流气式氡室氡浓度的动态控制方法技术

本发明专利技术涉及一种放射性气体浓度的控制方法，具体是一种流气式氡室氡浓度的控制方法，其特点是：在设定了氡室氡活度值、允许的误差并测量出氡室内的本底活度值后，计算首次补氡时间ｔ↓［０］、氡室内氡活度从允许的最高值衰变至允许的最低值所用时间ｔ↓［１］和用稳定的氡源从允许的最低值向氡室内补氡至允许的最高值所用的时间ｔ↓［２］，将时间作为决定是否向氡室内补氡的控制参数，既保证了氡室内氡的补充免受氡放射性统计涨落的影响，又防止了因受氡放射性统计涨落频繁开关氡源控制阀门。而且，以时间作为控制参数，操作简便，易于实现操作控制的自动化。本发明专利技术可广泛应用于各种流气式氡室内氡浓度的精确控制。

The dynamic control method of radon concentration of gas flow type radon chamber

The invention relates to a control method of radioactive gas concentration, in particular to a method for controlling the flow of radon chamber radon concentration, and is characterized in that the set of radon chamber radon value, the allowable error and measured the activity value of indoor radon, the minimum value calculation of first time t: the supplement of radon 0, indoor radon radon decay from the maximum value allowed to allow time for the T down 1 and the highest value of radon source stable from the minimum value allowed to indoor radon radon supplementation to allow time for t: 2, time as the decision whether the control parameters of radon supplementation to the indoor radon, both to ensure the effect of radon indoor radon from radon fluctuations, but also to prevent the radioactive radon due to statistical fluctuation of frequent switching of radon source control valve. Moreover, with time as the control parameter, it is easy to operate and easy to realize the automation of operation control. The invention can be widely used in the precise control of various gas flow of radon in indoor radon concentration.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种放射性气体浓度的控制方法，具体涉及一种根据 氡的衰变和泄漏规律对流气式氡室氡浓度进行动态控制的方法。
技术介绍
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有 近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而 成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌 握，或得不到精确的数学模型使得控制理论的其它技术难以采用时， 系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用 PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象， 或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，在当前情况下，使用 PID控制技术最为合适。PID控制，现实中也有PI和PD控制。PID 控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量 进行控制的。然而，在放射性测量中，由于放射性统计涨落，通过测量仪器测 得的氡浓度值往往与实际值之间有很大的偏差。若采用PID控制，必 定会导致曲线振荡频繁，使得氡浓度稳定性降低。同时，由于在补氡 与停止补氡之间的转换频繁，也将縮短氡源控制阀门的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种既可以较为精确控制氡室内氡浓 度、又能够延长氡源控制阀门使用寿命的流气式氡室氡浓度动态控制 方法。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的， 一种流气式氡室氡 浓度的控制方法，首先设定期望的氡室内氡获度值Q和允许的最大误差e ，还包括如下操作步骤(1)测出氡室内原始的氡活度Q。后，利用稳定强度的氡源向氡室内补氡，并计时，直至补氡时间tt。停止补氡，并重新开始计时；(2) 当t^仁时，利用稳定强度的氡源向氡室内补氡，同时重新 开始计时，进入步骤(3)的操作；(3) 当t^t2时，停止补氡，同时重新开始计时，返回执行步骤 (2)的操作；其中，<formula>formula see original document page 5</formula> (9),0 a +々 (;L + ;y-Q(i + s)-/ 为初始补氡所用的时间，单位为S;<formula>formula see original document page 5</formula> (10)，为氡室内氡从允许的最高活度值变化至允许的最低活度值所经历的 时间，单位为S;<formula>formula see original document page 5</formula> (11)，' 义+々 (;l + ;Ll).q(i + o—/ ' 为中途使氡室内氡从允许的最低值变化至允许的最高值所用的一次性补氡的时间，单位为S;式中，Q为设定的氡室内的氡活度值，单位为Bq; e为允许的氡室内实际氡活度值与设定值之间的误差； Q。为所测的氡室内氡的初始活度，单位为Bq;Qt为氡室内某一时刻的氡活度值，单位为Bq; X为氡的衰变常数；、为氡室系统的整体漏气率，单位为S —、 I为氡源的有效强度，单位为Bq/S。氡活度与氡浓度之间存在着如下对应关系，氡活度二氡浓度X氡 室体积，因此，本专利技术中所涉及的氡活度大小完全反映了氡浓度的大 小。由于上述，t。、仁和t2综合考虑了氡室系统整体的漏气情况、氡 衰变情况和氡源的有效强度、允许的最大误差等各种因素，并以时间 作为决定是否向氡室内补氡，以保证氡室内氡活度保持在所需范围之 内的因素，既保证了氡室内氡的补充免受氡放射性统计涨落的影响， 精确的保持了氡室内氡活度，即氡浓度的稳定性，又防止了因受氡放 射性统计涨落频繁开关氡源控制阀门，从而可以有效提高氡源控制阀 门的使用寿命。而且，以时间作为控制参数，不但操作简便，易于实 现操作控制的自动化，而且避免了通过测量得到的氡室内放射性活度 的变化来决定是否进行补氡操作而出现的时间上的延迟。由于整个操 作过程都是以实践作为控制因素的，因此，本专利技术的方法十分容易实 现自动化操作，并进一步提高了控制的精度 附图说明图1是本专利技术所述方法的流程图； 图2是目标浓度370 Bqm—3的稳定性曲线； 图3是目标浓度800 Bqnf3的稳定性曲线； 图4是目标浓度4000 BqrrT3的稳定性曲线。 具体实施例方式下面通过附图和具体实施方式对本专利技术作更为详细的描述。 附图1所示为利用本专利技术对流气式氡室内氡浓度进行自动化动 态控制的一种具体实施方式，具体操作步骤如下(1) 将氡源内积累的氡放射性释放掉，以保证后续的操作中， 氡源向氡室内补氡的稳定性。(2) 同时利用测量仪器，如FD-125氡钍分析仪和FH-463型a 检测仪测取氡室内氡的初始活度值Q。。(3) 确定氡室内氡活度的期望值Q、允许的活度最大偏差e ;(4) 计算控制时间t。、 ti和t2对于一个新的氡室来讲，需要首先计算氡室的泄漏率入L和氡源的有效强度I，其中的入L单位为S '， I单位为Bq/S，并可根据如下W式通过迭代法求<formula>formula see original document page 7</formula>(6)<formula>formula see original document page 7</formula> (7)式(6)、 (7)中，Q'i为利用氡源向氡室内补氡过程中在ti时刻 测定的氡室内的氡活度，如表1所示为一次利用氡源向氡室内补氡 时，在不同时刻测量的某氡室内的氡活度值的情况，且最终计算得到 某氡室的漏气率&=3.1e—7 S—\氡源有效强度I =0.195BqS—\对于新的氡室、氡源，氡室的漏气率和氡源的有效强度的测算是 必不可少的，但由于对特定的氡室和氡源，此二者为已知的确定值， 因此，并非每次使用氡室时都需要首先进行测算。表l所测氡活度与补氡时间实验数据<table>table see original document page 7</column></row><table>然后，根据设定的Q、 e、 A (取值为2.1X1()6S1)和测得的 Q。，以及已获得的氡室的泄漏率V和氡源的有效强度I，分别根据公 式<formula>formula see original document page 8</formula>(n)计算最初补氡时间t。、氡室内氡从允许的最高活度值变化至允许的最 低活度值所经历的时间t,和中途一次补氡所用的时间t2。如利用如上所述的某氡室，在所测得的Q。为21.5Bq的情况下，在目标浓度设定 为340Bq/m3时所得的t。、仁和t分别为99. 03min、64. 10min、1. 06min， 在目标浓度设定为800Bq/m3时所得的t。、 t,和^分别为244. 76min、 64. 10min、 2. 55min，在目标浓度设定为4000Bq/m3时所得的t。、 t, 和h分别为1362. 13min、 64. 10min、 15. 16min。(5) 进行首次补氡操作如上所述，氡源已经稳定，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流气式氡室氡浓度的控制方法，包括首先设定期望的氡室内氡获度值Ｑ和允许的最大误差ε，其特征是还包括如下操作步骤：（１）测出氡室内原始的氡活度Ｑ↓［０］后，利用稳定强度的氡源向氡室内补氡，并计时，直至补氡时间ｔ＝ｔ↓［０］停止补氡，并重新开始计时；（２）当ｔ≥ｔ↓［１］时，利用稳定强度的氡源向氡室内补氡，同时重新开始计时，进入步骤（３）的操作；（３）当ｔ≥ｔ↓［２］时，停止补氡，同时重新开始计时，返回执行步骤（２）的操作；其中，＊＊＊…………………………（９），为初始补氡所用的时间，单位为Ｓ；＊＊＊………………………………………………（１０），为氡室内氡从允许的最高活度值变化至允许的最低活度值所经历的时间，单位为Ｓ；＊＊＊…………………………………（１１），为中途使氡室内氡从允许的最低值变化至允许的最高值所用的一次性补氡的时间，单位为Ｓ；式中，Ｑ为设定的氡室内的氡活度值，单位为Ｂｑ；ε为允许的氡室内实际氡活度值与设定值之间的误差；Ｑ↓［０］为所测的氡室内氡的初始活度，单位为Ｂｑ；Ｑ↓［ｔ］为氡室内某一时刻的氡活度值，单位为Ｂｑ；λ为氡的衰变常数；λ↓［Ｌ］为氡室系统的整体漏气率，单位为Ｓ↑［－１］；Ｉ为氡源的有效强度，单位为Ｂｑ／Ｓ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤彬，周书民，张锦由，王仁波，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]