【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辐射环境监测，具体涉及一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置及方法。
技术介绍
1、氚、碳-14是核设施气态流出物释放入环境的具有很高关注度的两种放射性核素。氚是氢的β放射性同位素，hto极易发生吸收交换，所致内照射危害很大，碳-14参与全球碳循环，半衰期为5730a，对集体剂量贡献很大。目前气态流出物监测中，使用空气中氚取样器和空气中碳-14取样器对氚、碳-14进行分别取样，可以较好的实现对气态流出物中氚、碳-14的取样，但取样过程均为独立操作，取样后需将样品送至化学实验室进行样品制备。
2、目前常见的气态流出物取样装置使用的较多是环境监测设备，对于氚和碳-14的取样过程是独立的，并没有氚和碳-14联合采样装置，而单一功能的气载流出物采样器使用的是4级串联，单次取样量较大，不适用于气态流出物取样。现存在的技术问题是，开展气态流出物中氚、碳-14的独立取样取样、制样、监测过程受人为影响大，不利于生产力的优化。为解决上述问题，建立一种可用于气体中氚、碳-14自动化监测的联合取样装置及方法。
技术实现思路
1、针对现有气体中氚、碳-14监测技术所存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置及方法，该装置及方法可实现对气体中氚、碳-14的自动化监测。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，包括plc控制系统、气体氚、碳-14自动取样器、自动
4、所述plc控制系统用于控制整套装置在取样、制样流程的自动化运行；
5、所述气体氚、碳-14自动取样器包括取样器信号控制端、催化氧化炉、半导体冷阱、捕集瓶、气路管道、抽气泵，所述催化氧化炉中设置有温控仪和催化剂管，将气体中以非hto形式存在的氚、非二氧化碳形式存在的碳氧化为hto和二氧化碳；
6、所述液体传输系统配备多组蠕动泵并由plc控制系统控制，分别用于自动化监测装置中样品捕集液、采样装置清洗液、有机闪烁液的注入及排出。
7、进一步，所述plc控制系统由远端控制器、主机箱和信号控制端3个模块构成，远程控制端主要为触控操作屏，用于实现本装置的远程操控，主机箱由操作屏幕和逻辑控制电路组成，用于本装置所有信号的逻辑控制，信号控制端是安装在各工作系统上，用于发出信号指令。
8、进一步，所述气体氚、碳-14自动取样器进行气体中氚或碳-14的独立取样，或用于气体中氚、碳-14的联合取样，所述气体氚、碳-14自动取样器中设置多个取样瓶，每个取样瓶中配备有半导体冷阱，将捕集液的温度控制在5℃～8℃，确保氚、碳-14在取样过程中的良好捕集。
9、进一步，所述气体氚、碳-14自动取样器中还设置有质量流量计，用于准确测定氚、碳-14取样体积。
10、进一步，所述气体氚、碳-14自动取样器在接收到plc控制系统发出的指令后，取样器信号控制端将控制催化氧化炉、半导体冷阱、抽气泵等装置按预先在plc控制系统中已经设定的工作参数进行工作，实现气体从取样口进入后，通过催化氧化炉再逐级经过已经降温的气体捕集瓶吸收，最后从抽气泵中排出，实现样品的采集；在整个采样过程中，通过液体传输系统先将捕集液转入捕集瓶中，待取样完成后再将其从捕集瓶中转出，而后向捕集瓶中灌注清洗液，清洗完成后将清洗液注入废液瓶，以实现整个气体采样过程中样品的输运。
11、进一步，所述液体传输系统主要由蠕动泵组件、捕集液、洗涤液、闪烁液、废液几个模块组成，该系统是作为整个实验装置的辅助系统，在接收到信号控制端发出的操作信号，就会对应的驱动蠕动泵组件，将信号指定的样品传输至指定位置。
12、进一步，所述蠕动泵将氚捕集液、碳-14捕集液与对应的有机闪烁液均匀混合并注入液闪瓶中，用于液闪测量，通过所述蠕动泵的运转与控制，实现捕集液及闪烁液在自动化装置各部件之间流转。
13、进一步，所述装有均匀混合后的液闪瓶放置于传送带运行系统中，所述传送带运行系统采用气泵供气驱动，将完成制样的液闪瓶传送至瓶盖处并在安装瓶盖后，通过按压旋转装置将瓶盖拧紧，最终传送至出样口，并通过气泵供气，摇匀样品。
14、进一步，所述自动制样系统与所述传送带运行系统属于联动系统，首先在接收到信号控制端发出的制样信号后，液体传输系统会按照指令将样品输送到指定位置，自动制样系统将按照预设的工作参数进行样品混合、封盖、摇匀的具体操作，而上述的制样操作过程中，传送带运行系统将会按照预设的工作参数将通过气泵供气来驱动丝杠及气爪，确保将样品瓶在不同的操作环节移动至不同的指定位置，以此来实现待测样品的制备及最终制样测量。
15、进一步，所述气泵为空压气泵，用于提供传送带运行系统的动力。
16、进一步，所述液闪谱仪在接收到制备完成的液闪计数瓶，完成样品中氚、碳-14放射性活度的测定。
17、本专利技术还公开了一种用于气体中氚、碳-14自动化监测装置的监测方法，包括以下步骤：
18、1)监测材料准备，向捕集液容器中装入氚捕集液/二氧化碳捕集液；在传送带运行系统上放置空的液闪计数小瓶及瓶盖；
19、2)设置监测参数，确认装置各部件之间连接良好，在plc控制器上设置取样时间、制样体积等监测参数；
20、3)自动取样制样进样测量，打开自动监测装置的开关，装置自动进行温控、加液、取样；取样完成后，液体传输系统将捕集液移至对应的样品瓶中，开始自动制样；制样完成后，样品由传送带运输系统送入液闪谱仪的测量腔室内；进样完成后，液闪谱仪根据传感信号自动开始对样品中放射性核素的测量，给出测量结果。
21、进一步，所述氚捕集液是二次蒸馏水、超纯水、去离子水等，所述二氧化碳捕集液是氢氧化钠溶液。
22、本专利技术的效果在于：采用本专利技术所述的一种气体中氚、碳-14自动化监测装置及方法，可以用于气体中氚或碳-14或二者联合的自动化监测，简化操作流程，优化取样效率，减少人因失误引入的误差，减少对特殊工作场所的人员危害。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，包括PLC控制系统、气体氚、碳-14自动取样器、自动制样系统、液体传输系统、传送带运行系统、气泵和液闪谱仪；
2.根据权利要求1所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述PLC控制系统由远端控制器、主机箱和信号控制端3个模块构成，远程控制端主要为触控操作屏，用于实现本装置的远程操控，主机箱由操作屏幕和逻辑控制电路组成，用于本装置所有信号的逻辑控制，信号控制端是安装在各工作系统上，用于发出信号指令。
3.根据权利要求2所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述气体氚、碳-14自动取样器进行气体中氚或碳-14的独立取样，或用于气体中氚、碳-14的联合取样；所述气体氚、碳-14自动取样器中设置多个取样瓶，每个取样瓶中配备有半导体冷阱，将捕集液的温度控制在5℃～8℃，确保氚、碳-14在取样过程中的良好捕集；所述气体氚、碳-14自动取样器中还设置有质量流量计，用于准确测定氚、碳-14取样体积。
4.根据权利要求3所述的一种用于气体中氚、碳-14自动
5.根据权利要求1所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述液体传输系统主要由蠕动泵组件、捕集液、洗涤液、闪烁液、废液几个模块组成，该系统是作为整个实验装置的辅助系统，在接收到信号控制端发出的操作信号，就会对应的驱动蠕动泵组件，将信号指定的样品传输至指定位置。
6.根据权利要求5所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述蠕动泵将氚捕集液、碳-14捕集液与对应的有机闪烁液均匀混合并注入液闪瓶中，用于液闪测量，通过所述蠕动泵的运转与控制，实现捕集液及闪烁液在自动化装置各部件之间流转。
7.根据权利要求6所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述装有均匀混合后的液闪瓶放置于传送带运行系统中，所述传送带运行系统采用气泵供气驱动，将完成制样的液闪瓶传送至瓶盖处并在安装瓶盖后，通过按压旋转装置将瓶盖拧紧，最终传送至出样口，并通过气泵供气，摇匀样品。
8.根据权利要求7所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述自动制样系统与所述传送带运行系统属于联动系统，首先在接收到信号控制端发出的制样信号后，液体传输系统会按照指令将样品输送到指定位置，自动制样系统将按照预设的工作参数进行样品混合、封盖、摇匀的具体操作，而上述的制样操作过程中，传送带运行系统将会按照预设的工作参数将通过气泵供气来驱动丝杠及气爪，确保将样品瓶在不同的操作环节移动至不同的指定位置，以此来实现待测样品的制备及最终制样测量。
9.根据权利要求7或8所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述气泵为空压气泵，用于提供传送带运行系统的动力。
10.根据权利要求1所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述液闪谱仪在接收到制备完成的液闪计数瓶，完成样品中氚、碳-14放射性活度的测定。
11.根据权利要求1至10任一项所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
12.根据权利要求11所述的监测方法，其特征在于，所述氚捕集液是二次蒸馏水、超纯水、去离子水等，所述二氧化碳捕集液是氢氧化钠溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，包括plc控制系统、气体氚、碳-14自动取样器、自动制样系统、液体传输系统、传送带运行系统、气泵和液闪谱仪；
2.根据权利要求1所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述plc控制系统由远端控制器、主机箱和信号控制端3个模块构成，远程控制端主要为触控操作屏，用于实现本装置的远程操控，主机箱由操作屏幕和逻辑控制电路组成，用于本装置所有信号的逻辑控制，信号控制端是安装在各工作系统上，用于发出信号指令。
3.根据权利要求2所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述气体氚、碳-14自动取样器进行气体中氚或碳-14的独立取样，或用于气体中氚、碳-14的联合取样；所述气体氚、碳-14自动取样器中设置多个取样瓶，每个取样瓶中配备有半导体冷阱，将捕集液的温度控制在5℃～8℃，确保氚、碳-14在取样过程中的良好捕集；所述气体氚、碳-14自动取样器中还设置有质量流量计，用于准确测定氚、碳-14取样体积。
4.根据权利要求3所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述气体氚、碳-14自动取样器在接收到plc控制系统发出的指令后，取样器信号控制端将控制催化氧化炉、半导体冷阱、抽气泵等装置按预先在plc控制系统中已经设定的工作参数进行工作，实现气体从取样口进入后，通过催化氧化炉再逐级经过已经降温的气体捕集瓶吸收，最后从抽气泵中排出，实现样品的采集；在整个采样过程中，通过液体传输系统先将捕集液转入捕集瓶中，待取样完成后再将其从捕集瓶中转出，而后向捕集瓶中灌注清洗液，清洗完成后将清洗液注入废液瓶，以实现整个气体采样过程中样品的输运。
5.根据权利要求1所述的一种用于气体中氚、碳-14自动化监测的装置，其特征在于，所述液体传输系统主要由蠕动泵组件、捕集液、洗涤液、闪烁液、废液几个模块组成，该系统是作为整个实验装置的辅助系统，在接收到信号控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：保莉，廉冰，杨有坤，任晓娜，杨海兰，王瑞俊，李鹏翔，宋沁楠，李晋浩，郭琛，马旭媛，杨彪，乔莉，高泽全，李周，杜柯，张峰，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。