本发明专利技术是一种基于分布干涉式光纤传感技术的辐射场安全监控系统。该监控系统要求在辐射场迷宫内预敷设一组光缆，利用光缆中的光纤作为微震动传感器，监控辐射场迷宫内的情况。当迷宫内进入人员时，通过光纤微震动传感器可以实时监测出迷宫内存在的震动，并且能够快速、准确的定位震动发生的位置。该监控系统主要由分布干涉式光纤微震动传感器装置、数字信号处理系统及震动信号分析系统组成。该监控技术不仅可以监测出辐射场迷宫内的人员误入情况，并能发出报警，并对震动事件发生位置进行准确定位，具有很高的灵敏度和定位精度，且抗干扰性强。
【技术实现步骤摘要】
分布干涉式光纤辐射场安全监控系统
本专利技术是一种用于加速器、钴源等辐射场内的安全监控系统，可以实现对辐射场 区域内的人员等情况进行全面监测。涉及放射安全监测领域。
技术介绍
辐射加工是20世纪50年代发展起来的技术，包括辐射化工、辐射材料、辐射消毒 灭菌、食品辐射保藏、环境“三废”辐射处理等。我国的辐射技术研究始于50年代末期，经 过多年的开发和应用，放射性核技术在国民经济中得到了广泛的应用。20多年前，我国的辐射加工技术还多半停留于实验室，没有走向市场。20世纪80 年代后期开始，辐射加工应用全面发展。有关单位以原有的辐射技术研究成果和设备装置 为基础，开始生产经营.1990年代，该领域步入了产业化进程，建立起了一批在多元投资主 体董事会领导下的股份制企业。今天，辐射加工产业正以每年近20 %的增长率迅速发展，已 经建立起数个辐射产业集团和上市公司。“九五”和“十五”期间，我国共投入加速器生产线 100余条，总功率近7000KW，Y钻源辐照装置超过100座(设计装源量30万居里以上)，设 计装源量超过100万居里的Y钻源辐照装置30余座，实际装源量近4000万居里。于是， 我国成为世界辐射加工技术行业发展最快的国家，目前全国辐照加工产值已达到400亿元 水平。辐照设施建造与应用所应考虑的首要问题之一便是辐照安全问题。辐射作用于人 体，可在分子、亚细胞、细胞、组织器官以及整体水平上产生各种损伤效应，对人体的破坏作 用相当大。当人体受到Y射线的辐射剂量达到2-6Sv时，人体造血器官如骨髓将遭到损 坏，白血球严重地减少，内出血、头发脱落，在两个月内死亡的概率为0-80% ;当辐射剂量为 6-10Sv时，在两个月内死亡的概率为80-100%;当辐射剂量为10-15SV时，人体肠胃系统将 遭破坏，发生腹泻、发烧、内分泌失调，在两周内死亡概率几乎为100% ;当辐射剂量为50Sv 以上时，可导致中枢神经系统受到破坏，发生痉挛、震颤、失调、嗜眠，在两天内死亡的概率 为100%。由于核辐照技术所具有的高危险性，对于防护措施的建设有很高的要求，一旦辐 射防护措施不完善或在实际应用中操作不合理便很容易发生事故。其中人员误入是主要事 故类型。近年来，在行业内又接连发生多起事故，造成了重大的人员和经济损失，值得引起 我们的高度警觉。典型的案例为2004年山东省济宁市金乡华光辐照厂发生两名工作人员 受到超剂量照射事故。事故原因为该辐照装置的六个安全装置及拉线开关全部失灵，放射 源未按《Y辐照装置设计建造和使用规范》的设计要求正常回落到井下安全位置，在此情况 下2名工作人员未经检测便进入辐照室工作。事故造成巨大经济损失，仅人员救治就花费 400多万元，仍救治无效两人死亡，最终企业倒闭。由上述事故案例可以看出一套完善的辐射场安全监控系统对于保护工作人员的 健康与人身安全至关重要。目前，传统辐射场安全监控技术主要利用摄像头监测、警灯警铃提醒及门中控连 锁等，但这些装置仅能就辐射场内某些固定点位置进行监控，无法全面掌控整个辐射场内 状况，生产过程中一旦人员处于其他未被覆盖区域，就会造成极为严重的后果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于专利技术一种能够稳定、可靠、准确的对加速器、钴源等辐射场内状况进行全面安全监控的系统，从而避免人员误入等安全事故的发生。鉴于传统的辐射场安全监控技术存在的问题，本专利技术提出采用马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉结构原理，利用普通单模通信光纤作为分布式传感器，再经由数字信号处理系统设计完成对信号的模/数转换和自/互相关值计算等操作，最后传入上位机中进行信号甄别，实现对振动事件的报警、定位和事件类型的判断等功能。本专利技术的具体构成为，[100]为窄带激光光源，[101]为一个2*2耦合器，使激光向两个不同方向发射，[102]为光隔离器，目的是防止产生萨格纳克(Sagnac)效应，[103]、[104]、[107]都为2*2耦合器，[105]、[106]、[108]都为普通单模通信光纤，[109]、[110]为光电转换装置，[111]、[112]为信号放大装置，[113]、[114]为模拟信号滤波器，[115]为数字信号处理器，主要实现数字信号滤波，自/互相关值计算等功能，[116]为数据处理上位机，主要实现对震动信号的甄别，及相应图形界面的显示。以上[105]、[106]成缆沿辐射场迷宫通道预铺设，[115]、[116]供人为监控，其余部分置于控制室或操作室中。其中，[100]与[101] 一端相连，[101]另两端分别与[102]、[103]相连，[102]与[104]相连，[104]另两端分别于[105]、[106]相连，[104]剩余空端与[110]相连，[105]、[106]与[107]相连，[103]与[108]相连，[103]剩余空端与[109]相连，[108]与[107相连]。[109]与[111]相连，[111]与[113]相连，相对称的[110]与[112]相连，[112]与[114]相连，[113]、[114]与[115]相连，并在[115]中完成相应数字信号处理，经处理后的数据传入[116]中，最终实现对震动事件的定位。本专利技术可以达到:1.在平时，可以实时监测辐射场内整体情况。2.当辐射场内存在人员时，能够在第一时间实时监测到人员所在的位置。附图说明图1为分布干涉式光纤辐射场安全监控系统光路系统原理图。图2为分布干涉式光纤辐射场安全监控系统数字信号处理原理图。具体实施方式1、在平时，由[100]发出的窄带激光通过[101]向两个不同方向发射，一方经由[102]，并通过[104]分别进入[105]和[106]，于[107]处耦合，再经由[108]、[103]，最终进入[109]形成一路模拟信号；另一方经由[103]、[108]，并通过[107]分别进入[105]和[106]，于[104]处耦合，最终进入[110]形成另一路模拟信号。两路信号分别经由[111]、[113]和[112]、[114]完成相应放大、滤波后，进入[115]完成数字信号处理，最终传入[116]中，获得稳定的土壤本底振动信号谱，作为环境本底标准。2、当辐射场内存在人员时，由于[115]、[116]成缆预铺设在辐射场迷宫通道内，由人员引起的震动会引起[115]、[116]中光传输参数的改变，由I中所述，[109]、[110]两 路信号间存在时间延迟，即[115]接收到的两路信号存在时间延迟，经由[115]对该延迟进 行相应计算，即可实现对人员所引起的震动事件进行定位，通过[116]的信号甄别、信号频 谱比对、自我学习等机制可以进一步判断震动事件的类型。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分布干涉式光纤辐射场安全监控系统，其特征包括：采用马赫?曾德尔(Mach?Zehnder)干涉结构，经由数字信号处理器完成自/互相关值计算等操作，并通过神经网络学习机制实现对震动信号的定位与甄别。
【技术特征摘要】
1.一种分布干涉式光纤辐射场安全监控系统，其特征包括: 采用马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉结构，经由数字信号处理器完成自/互相关值计算等操作，并通过神经网络学习机制实现对震动信号的定位与甄别。2.根据权利要求1所述的一种分布干涉式光纤辐射场安全监控系统，其特征是采用马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉结构作为前端光路，以普通单模通信光纤作为分布式传感器。3.根据权利要求1所述的一种分布干涉式光纤辐射场安全监控系统，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐卫东，叶明旸，徐涛，刘昕，孔祥山，杨斌，
申请(专利权)人：天津市技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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