
n
b
t
c2
；式2中，C
Tn
为
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Rn浓度，单位为Bq
·
m
‑3，K
Tn1
为第一测量时间段球形闪烁室对
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Rn浓度测量的刻度系数，K
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.标准氡室
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Rn混合浓度自动定值测量系统，其特征是：包括球形闪烁室、氡钍分析仪、氡钍浓度自动定值定标器及PC机；球形闪烁室用于标准氡室内的放射性气体取样，其上设有取样管；氡钍分析仪用于检测球形闪烁室内的取样气体，其上设有低压线接口、高压线接口和信号线接口；氡钍浓度自动定值定标器包括高压电源、低压电源、信号放大器、单道脉冲幅度分析器及FPGA信号测量处理模块；高压电源与氡钍分析仪的高压线接口电连接，高压电源上设有高压调节电位器；低压电源分别与信号放大器、单道脉冲幅度分析器、FPGA信号测量处理模块电连接；信号放大器的信号输入端与氡钍分析仪的信号线接口通信连接，信号放大器的信号输出端与单道脉冲幅度分析器的信号输入端通信连接；单道脉冲幅度分析器的信号输出端与FPGA信号测量处理模块通信连接，单道脉冲幅度分析器上设有单道阈值调节电位器；FPGA信号测量处理模块内部设有用于对数字信号进行计数的计数模块；PC机与FPGA信号测量处理模块通信连接；PC机包括自检模块、本底测量模块、样品测量模块、数据存储模块和显示器；自检模块用于自检FPGA信号测量处理模块的计数功能；本底测量模块用于计算未取样的取样管内部的放射性α粒子计数率；样品测量模块用于计算取样后的闪烁室内部的
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Rn/
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Rn混合浓度；自检模块分别与FPGA信号测量处理模块、数据存储模块和显示器通信连接；本底测量模块分别与FPGA信号测量处理模块、数据存储模块和显示器通信连接；样品测量模块分别与FPGA信号测量处理模块、数据存储模块和显示器通信连接；数据存储模块分别与自检模块、本底测量模块和样品测量模块通信连接；显示器分别与自检模块、本底测量模块和样品测量模块通信连接。2.如权利要求1所述的标准氡室
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Rn混合浓度自动定值测量系统，其特征是：其还包括信号发生器；信号发生器的信号输出端与FPGA信号测量处理模块通信连接。3.如权利要求2所述的标准氡室
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Rn混合浓度自动定值测量系统，其特征是：FPGA信号测量处理模块上设有用于对信号发生器发出的数字逻辑脉冲进行计数的计数接口A、用于对单道脉冲幅度分析器发出的数字逻辑脉冲进行计数的计数接口B、用于连接PC机的通讯接口。4.如权利要求3所述的标准氡室
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Rn/
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Rn混合浓度自动定值测量系统，其特征是：高压电源的电压输出范围为0～
‑
1500V连续可调，高压电源中包含了用于调节输出电压的电压控制模块；低压电源包括
±
5V输出电源和
±
12V输出电源，其中，
‑
5V输出电源为高压电源的电压控制模块供电，+5V输出电源为单道脉冲幅度分析器和FPGA信号测量处理模块供电，
±
12V输出电源为信号放大器供电。5.如权利要求4所述的标准氡室
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Rn混合浓度自动定值测量系统，其特征是：氡钍浓度自动定值定标器还包括显示屏；显示屏与高压电源电连接，其用于显示高压电源的电压。6.如权利要求5所述的标准氡室
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Rn/
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Rn混合浓度自动定值测量系统，其特征是：本底测量模块的运行逻辑参照公式1；公式1：n
b
＝N
B
/t
b
；式1中，n
b
为本底计数率，N
b
为本底计数，t
b
为本底计数对应的时长。7.如权利要求6所述的标准氡室
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Rn混合浓度自动定值测量系统，其特征是：样品测量模块对
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Rn/
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Rn混合浓度的测量基于闪烁室法，闪烁室法中包含了从前至后依次
接续的第一测量时间段和第二测量时间段，第一测量时间段和第二测量时间段的取值范围均为5
‑
30min；样品测量模块的运行逻辑参照公式2、3、4、5；公式2：公式3：公式4：N1＝N
C1
‑
n
b
t
c1
；公式5：N2＝N
C2
‑
n
b
t
c2
；式2中，C
Tn
为
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Rn浓度，单位为Bq
·
m
‑3，K
Tn1
为第一测量时间段球形闪烁室对
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Rn浓度测量的刻度系数，K
Rn1
为第一测量时间段球形闪烁室对
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Rn浓度测量的刻度系数，N1为第一测量时间段内的净计数值，K
Rn2
为第二测量时间段球形闪烁室对
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Rn浓度测量的刻度系数，N2为第二测量时间段内的净计数值，q为单位
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Rn浓度在在第二测量时间段内产生的计数率，单位为cpm
·
(Bq
·
m
‑3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽艳，赵修良，贺三军，黄顺，赵艳辉，周超，孟冶成，廖峰，张双，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：