一种固定区域γ辐射监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及辐射监测技术领域，具体涉及一种固定区域γ辐射监测系统及监测方法。

背景技术

辐射指的是由场源出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播，而后再返回场源的现象，能量以电磁波或粒子（如阿尔法粒子、贝塔粒子等）的形式向外扩散。自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射。

长期受辐射照射，会使人体产生不适，严重的可造成人体器官和系统的损伤，导致各种疾病的发生，如：白血病、再生障碍性贫血、各种肿瘤、眼底病变、生殖系统疾病、早衰等。随着核能、核技术、射线等在工农业生产、医疗卫生、科学研究和国防中的大量应用，受辐射照射的人员越来越多，辐射的危害已不容忽视。

固定区域γ辐射监测系统主要用于对标准实验室辐照间的辐射进行监测，通过实时监测环境中的γ辐射强度，为工作人员提供准确的辐射测量信息。

现有技术中的γ辐射监测系统在使用时存在下面的问题：1、现有固定区域γ辐射监测系统通常只包括探测器和上位机两个部分，探测器直接将数据传输给位于管理室的上位机，操作人员本身并不清楚辐照间内的辐射强度，使用起来十分不方便。2、常规的固定区域γ辐射监测系统中的探头数量有限，单一设备只能监测小范围内的辐射强度，并且各设备之间数据信息不互通，上级监测系统难以获得全面、准确的辐射信息。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能使得操作人员准确获取辐射信息，且能有效扩大监测范围的固定区域γ辐射监测系统。

另外，本发明还提供一种固定区域γ辐射监测系统的监测方法，以使得操作人员能准确获取辐射信息，同时有效扩大监测范围。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种固定区域γ辐射监测系统，包括上位机和多个主机，所述上位机与每个所述主机之间均进行双向通信连接，以使得所述主机将接收到的辐射数据信息传递到所述上位机，且所述上位机发出控制指令到所述主机；

每个所述主机还连接有数据转接盒，所述主机与对应的所述数据转接盒之间进行双向通信连接，以使得所述数据转接盒将接收到的辐射数据信息传递给所述主机，且所述主机发出控制指令到所述数据转接盒；

每个所述数据转接盒上还连接有多个探头，所述数据转接盒与每个所述探头进行双向通信连接，以使得所述探头将探测到的辐射数据信息经所述数据转接盒传递到所述主机，且所述主机发出的控制指令经所述数据转接盒传递到对应的所述探头。

这样，本发明的监测系统在使用时，将探头和数据转接盒放置于监测区域内，主机放置在每个监测区域的入口处，上位机放置在管理室，在进行监测时，根据监测区域的大小及监测需要可以在监测区域内放置多个探头，以实现对待监测区域全面的覆盖，保证了监测范围的全面性，然后将同一监测区域内的多个探头分别连接在数据转接盒上，数据转接盒上用于与探头连接的接口可以根据实际监测需要进行设定，保证每个探头均能与数据转接盒进行数据的传输连接，此时监测区域各探头将数据均传递给数据转接盒，数据转接盒再进一步将接收到的辐射数据传递到主机，主机对接收到的辐射数据进行处理后再进一步传递到上位机进行显示和储存，这样操作人员在管理室通过上位机就可以实时直观的看到各监测区域的辐射数据，使用方便，同时上位机还能对这些数据进行储存，以方便后续的查看。

同时，本方案为了扩大监测范围，在主机和探头之间设置一个数据转接盒，让一台主机可以挂载多个探头，探头置于监测区域的各个位置，实现大范围的辐射监测，只要主机的数据处理能力足够，逻辑清晰，就能实现同时接收和传输多种测量数据。同时本方案各监测区域的辐射数据通过各自的主机全部传递到上位机上，因此上位机能够实时监测大量的探测数据，监测系统可以得到更全面准确的数据支持。同时本方案的多个探头可以独立工作，并向监测系统发送探测数据，测量范围更加广泛。

优选的，所述主机包括微处理器电路、声光报警器电路、液晶显示器电路、电压转换电路、第一通信电路和第二通信电路；

所述电压转换电路的输出端与所述微处理器电路的输入端连接，用于将外部电源电压转换为所述主机的工作电压后输出给所述微处理器电路；

所述第一通信电路分别与所述微处理器电路和所述探头进行双向通信连接，以通过所述第一通信电路实现所述微处理器电路与所述探头之间的双向通信；

所述第二通信电路分别与所述微处理器电路和所述上位机进行双向通信连接，以通过所述第二通信电路实现所述微处理器电路与所述上位机之间的双向通信；

所述声光报警器电路的输入端与所述微处理器电路的输出端连接，以使得所述声光报警器电路在所述微处理器电路接收到的辐射数据超过阈值时发出声光报警信号；

所述液晶显示器电路的输入端与所述微处理器电路的输出端连接，以使得所述液晶显示器电路能将所述微处理器电路接收到的辐射数据信息进行显示。

优选的，所述上位机与每个所述主机之间均通过RS485串口进行双向通信连接；

所述主机与对应的所述数据转接盒之间均通过RS485串口进行双向通信连接；

所述数据转接盒与每个所述探头之间均通过RS485串口进行双向通信连接。

优选的，所述主机上设有液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述液晶显示器电路连接，以通过所述液晶显示屏显示所述微处理器电路接收到的辐射数据信息，所述液晶显示屏上还覆盖有用于对所述液晶显示屏进行保护的钢化膜；

所述主机上还设有报警灯，所述报警灯与所述声光报警器电路连接，以通过报警灯在所述微处理器电路接收到的辐射数据超过阈值时发出声光报警信号；

所述主机上还设有开关按键，以通过所述开关按键实现所述主机的开启和关闭；

所述主机上还设有第一插座、第二插座、第三插座和第四插座，所述第一插座用于与所述电压转换电路进行连接，所述第二插座用于与所述第一通信电路进行连接，所述第三插座用于与所述第二通信电路连接，所述第四插座用于与所述上位机进行连接；

在所述主机的四周还套设有能够对所述主机的四周进行保护的硅橡胶角垫；

所述主机整体采用2A12T4铝材制成。

这样，主机整体采用2A12T4铝材制成，使得主机整体具有较强的耐腐蚀能力、良好的导电性能和强度较高等优点，主机的四周套设有硅橡胶角垫，具有保护防滑功能，主机上安装钢化膜以保护内装的液晶显示屏，同时保证主机的密封性，主机上的报警灯，利于及时观察到报警指示，开关按键便于主机开启和关闭的操作，主机上的四个插座方便主机其它设备之间的通信连接。

优选的，所述探头整体采用2A12T4铝材制成，所述探头通过安装底座竖向固定安装在待进行辐射监测的区域，且所述探头的下侧设有用于与所述主机或所述数据转接盒连接的电气接口，所述安装底座上与所述电气接口对应的位置开设有使得所述电气接口外漏的让位孔。

这样，探头整体采用2A12T4铝材制成，使得探头整体具有较强的耐腐蚀能力、良好的导电性能和强度较高等优点，探头的电气接口下置，且在安装底座上设置让位孔，使得探头引出的数据线能够经让位孔穿出后与数据转接盒或主机进行连接。

优选的，所述数据转接盒整体采用2A12T4铝材制成，且所述数据转接盒对称的两侧分别设有用于与所述探头连接的多个第五插座、以及用于与所述主机连接的第六插座，在所述数据转接盒的另外两侧分别开设有用于对所述数据转接盒进行安装的安装孔，在所述安装孔处还开设有安装凹槽。

这样，数据转接盒整体采用2A12T4铝材制成，使得数据转接盒整体具有较强的耐腐蚀能力、良好的导电性能和强度较高等优点，第五插头和第六插头对称设置在数据转接盒的两侧，以方便探头和主机从不同的方向与数据转接盒进行连接，同时在安装孔处开设安装凹槽，使得数据转接盒的造型即具美观性又利于安装。

优选的，所述液晶显示屏上设有状态区和数据显示区；

所述状态区用于显示当前剂量率报警状态、累积剂量报警状态和故障状态，且在所述状态区还设有消音虚拟按键，所述消音虚拟按键与所述声光报警器电路连接，且通过点击所述消音虚拟按键能够控制所述报警灯声光报警提示音的开启和关闭；

所述数据显示区用于显示当前剂量率和累积剂量率，且在所述数据显示区还设有剂量清零虚拟按键、阈值设置虚拟按键和仪器信息虚拟按键，通过点击所述剂量清零虚拟按键能够对所述累积剂量率进行数据清零，通过点击所述阈值设置虚拟按键能够进入阈值设置界面，以实现对各个所述探头所探测的辐射数据的阈值设定，且在完成阈值设定后再次点击阈值设置虚拟按键能够退出阈值设置界面。

这样，通过设置状态区和数据显示区，可以方便的观察到监测区域内的辐射数据情况，同时通过设置消音虚拟按键、剂量清零虚拟按键、阈值设置虚拟按键和仪器信息虚拟按键，可以根据需要进行相关的设置，增加主机的功能性和使用的方便性。

一种采用上述固定区域γ辐射监测系统的监测方法，包括以下步骤：

步骤1）开启所述主机，所述主机进行自检，当所述主机未出现故障时，自检通过并进行步骤2），当所述主机出现故障时，自检未通过并执行步骤4）；

步骤2）所述主机进入主界面，且所述主机与所述上位机进行通信以检测所述上位机是否向所述主机发送控制指令，当所述上位机向所述主机发送控制指令时，所述主机执行步骤3），当所述上位机未向所述主机发送控制指令时，所述主机执行步骤4）；

步骤3）所述主机对所述上位机的控制指令进行解析，并将该控制指令通过所述数据转接盒传递给所述探头，所述探头根据该控制指令对待监测区域的辐射数据进行监测，并将监测的数据通过数据转接盒传递给所述主机，所述主机再将接收到的辐射数据传递给所述上位机，完成对待监测区域的辐射检测；

步骤4）结束监测。

优选的，所述主机上设有液晶显示屏，所述液晶显示屏用于显示所述主机接收到的辐射数据信息；所述主机上还设有报警灯，所述报警灯用于在所述主机接收到的辐射数据超过阈值时发出声光报警信号；

所述液晶显示屏上设有状态区和数据显示区；

所述状态区用于显示当前剂量率报警状态、累积剂量报警状态和故障状态，且在所述状态区还设有消音虚拟按键，所述消音虚拟按键与所述报警灯连接，且通过点击所述消音虚拟按键能够控制所述报警灯声光报警提示音的开启和关闭；

所述数据显示区用于显示当前剂量率和累积剂量率，且在所述数据显示区还设有剂量清零虚拟按键、阈值设置虚拟按键和仪器信息虚拟按键，通过点击所述剂量清零虚拟按键能够对所述累积剂量率进行数据清零，通过点击所述阈值设置虚拟按键能够进入阈值设置界面，以实现对各个所述探头所探测的辐射数据的阈值设定，且在完成阈值设定后再次点击阈值设置虚拟按键能够退出阈值设置界面；

步骤3）中，所述主机对所述上位机的控制指令进行解析，并得到是否查询辐射信息、是否设置阈值和是否消音的控制命令，当所述上位机发出查询辐射信息的控制指令时，所述主机的数据显示区显示当前剂量率和累积剂量率；当所述上位机发出设置阈值的控制指令时，点击所述阈值设置虚拟按键进入到所述阈值设置界面进行阈值的设定；当所述上位机发出消音的控制指令时，点击所述消音虚拟按键关闭所述报警灯的声光报警提示音。

优选的，步骤2）中，所述主机通过点击液晶显示屏或等待设定的时间后进入主界面；

步骤3）中，当所述上位机发出设置阈值的控制指令时，点击所述阈值设置虚拟按键后进入到密码输入界面，当所述密码输入界面输入设定的密码后再进入到阈值设置界面进行阈值的设定。

本方案的监测系统和监测方法通常用于核电站的核辐射实验室，安装时将上位机置于管理室，主机置于控制室，探测器和数据转接盒置于辐照间。使用时操作人员能直接从主机读取探测器的测量数据，可以自行进行操作；同时管理室上位机能连接多个主机，获得大量的辐射数据，这些数据会被储存起来，方便以后查看。

附图说明

图1为本发明固定区域γ辐射监测系统的系统框图；

图2为本发明固定区域γ辐射监测系统中主机内部结构及主机与探头和上位机的连接框图；

图3为本发明固定区域γ辐射监测系统中的主机的立体结构示意图；

图4为本发明固定区域γ辐射监测系统中的主机的底部视图；

图5为本发明固定区域γ辐射监测系统探头和安装底座的结构示意图；

图6为本发明固定区域γ辐射监测系统中数据转接盒其中一个视角的结构示意图；

图7为本发明固定区域γ辐射监测系统中数据转接盒另一个视角的结构示意图；

图8为本发明固定区域γ辐射监测系统的监测方法的流程图。

附图标记说明：主机1、开关按键11、硅橡胶角垫12、液晶显示屏13、报警灯14、第一插座15、第二插座16、第三插座17、第四插座18、探头3、安装底座3、数据转接盒4、安装孔41、第五插座42、第六插座43。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如附图1所示，一种固定区域γ辐射监测系统，包括上位机和多个主机，上位机与每个主机之间均进行双向通信连接，以使得主机将接收到的辐射数据信息传递到上位机，且上位机发出控制指令到主机；

每个主机还连接有数据转接盒，主机与对应的数据转接盒之间进行双向通信连接，以使得数据转接盒将接收到的辐射数据信息传递给主机，且主机发出控制指令到数据转接盒；

每个数据转接盒上还连接有多个探头，数据转接盒与每个探头进行双向通信连接，以使得探头将探测到的辐射数据信息经数据转接盒传递到主机，且主机发出的控制指令经数据转接盒传递到对应的探头。

这样，本发明的监测系统在使用时，将探头和数据转接盒放置于监测区域内，主机放置在每个监测区域的入口处，上位机放置在管理室，在进行监测时，根据监测区域的大小及监测需要可以在监测区域内放置多个探头，以实现对待监测区域全面的覆盖，保证了监测范围的全面性，然后将同一监测区域内的多个探头分别连接在数据转接盒上，数据转接盒上用于与探头连接的接口可以根据实际监测需要进行设定，保证每个探头均能与数据转接盒进行数据的传输连接，此时监测区域各探头将数据均传递给数据转接盒，数据转接盒再进一步将接收到的辐射数据传递到主机，主机对接收到的辐射数据进行处理后再进一步传递到上位机进行显示和储存，这样操作人员在管理室通过上位机就可以实时直观的看到各监测区域的辐射数据，使用方便，同时上位机还能对这些数据进行储存，以方便后续的查看。

同时，本方案为了扩大监测范围，在主机和探头之间设置一个数据转接盒，让一台主机可以挂载多个探头，探头置于监测区域的各个位置，实现大范围的辐射监测，只要主机的数据处理能力足够，逻辑清晰，就能实现同时接收和传输多种测量数据。同时本方案各监测区域的辐射数据通过各自的主机全部传递到上位机上，因此上位机能够实时监测大量的探测数据，监测系统可以得到更全面准确的数据支持。同时本方案的多个探头可以独立工作，并向监测系统发送探测数据，测量范围更加广泛。

如附图2所示，在本实施例中，主机1包括微处理器电路、声光报警器电路、液晶显示器电路、电压转换电路、第一通信电路和第二通信电路；

电压转换电路的输出端与微处理器电路的输入端连接，用于将外部电源电压转换为主机1的工作电压后输出给微处理器电路；

第一通信电路分别与微处理器电路和探头2进行双向通信连接，以通过第一通信电路实现微处理器电路与探头2之间的双向通信；

第二通信电路分别与微处理器电路和上位机进行双向通信连接，以通过第二通信电路实现微处理器电路与上位机之间的双向通信；

声光报警器电路的输入端与微处理器电路的输出端连接，以使得声光报警器电路在微处理器电路接收到的辐射数据超过阈值时发出声光报警信号；

液晶显示器电路的输入端与微处理器电路的输出端连接，以使得液晶显示器电路能将微处理器电路接收到的辐射数据信息进行显示。

在本实施例中，上位机与每个主机1之间均通过RS485串口进行双向通信连接；

主机1与对应的数据转接盒4之间均通过RS485串口进行双向通信连接；

数据转接盒4与每个探头2之间均通过RS485串口进行双向通信连接。

如附图3和附图4所示，在本实施例中，主机1上设有液晶显示屏13，液晶显示屏13与液晶显示器电路连接，以通过液晶显示屏13显示微处理器电路接收到的辐射数据信息，液晶显示屏13上还覆盖有用于对液晶显示屏13进行保护的钢化膜；

主机1上还设有报警灯14，报警灯14与声光报警器电路连接，以通过报警灯14在微处理器电路接收到的辐射数据超过阈值时发出声光报警信号；

主机1上还设有开关按键11，以通过开关按键11实现主机1的开启和关闭；

主机1上还设有第一插座15、第二插座16、第三插座17和第四插座18，第一插座15用于与电压转换电路进行连接，第二插座16用于与第一通信电路进行连接，第三插座17用于与第二通信电路连接，第四插座18用于与上位机进行连接；

在主机1的四周还套设有能够对主机1的四周进行保护的硅橡胶角垫12；

主机1整体采用2A12T4铝材制成。

这样，主机1整体采用2A12T4铝材制成，使得主机1整体具有较强的耐腐蚀能力、良好的导电性能和强度较高等优点，主机1的四周套设有硅橡胶角垫12，具有保护防滑功能，主机1上安装钢化膜以保护内装的液晶显示屏13，同时保证主机1的密封性，主机1上的报警灯14，利于及时观察到报警指示，开关按键11便于主机1开启和关闭的操作，主机1上的四个插座方便主机1其它设备之间的通信连接。

如附图5所示，在本实施例中，探头2整体采用2A12T4铝材制成，探头2通过安装底座3竖向固定安装在待进行辐射监测的区域，且探头2的下侧设有用于与主机1或数据转接盒4连接的电气接口，安装底座3上与电气接口对应的位置开设有使得电气接口外漏的让位孔。

这样，探头2整体采用2A12T4铝材制成，使得探头2整体具有较强的耐腐蚀能力、良好的导电性能和强度较高等优点，探头2的电气接口下置，且在安装底座3上设置让位孔，使得探头2引出的数据线能够经让位孔穿出后与数据转接盒4或主机1进行连接。

如附图6和附图7所示，在本实施例中，数据转接盒4整体采用2A12T4铝材制成，且数据转接盒4对称的两侧分别设有用于与探头2连接的多个第五插座42、以及用于与主机1连接的第六插座43，在数据转接盒4的另外两侧分别开设有用于对数据转接盒4进行安装的安装孔41，在安装孔41处还开设有安装凹槽。

这样，数据转接盒4整体采用2A12T4铝材制成，使得数据转接盒4整体具有较强的耐腐蚀能力、良好的导电性能和强度较高等优点，第五插头和第六插头对称设置在数据转接盒4的两侧，以方便探头2和主机1从不同的方向与数据转接盒4进行连接，同时在安装孔41处开设安装凹槽，使得数据转接盒4的造型即具美观性又利于安装。

在本实施例中，液晶显示屏13上设有状态区和数据显示区；

状态区用于显示当前剂量率报警状态、累积剂量报警状态和故障状态，且在状态区还设有消音虚拟按键，消音虚拟按键与声光报警器电路连接，且通过点击消音虚拟按键能够控制报警灯14声光报警提示音的开启和关闭；

数据显示区用于显示当前剂量率和累积剂量率，且在数据显示区还设有剂量清零虚拟按键、阈值设置虚拟按键和仪器信息虚拟按键，通过点击剂量清零虚拟按键能够对累积剂量率进行数据清零，通过点击阈值设置虚拟按键能够进入阈值设置界面，以实现对各个探头2所探测的辐射数据的阈值设定，且在完成阈值设定后再次点击阈值设置虚拟按键能够退出阈值设置界面。

这样，通过设置状态区和数据显示区，可以方便的观察到监测区域内的辐射数据情况，同时通过设置消音虚拟按键、剂量清零虚拟按键、阈值设置虚拟按键和仪器信息虚拟按键，可以根据需要进行相关的设置，增加主机1的功能性和使用的方便性。

如附图8所示，一种采用上述固定区域γ辐射监测系统的监测方法，包括以下步骤：

步骤1）开启主机1，主机1进行自检，当主机1未出现故障时，自检通过并进行步骤2），当主机1出现故障时，自检未通过并执行步骤4）；

步骤2）主机1进入主界面，且主机1与上位机进行通信以检测上位机是否向主机1发送控制指令，当上位机向主机1发送控制指令时，主机1执行步骤3），当上位机未向主机1发送控制指令时，主机1执行步骤4）；

步骤3）主机1对上位机的控制指令进行解析，并将该控制指令通过数据转接盒4传递给探头2，探头2根据该控制指令对待监测区域的辐射数据进行监测，并将监测的数据通过数据转接盒4传递给主机1，主机1再将接收到的辐射数据传递给上位机，完成对待监测区域的辐射检测；

步骤4）结束监测。

在本实施例中，主机1上设有液晶显示屏13，液晶显示屏13用于显示主机1接收到的辐射数据信息；主机1上还设有报警灯14，报警灯14用于在主机1接收到的辐射数据超过阈值时发出声光报警信号；

液晶显示屏13上设有状态区和数据显示区；

状态区用于显示当前剂量率报警状态、累积剂量报警状态和故障状态，且在状态区还设有消音虚拟按键，消音虚拟按键与报警灯14连接，且通过点击消音虚拟按键能够控制报警灯14声光报警提示音的开启和关闭；

数据显示区用于显示当前剂量率和累积剂量率，且在数据显示区还设有剂量清零虚拟按键、阈值设置虚拟按键和仪器信息虚拟按键，通过点击剂量清零虚拟按键能够对累积剂量率进行数据清零，通过点击阈值设置虚拟按键能够进入阈值设置界面，以实现对各个探头2所探测的辐射数据的阈值设定，且在完成阈值设定后再次点击阈值设置虚拟按键能够退出阈值设置界面；

步骤3）中，主机1对上位机的控制指令进行解析，并得到是否查询辐射信息、是否设置阈值和是否消音的控制命令，当上位机发出查询辐射信息的控制指令时，主机1的数据显示区显示当前剂量率和累积剂量率；当上位机发出设置阈值的控制指令时，点击阈值设置虚拟按键进入到阈值设置界面进行阈值的设定；当上位机发出消音的控制指令时，点击消音虚拟按键关闭报警灯14的声光报警提示音。

在本实施例中，步骤2）中，主机1通过点击液晶显示屏13或等待设定的时间后进入主界面；

步骤3）中，当上位机发出设置阈值的控制指令时，点击阈值设置虚拟按键后进入到密码输入界面，当密码输入界面输入设定的密码后再进入到阈值设置界面进行阈值的设定。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。