一种可实时显示放射性剂量当量率的固体废物收集装置

技术领域

本发明涉及防辐射安全设计技术领域，具体涉及一种可实时显示放射性剂量当量率的固体废物收集装置。

背景技术

现有的相关规定要求固体放射性废物应收集于具有屏蔽结构和电离辐射标志的专用废物桶。固体放射性废物收集桶应增加相应屏蔽措施，以保证其外表面30cm处的周围剂量当量率小于2.5μSv/h。

目前，放射性固体废物收集桶均具备屏蔽结构和电离辐射标志，外部辐射性剂量当量率可满足标准要求。当放射性固体废物投入收集桶后，其内部放射性活度无法检测和测量。为准确掌握废物收集桶内固体放射性废物的放射性活度，需要一种具备实时检测和显示内部固体废物放射性剂量当量率功能的专用收集装置。

发明内容

为解决常规放射性固体废物专用收集装置无法检测内部固体废物放射性活度的问题，提供一种可自动检测内部固体废物放射性活度的专用废物收集装置。可实时检测放射性剂量当量率，为核医学工作人员提供必要信息，降低开启废物收集桶盖板时工作人员受到的辐射剂量。

本发明的技术方案是：

本发明技术方案提供一种可实时显示放射性剂量当量率的固体废物收集装置，包括底座，所述的底座上设置有收集桶体，收集桶体上端设置有物料口，收集桶体的物料口位置设置有盖板；

收集桶体内设置有固体废物放射性活度检测模块、第一供电模块和第一控制模块；第一供电模块分别与固体废物放射性活度检测模块和第一控制模块连接；

该装置还包括第二供电模块和与第二供电模块连接的显示模块和第二控制模块；显示模块设置在盖板上；

第二控制模块与显示模块连接；

第一控制模块与第二控制模块通过无线信号连接；

第一控制模块与固体废物放射性活度检测模块连接，用于在设定时间间隔控制启动固体废物放射性活度检测模块工作，并接收固体废物放射性活度检测模块检测的信息并将接收到的信息传输到第二控制模块传输；

第二控制模块，用于将接收到的第一控制模块的信息进行处理并输出到显示模块；

显示模块，用于实时显示固体废物收集装置内固体废物的放射性剂量当量率。

优选地，该装置还设置有与第二供电模块连接的LED灯指示模块；

LED灯指示模块与第二控制模块连接，用于当第二控制模块根据接收到的固体废物放射性活度检测模块检测的信息判断放射物超标时，输出信息使LED灯指示模块亮红灯；当判断放射物在安全阈值内时，输出信息使LED灯指示模块亮绿灯。

优选地，该装置还包括第二备用电池、第二切换电路和第二侦测模块；

第二供电模块和第二备用电池通过第二切换电路与显示模块连接；

第二侦测模块与第二供电模块的输出端连接，用于侦测第二供电模块的输出电压；

第二侦测模块与第二控制模块连接，用于将侦测的第二供电模块的输出电压输出到第二控制模块；

第二控制模块，用于根据接收到的侦测电压输出控制信号的第二切换电路，控制第二供电模块和第二备用电池的供电切换。

优选地，该装置还包括第二充电控制电路；

第二供电模块通过第二充电控制电路与第二备用电池连接；

第二控制模块，还用于当将供电电路由第二备用电池切换至第二供电模块后，输出控制信息到第二充电控制电路控制给第二备用电池充电。

优选地，第二侦测模块包括第一电阻和第二电阻；

第二供电模块的输出端通过串联连接的第一电阻和第二电阻接地；

第一电阻和第二电阻的连接点连接到第二控制模块。

优选地，第二切换电路包括第二电源、第二缓冲器、第二非门、第五三极管和第二继电器；

第二控制模块输出控制信号到第二缓冲器，第二缓冲器通过第一非门输出信号到第五三极管的基极，第五三极管的集电极通过第二继电器的线圈与第二电源连接，第五三极管的发射极接地；

第二继电器的常闭触点与第二供电模块的输出端连接，第二继电器的常开触点与第二备用电池的输出端连接，第二继电器的公共端显示模块连接；

第二继电器的公共端还通过分压电阻与LED灯指示模块连接。

优选地，第二充电控制电路包括第一三极管、第二三极管、第一MOS管和第二MOS管；

第二供电模块的输出正端连接到第一MOS管的源极，第一MOS管的漏极连接到第二MOS管的源极，第二MOS管的漏极连接到第二备用电池的正端，第二控制模块输出控制信号到第一三极管的基极，第一三极管的集电极通过第四电阻连接到第二三极管的基极，第二三极管的发射极连接到第二电源，第二三极管的发射极通过第三电阻与第一三极管的集电极连接，第二三极管的集电极还通过第五电阻分别连接到第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极，第二供电模块的输出负端和第二备用电池的负端接地。

当第二控制模块输出低电平时，第一三极管截止，第二三极管基极和发射极电压相等，第二三极管截止，第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极均为低电平，第一MOS管和第二MOS管截止，第二供电模块与第二备用电池的充电通路断开。

当第二控制模块输出高电平时，第一三极管导通，第二三极管发射极电压大于基极电压，第二三极管导通，第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极接入高电平，第一MOS管和第二MOS管导通，第二供电模块与第二备用电池的充电通路接通，第二供电模块给第二备用电池充电。

优选地，该装置还包括第一备用电池、第一切换电路和第一侦测模块；

第一供电模块和第一备用电池通过第一切换电路与固体废物放射性活度检测模块连接；

第一侦测模块与第一供电模块的输出端连接，用于侦测第一供电模块的输出电压；

第一侦测模块与第一控制模块连接，用于将侦测的第一供电模块的输出电压输出到第一控制模块；

第一控制模块，用于根据接收到的侦测电压输出控制信号的第一切换电路，控制第一供电模块和第一备用电池的供电切换；

该装置还包括第一充电控制电路；

第一供电模块通过第一充电控制电路与第一备用电池连接；

第一控制模块，还用于当将供电电路由第一备用电池切换至第一供电模块后，输出控制信息到第一充电控制电路控制给第一备用电池充电。

优选地，该装置还包括分别与第二控制模块连接的距离传感器和语音提示模块；

距离传感器，用于检测人体与本装置的距离，并将检测到的信息输入第二控制模块，第二控制模块根据距离信息输出提示信息到语音提示模块；

语音提示模块包括滤波电路，滤波电路的输入端与第二控制模块连接，滤波电路的输出端通过功率放大芯片与扬声器连接；所述的扬声器设置在收集桶体或盖板上。

优选地，滤波电路包括第六三极管和滤波电容；

第二控制模块输出控制信号通过第七电阻连接到第六三极管的基极，第六三极管的发射极接地，第六三极管的集电极通过第八电阻连接到第二电源，第二电源通过滤波电容接地，第六三极管的集电极作为信号输出端连接到功率放大芯片。

滤除第二控制模块输出的音频信号的噪声，第二控制模块输出的音频信号为第六三极管的控制信号，当第二控制模块输出的音频信号的电压大于第六三极管的导通电压时，第六三极管就会导通，反之，第六三极管截止。

当第六三极管导通时，输出的低电平，当第六三极管截止时，则输出第二电源输出电压的高电平。从而滤除第二控制模块输出的音频信号由于异常波动所产生的干扰。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：可实时显示当前放射性固体废物的放射性活性，提醒工作人员当前固体废物的危险程度，为工作人员正确处理固体废物提供必要信息。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的装置的结构示意图。

图2是本发明一个实施例的装置的示意性框图。

图3是本发明一个实施例的装置外部部件连接示意框图。

图4是第二控制模块电路连接示意图。

图5是第二充电控制电路的电路连接示意图。

图6是本发明一个实施例的装置内部部件连接示意框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，本发明实施例提供一种可实时显示放射性剂量当量率的固体废物收集装置，包括底座1，所述的底座1上设置有收集桶体2，收集桶体2上端设置有物料口，收集桶体的物料口位置设置有盖板3；

收集桶体2内设置有固体废物放射性活度检测模块、第一供电模块和第一控制模块；第一供电模块分别与固体废物放射性活度检测模块和第一控制模块连接；

该装置还包括第二供电模块和与第二供电模块连接的显示模块301和第二控制模块；显示模块301设置在盖板上；

第二控制模块与显示模块301连接；

第一控制模块与第二控制模块通过无线信号连接；

第一控制模块与固体废物放射性活度检测模块连接，用于在设定时间间隔控制启动固体废物放射性活度检测模块工作，并接收固体废物放射性活度检测模块检测的信息并将接收到的信息传输到第二控制模块传输；

第二控制模块，用于将接收到的第一控制模块的信息进行处理并输出到显示模块；

显示模块301，用于实时显示固体废物收集装置内固体废物的放射性剂量当量率。

需要说明的是，为了防止本装置辐射外漏，将装置内部的部件进行单独的供电和控制，使内部和外部的控制模块之间通过无线进行传输，无线传输方式可以使用现有的传输方式实现。

第一控制模块控制固体废物放射性活度检测模块在设定的时间启动检测，并将检测信息传输到外部的第二控制模块进行处理后在显示模块进行显示。

在有些实施例中，该装置还设置有与第二供电模块连接的LED灯指示模块；

LED灯指示模块与第二控制模块连接，用于当第二控制模块根据接收到的固体废物放射性活度检测模块检测的信息判断放射物超标时，输出信息使LED灯指示模块亮红灯；当判断放射物在安全阈值内时，输出信息使LED灯指示模块亮绿灯。

为了更明显的进行辐射信息的提示，将在本装置上设置LED等进行核辐射安全与否的指示。

如图3所示，在有些实施例中，该装置还包括第二备用电池、第二切换电路和第二侦测模块；

第二供电模块和第二备用电池通过第二切换电路与显示模块连接；

第二侦测模块与第二供电模块的输出端连接，用于侦测第二供电模块的输出电压；

第二侦测模块与第二控制模块连接，用于将侦测的第二供电模块的输出电压输出到第二控制模块；

第二控制模块，用于根据接收到的侦测电压输出控制信号的第二切换电路，控制第二供电模块和第二备用电池的供电切换。

为了保证本装置的安全，需要不间断进行指示或显示辐射信息，需要保证供电的持续性，本申请涉及主备电源的方式，通常情况下通过相应的供电模块进行供电，当侦测到相应的供电模块输出不足或故障时，切换至对应的备用电池进行供电。

在有些实施例中，该装置还包括第二充电控制电路；

第二供电模块通过第二充电控制电路与第二备用电池连接；

第二控制模块，还用于当将供电电路由第二备用电池切换至第二供电模块后，输出控制信息到第二充电控制电路控制给第二备用电池充电。

为了保障备用电池的电量，当备用电池使用完成切换到相应的供电模块后，控制该供电模块给连接的备用电池充电。

在有些实施例中，第二侦测模块包括第一电阻和第二电阻；

第二供电模块的输出端通过串联连接的第一电阻和第二电阻接地；

第一电阻和第二电阻的连接点连接到第二控制模块。

如图4所示，在有些实施例中，第二切换电路包括第二电源、第二缓冲器U1、第二非门U2、第五三极管Q5和第二继电器K2；

第二控制模块输出控制信号到第二缓冲器U1，第二缓冲器U1通过第一非门U2输出信号到第五三极管Q5的基极，第五三极管Q5的集电极通过第二继电器K2的线圈与第二电源连接，第五三极管Q5的发射极接地；

第二继电器K2的常闭触点与第二供电模块的输出端连接，第二继电器的常开触点与第二备用电池的输出端连接，第二继电器的公共端显示模块301连接；

第二继电器K2的公共端还通过分压电阻与LED灯指示模块连接。

如图5所示，在有些实施例中，第二充电控制电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一MOS管Q3和第二MOS管Q4；

第二供电模块的输出正端连接到第一MOS管Q3的源极，第一MOS管Q3的漏极连接到第二MOS管Q4的源极，第二MOS管Q4的漏极连接到第二备用电池的正端，第二控制模块输出控制信号到第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的集电极通过第四电阻R4连接到第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极连接到第二电源，第二三极管Q2的发射极通过第三电阻R3与第一三极管Q1的集电极连接，第二三极管Q2的集电极还通过第五电阻R5分别连接到第一MOS管Q3的栅极和第二MOS管Q4的栅极，第二供电模块的输出负端和第二备用电池的负端接地。

当第二控制模块输出低电平时，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2基极和发射极电压相等，第二三极管Q2截止，第一MOS管Q3的栅极和第二MOS管Q4的栅极均为低电平，第一MOS管Q3和第二MOS管Q4截止，第二供电模块与第二备用电池的充电通路断开。

当第二控制模块输出高电平时，第一三极管Q1导通，第二三极管Q2发射极电压大于基极电压，第二三极管Q2导通，第一MOS管Q3的栅极和第二MOS管Q4的栅极接入高电平，第一MOS管Q3和第二MOS管Q4导通，第二供电模块与第二备用电池的充电通路接通，第二供电模块给第二备用电池充电。需要说明的是，在使用时， Q1选择NPN型三极管，Q2选择PNP型三极管。

如图6所示，在有些实施例中，该装置还包括第一备用电池、第一切换电路和第一侦测模块；

第一供电模块和第一备用电池通过第一切换电路与固体废物放射性活度检测模块连接；

第一侦测模块与第一供电模块的输出端连接，用于侦测第一供电模块的输出电压；

第一侦测模块与第一控制模块连接，用于将侦测的第一供电模块的输出电压输出到第一控制模块；

第一控制模块，用于根据接收到的侦测电压输出控制信号的第一切换电路，控制第一供电模块和第一备用电池的供电切换；

该装置还包括第一充电控制电路；

第一供电模块通过第一充电控制电路与第一备用电池连接；

第一控制模块，还用于当将供电电路由第一备用电池切换至第一供电模块后，输出控制信息到第一充电控制电路控制给第一备用电池充电。

实际应用中，第一充电控制电路和第二充电控制电路均作为充电控制电路的电路结构相同。同理，第一切换电路和第二切换电路的电路结构相同。

在有些实施例中，该装置还包括分别与第二控制模块连接的距离传感器和语音提示模块；

距离传感器，用于检测人体与本装置的距离，并将检测到的信息输入第二控制模块，第二控制模块根据距离信息输出提示信息到语音提示模块；

语音提示模块包括滤波电路，滤波电路的输入端与第二控制模块连接，滤波电路的输出端通过功率放大芯片与扬声器连接；所述的扬声器设置在收集桶体或盖板上。

如图4所示，在有些实施例中，滤波电路包括第六三极管Q6和滤波电容C；

第二控制模块输出控制信号通过第七电阻R7连接到第六三极管Q6的基极，第六三极管Q6的发射极接地，第六三极管Q6的集电极通过第八电阻R8连接到第二电源，第二电源通过滤波电容C接地，第六三极管Q6的集电极作为信号输出端连接到功率放大芯片。

滤除第二控制模块输出的音频信号的噪声，第二控制模块输出的音频信号为第六三极管Q6的控制信号，当第二控制模块输出的音频信号的电压大于第六三极管Q6的导通电压时，第六三极管Q6就会导通，反之，第六三极管Q6截止。

当第六三极管Q6导通时，输出的低电平，当第六三极管Q6截止时，则输出第二电源输出电压的高电平。从而滤除第二控制模块输出的音频信号由于异常波动所产生的干扰。本发明实施例中第二控制模块包括微处理器。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。