[实用新型]基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境核辐射强度监测，并将传统设备进行数字化网络化技术应用领域，具体涉及一种基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置。

背景技术

随着能源枯竭，在近年来核技术的应用越来越广泛。核技术在农业、工业、医学等方面也得到了广泛的应用。但在核辐射射线中，对人体伤害最大的是γ射线，当人体受到γ射线的辐射剂量达到200~600雷姆时，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600~1000雷姆时，在两个月内死亡的概率为80~100％。

核辐射监测仪是基于辐射射线通过物质时产生的电离作用而进行开发的，但是目前还缺少一种可用于日常生活中核辐射无线网络监测系统。现有的核辐射检测仪，价格过高，不具备网络功能，更不具备智能分析功能，必需在现场进行检测，提高了操作人员受辐射的风险。并不利于全天候的进行辐射量的监测。同时，正常情况下，人们所处的环境的辐射量都是比较低，而长时间累计辐射量却有可能对人体是超标。这就要求有一个具备无线传输功能，并能对环境核辐射量进行统计分析的核辐射监控系统。而构建核辐射监测系统的关键性技术就是核辐射的数字化和网络化。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低、安全性高并且可以实现远程操作的基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置。盖革-米勒计数器是上世纪二十年代的产物，技术成熟，其价格便宜，监测方便稳定，但是不具备网络化和数字化的途径，因此本实用新型将它与现代的数字网络结合，可以再次发挥盖革-米勒计数器的作用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于盖革-米勒计数器的核辐射检测装置，包括通过高压驱动电路驱动的盖革-米勒计数器、与盖革-米勒计数器输出端依次连接的滤波器、信号放大电路和迟滞电路，迟滞电路的输出端连接用于采集脉冲信号的单片机的外部中断口，单片机的输出端连接有用于连接外部通信设备或无线模块的串行接口。

优选的，所述单片机为8位单片机。

优选的，为了提高滤波效果，所述滤波器采用二阶有源低通滤波电路。滤波电路的传递函数为：

其中，Ui为系统输入的拉式变换，

Uo为系统输出的拉式变换，

Ao为通带电压放大倍数，

 为特征角频率，

Q为等效品质因数。

优选的，所述迟滞电路为一级迟滞比较器。

优选的，为了使得辐射强度测量结果更加精确，所述单片机设有辐射强度精度补偿模块。补偿部分主要是对盖革-米勒计数器的分辨时间进行补偿。计数率修正公式为：。

其中，为修正后的计数率，

         n为实际计数率，

             为盖革-米勒计数器分辨时间，

             N为盖革-米勒计数器输出脉冲数，

      t为统计周期。

本实用新型的工作原理为：盖革-米勒计数器在高压作用下，内部的稀有气体处于临界电离状态，当有核辐射粒子入撞时将使稀有气体电离出电子，电子在电场中加速从阴极向阳极运动。由于被撞击的稀有气体也与周围的稀有气体发生碰撞，产生雪崩式的电离作用，将在输出端检测到一个高频脉冲信号。将高频脉冲信号进行波形整形，利用单片机的计数器数出单位时间的脉冲数目即可得到盖革-米勒计数器的检测数据。再通过转换关系可以得出核辐射的强度。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

一、成本低，本实用新型的核辐射检测装置，相对传统的辐射检测设备，采用盖革-米勒计数器高压驱动，单片机采集高频脉冲的方式在成本上极具优势。可以推广到普通家庭、办公场所等多种场合使用，以实现核辐射测量的普及。

二、安全性高，可以通过串行接口在单片机上连接无线模块，从而在辐射强度相对较高的场合实现空间隔离，减少辐射对人体的累积伤害。

三、兼容性好，通过单片机进行采集具备了数字化网络化的渠道，可以通过串口无线模块发送至远程终端和各种智能监控设备联网，实现远程控制和网络化。

四、测量由于设置了精度补偿模块，对检测到的辐射强度进行强度补偿，获更精确的辐射强度，使得测量准确性更高，抗干扰性能好。

附图说明

图1是本实用新型核辐射检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型核辐射检测装置的工作状态图；