一种中子临界监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种中子临界监测系统及方法，系统包括控制系统和中子临界探测器，中子临界探测器包括探头和信号处理系统，探头用于探测放射性物质发射的中子，并转换为脉冲信号，信号处理系统用于接收探头输出的脉冲信号，并对其进行放大、甄别、计数和计算处理，以获取中子在设定能量区间对应的放射性物质的剂量率，并生成剂量率通讯信号，控制系统用于接收多个中子临界探测器传递的剂量率通讯信号，并进行显示。探测器形成的剂量率通讯信号能够通过RS485总线传输至控制系统及时处理，且传输过程中不存在外部干扰及信号衰减，从而避免了测量数据不准确而产生的误报警现象，保障了正常的生产和人员的安全。的生产和人员的安全。的生产和人员的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种中子临界监测系统及方法


[0001]本专利技术具体涉及一种中子临界监测系统及方法。

技术介绍

[0002]在处理、应用、贮存和运输可裂变物质时，存在发生核临界事故的潜在危险，虽然发生事故的几率很小，但是一旦发生，造成的危害是巨大的。中子临界监测报警系统可在发生临界事故前给出报警，并记录事故现场的辐射及变化过程，分析临界事故进程。
[0003]由于中子临界监测报警系统的探测器安装在乏燃料处理场所，其探测的脉冲信号需经长距离传输至报警系统处理，脉冲信号在长距离传输过程中存在衰减、外部干扰等因素，易造成测量数据不准确而导致误报警发生。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种杜绝误报警现象发生的中子临界监测系统，还相应提供一种中子临界监测方法。
[0005]解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：
[0006]本专利技术提供一种中子临界监测系统，包括控制系统和中子临界探测器，
[0007]所述中子临界探测器设有多个，所述中子临界探测器包括探头和信号处理系统，
[0008]所述探头用于探测放射性物质发射的中子，并转换为脉冲信号，
[0009]所述信号处理系统与探头电连接，用于接收探头输出的脉冲信号，并对其进行放大、甄别、计数和计算处理，以获取所述中子在设定能量区间对应的放射性物质的剂量率，并生成剂量率通讯信号，
[0010]所述控制系统与多个中子临界探测器的信号处理系统均电连接，用于接收多个中子临界探测器的信号处理系统传递的剂量率通讯信号，并进行显示，且还用于向中子临界探测器的信号处理系统发出参数设置的指令。
[0011]可选地，所述中子临界探测器的信号处理系统还用于判断放射性物质的剂量率是否大于等于其内存储的警戒剂量率，当判断结果为“是”时，生成第一报警开关信号，
[0012]所述控制系统还用于对接收的第一报警开关信号数量进行判断，当第一报警开关信号数量大于设定值时，输出第二报警开关信号。
[0013]可选地，所述信号处理系统包括信号转换模块、数据处理模块和通讯模块，所述探头、信号转换模块和数据处理模块和通讯模块依次电连接，
[0014]所述信号转换模块用于接收探头输出的脉冲信号，并对其进行放大、甄别和计数处理，以获取其在预设的上阈值和下阈值范围内的脉冲计数值，并将脉冲计数值发送给数据处理模块，
[0015]所述数据处理模块用于根据其内存储的脉冲计数值与放射性物质剂量率的关系式，计算与所述脉冲计数值对应的放射性物质的剂量率，以生成剂量率通讯信号，
[0016]所述通讯模块与控制系统通过总线电连接，用于将剂量率通讯信号经总线传输至
控制系统。
[0017]可选地，所述数据处理模块还用于判断放射性物质的剂量率是否大于等于其内存储的警戒剂量率，当判断结果为“是”时，生成第一报警开关信号，
[0018]所述信号处理系统还包括第一开关量输出模块，所述第一开关量输出模块与数据处理模块电连接，并通过总线与控制系统电连接，用于将第一报警开关信号经总线传输至控制系统。
[0019]可选地，所述数据处理模块采用FPGA芯片，所述通讯模块为RS485通讯接口。
[0020]可选地，所述信号转换模块包括信号放大电路和信号甄别电路，
[0021]所述信号放大电路与探头相连，用于接收、放大并整形探头输出的脉冲信号，
[0022]所述信号甄别电路电连接信号放大电路和数据处理模块，用于对信号放大电路处理的脉冲信号进行甄别，以获取其在预设的上阈值和下阈值范围内的脉冲信号，且对该范围内的脉冲信号进行计数，以获取该范围内的脉冲个数，并将脉冲个数发送给数据处理模块。
[0023]可选地，所述控制系统包括信号转接模块、控制处理模块、第二开关量输出模块、操作显示模块和报警装置，
[0024]所述信号转接模块与多个中子临界探测器的信号处理系统均电连接，用于接收中子临界探测器传输的通讯信号和第一报警开关信号，并进行电平标准化转换，
[0025]所述控制处理模块电连接信号转接模块和操作显示模块，用于接收经信号转接模块转换的通讯信号，并驱动操作显示模块进行显示，
[0026]所述第二开关量输出模块电连接信号转接模块和报警装置，用于对接收的第一报警开关信号数量进行判断，当第一报警开关信号数量大于设定值时，输出第二报警开关信号，以触发报警装置报警。
[0027]可选地，所述第二开关量输出模块中集成有RS485通讯接口和网口，用于系统与辐射监控平台进行通讯数据交互。
[0028]可选地，所述控制系统还包括电源模块，所述电源模块与控制处理模块电连接，用于将外部电源转换为系统中元器件所需的供电电压；
[0029]所述信号处理系统还包括电源管理模块和高压转换器，
[0030]所述电源管理模块电连接数据处理模块和高压转换器，用于将系统的供电电压传输至高压转换器，所述高压转换器用于将电源管理模块输入的系统用电转换为探头使用的直流高电压。
[0031]本专利技术还提供一种中子临界监测方法，包括：
[0032]所述中子临界探测器设有多个，所述中子临界探测器包括探头和信号处理系统，
[0033]中子临界探测器的探头探测放射性物质发射的中子，并转换为脉冲信号，
[0034]中子临界探测器的信号处理系统接收探头输出的脉冲信号，并对其进行放大、甄别、计数和计算处理，以获取所述中子在设定能量区间对应的放射性物质的剂量率，并生成剂量率通讯信号，
[0035]控制系统接收多个中子临界探测器的信号处理系统传递的剂量率通讯信号，并进行显示，且还向中子临界探测器的信号处理系统发出参数设置的指令。
[0036]可选地，还包括：
[0037]中子临界探测器的信号处理系统判断放射性物质的剂量率是否大于等于其内存储的警戒剂量率，当判断结果为“是”时，生成第一报警开关信号，
[0038]控制系统对接收的第一报警开关信号数量进行判断，当第一报警开关信号数量大于设定值时，输出第二报警开关信号。
[0039]本专利技术中，通过在探测器中集成信号处理系统，探头探测的脉冲信号经信号处理系统依次放大、甄别、计数和计算，形成的剂量率通讯信号能够通过RS485总线数字信号传输至控制系统及时处理，传输距离可达1200米，且传输过程中不存在外部干扰及信号衰减问题，从而避免了测量数据不准确而产生的误报警现象，保障了正常的生产和人员的安全。
附图说明
[0040]图1为本专利技术实施例1提供的中子临界监测系统的结构示意图；
[0041]图2为本专利技术实施例1提供的中子临界探测器的结构示意图。图中：1、中子临界探测器；11、探头；12、数据处理模块；13、通讯模块；14、第一开关量输出模块；15、信号放大电路；16、信号甄别电路；17、电源管理模块；18、高压转换器；2、控制系统；21、信号转接模块；22、控制处理模块；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中子临界监测系统，其特征在于，包括控制系统(2)和中子临界探测器(1)，所述中子临界探测器(1)设有多个，所述中子临界探测器(1)包括探头(11)和信号处理系统，所述探头(11)用于探测放射性物质发射的中子，并转换为脉冲信号，所述信号处理系统与探头(11)电连接，用于接收探头(11)输出的脉冲信号，并对其进行放大、甄别、计数和计算处理，以获取所述中子在设定能量区间对应的放射性物质的剂量率，并生成剂量率通讯信号，所述控制系统(2)与多个中子临界探测器(1)的信号处理系统均电连接，用于接收多个中子临界探测器(1)的信号处理系统传递的剂量率通讯信号，并进行显示，且还用于向中子临界探测器(1)的信号处理系统发出参数设置的指令。2.根据权利要求1所述的中子临界监测系统，其特征在于，所述中子临界探测器(1)的信号处理系统还用于判断放射性物质的剂量率是否大于等于其内存储的警戒剂量率，当判断结果为“是”时，生成第一报警开关信号，所述控制系统(2)还用于对接收的第一报警开关信号数量进行判断，当第一报警开关信号数量大于设定值时，输出第二报警开关信号。3.根据权利要求2所述的中子临界监测系统，其特征在于，所述信号处理系统包括信号转换模块、数据处理模块(12)和通讯模块(13)，所述探头(11)、信号转换模块和数据处理模块(12)和通讯模块(13)依次电连接，所述信号转换模块用于接收探头(11)输出的脉冲信号，并对其进行放大、甄别和计数处理，以获取其在预设的上阈值和下阈值范围内的脉冲计数值，并将脉冲计数值发送给数据处理模块(12)，所述数据处理模块(12)用于根据其内存储的脉冲计数值与放射性物质剂量率的关系式，计算与所述脉冲计数值对应的放射性物质的剂量率，以生成剂量率通讯信号，所述通讯模块(13)与控制系统(2)通过总线电连接，用于将剂量率通讯信号经总线传输至控制系统(2)。4.根据权利要求3所述的中子临界监测系统，其特征在于，所述数据处理模块(12)还用于判断放射性物质的剂量率是否大于等于其内存储的警戒剂量率，当判断结果为“是”时，生成第一报警开关信号，所述信号处理系统还包括第一开关量输出模块(14)，所述第一开关量输出模块(14)与数据处理模块(12)电连接，并通过总线与控制系统(2)电连接，用于将第一报警开关信号经总线传输至控制系统(2)。5.根据权利要求3所述的中子临界监测系统，其特征在于，所述数据处理模块(12)采用FPGA芯片，所述通讯模块(13)为RS485通讯接口。6.根据权利要求3所述的中子临界监测系统，其特征在于，所述信号转换模块包括信号放大电路(15)和信号甄别电路(16)，所述信号放大电路(15)与探头(11)相连，用于接收、放大并整形探头(11)输出的脉冲信号，所述信号甄别电路(16)电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢学涛，王平，何大志，王欣，吴垠鹏，肖鹏飞，赵柱，夏永震，孟庆冀，王晓琼，
申请(专利权)人：中核控制系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：