Устройство детектирования

 

Устройство детектирования относится к области ядерного приборостроения, а именно к средствам для непрерывного измерения параметров ионизирующего излучения на объектах ядерной энергетики, как в автономном режиме, так и в составе автоматизированных систем и установок радиационного контроля.

Результатом от применения полезной модели является решение задачи групповой сигнализации (т.е. создание различных схем сигнализации превышения пороговых уставок внутри группы устройств детектирования, контролирующих параметры одного помещения или протекание одного процесса) и решение задачи формирования выходных физических сигналов релейного типа для ввода в смежные системы и подключаемые исполнительные устройства.

При применении полезной модели в составе различных автоматизированных систем обеспечивается снижение количества оборудования для оповещения персонала, следовательно, уменьшение стоимости системы, обеспечивается снижение вероятности ложного оповещения за счет возможности реализации различных схем включения светозвуковой сигнализации и в итоге повышение безопасности персонала за счет увеличения надежности оповещения.

Полезная модель относится к области ядерного приборостроения, а именно к средствам для непрерывного измерения параметров ионизирующего излучения на объектах ядерной энергетики, как в автономном режиме, так и в составе автоматизированных систем и установок радиационного контроля.

Известны устройства отечественных и зарубежных производителей, относящиеся к различным классам измерительной аппаратуры: установка для измерения объемной активности радиоактивных аэрозолей УДА-1АБ фирмы ООО НИИ «Доза» (каталог оборудования радиационного контроля. Описание на сайте представительства фирмы НИИ «Доза» по адресу www.doza.ru); монитор для измерения мощности дозы гамма-излучения GIМ204 фирмы Mirion Technologies (каталог оборудования радиационного контроля. Описание на сайге представительства фирмы Mirion Technologies по адресу www.mirion.com); установка радиационного контроля РИГ-08П ФГУП НИЦ «СНИИП» (каталог оборудования радиационного контроля. Описание на сайте представительства ФГУП НИЦ «СНИИП» по адресу www.sniip.ru); установка дозиметрическая для измерения мощности дозы гамма- излучения УДМГ-204 фирмы ООО НИИ «Радико» (каталог оборудования радиационного контроля. Описание на сайге представительства фирмы ООО НПП «Радико» по адресу www.radico.ru).

Приведенные устройства являются средствами измерения параметров ионизирующего излучения и работают по следующему принципу. Непрерывно накапливают, статистически обрабатывают и преобразуют по заданным алгоритмам показания, поступившие от блока детектирования (например, в виде частотного сигнала - число импульсов за единицу времени, либо любого другого сигнала), в физическую величину измеренного параметра ионизирующего излучения (например, мощность дозы гамма-излучения или объемная активность бета-акгивных аэрозолей) в единицах измерения СИ (Гр/ч, Бк/м3 и т.п.). Измеренные значения параметров ионизирующего излучения сравниваются с пороговыми уставками (предупредительной и аварийной), заданными в устройстве детектирования в тех же единицах измерения, что и измеряемый параметр. В случаях превышения измеренным параметром заданных пороговых уставок осуществляет индикацию на светозвуковой сигнализации и выдачу сигналов типа сухой контакт.

Недостатками приведенных устройств, ограничивающими их функциональные возможности, являются:

1. Индикация на светозвуковой сигнализации и выдача сигналов типа сухой контакт только фактов превышения пороговых уровней (предупредительного и аварийного) контролируемых параметров только одним данным устройством.

2. Отсутствие возможностей для приема от других устройств детектирования или смежных систем сигналов, их логической обработки по конфигурируемым условиям (правилам) и выдачи обработанных сигналов на светозвуковую сигнализацию, подключаемое оборудование или в смежные системы.

В качестве наиболее близкого аналога полезной модели рассмотрим устройство для обнаружения радиоактивных материалов (патент 74218), относящееся к области обнаружения радиоактивных материалов. Устройство содержит блок детектирования гамма- излучения, блок излучения нейтронного излучения, датчик присутствия, датчик вскрытия, контроллер, блок сигнализации, блок электропитания, аккумулятор, блок управления, программное устройство, системный контроллер, модуль измерения скорости и работает в двух режимах. В режиме измерения фона устройство оценивает параметры окружающего его фона (измеряет усредненное число фоновых импульсов за единицу времени, вырабатываемых блоками детектирования). В режиме измерения объекта устройство вновь измеряет число импульсов в единицу времени, поступающих от блоков детектирования, и сравнивает их с пороговыми значениями, вычисленными на основании последней оценки фона. В случаях превышения измеренным параметром заданных пороговых значений осуществляет индикацию на блоке сигнализации.

Недостатками устройства радиоактивных материалов (патент 74218) являются:

1. Отсутствие возможностей для приема от других устройств или смежных систем сигналов, их логической обработки по конфигурируемым условиям (правилам) и выдачи обработанных сигналов на светозвуковую сигнализацию, подключаемое оборудование или в смежные системы.

2. Невозможность его применения как средства измерения параметров ионизирующего излучения, т.к. устройство оценивает параметры в количестве импульсов за единицу времени и не реализована возможность пересчета оцениваемого параметра в физическую величину в единицах измерения СИ, и, следовательно, невозможность строгого задания контролируемых пороговых уставок.

3. Нестабильность работы в условиях повышенного радиоактивного фона, т.к. устройство не сможет обнаружить низко активные радиоактивные материалы, сравнивая

параметры их радиоактивного излучения с параметрами излучения повышенного радиоактивного фона.

Задачей, решаемой данной полезной моделью, является формирование по заданным условиям сигналов и их передача напрямую между устройством детектирования и:

- другими устройствами детектирования, например, для формирования сигналов управления подключенной светозвуковой сигнализацией по заданным правилам;

- смежными системами, например, для индикации состояний на щитах управления;

- исполнительными устройствами, например, для выдачи управляющих сигналов на различные исполнительные механизмы (клапаны, газодувки, технологические блокировки).

Поставленная задача решается совокупностью технических и программных средств. Устройство детектирования содержит блок детектирования ионизирующего излучения и блок обработки, который обеспечивает счет импульсов, поступивших от блока детектирования, их математическую и статистическую обработку, организует работу с пользователем в диалоговом режиме посредством панели управления и индикации, формирует архив значений и состояний устройства детектирования, связанных с измерением, поддерживает обмен данными по последовательным каналам связи RS-485 с другими устройствами, управляет светозвуковой сигнализацией и дополнительным оборудованием, осуществляющим индикацию состояния контролируемого радиационного параметра, отличающееся тем, что предлагаемое устройство поддерживает формирование по заданным правилам сигналов и их обмен напрямую с другими устройствами детектирования, смежными системами и исполнительными механизмами.

Техническим результатом от применения полезной модели является:

1. Решение задачи групповой сигнализации, т.е. создание различных схем сигнализации превышения пороговых уставок внутри группы устройств детектирования, контролирующих параметры одного помещения или протекание одного процесса, например:

а)сигнализация на одном светозвуковом сигнализаторе превышения пороговых уставок в любом измерительном канале группы устройств детектирования для снижения количества оборудования и стоимости системы;
б)сигнализации на нескольких светозвуковых сигнализаторах, подключенных к разным устройствам детектирования, превышения пороговых уставок в любом измерительном канале группы для повышения надежности оповещения персонала об опасности;
в)сигнализации на одном или нескольких светозвуковых сигнализаторах превышения пороговых уставок в нескольких определенных измерительных каналах группы устройств детектирования для снижения вероятности ложного оповещения (при реализации различных схем, например, два из трех).

2. Формирование выходных физических сигналов релейного типа для ввода в смежные системы с целью управления технологическим оборудованием.

Указанный технический результат полезной модели достигается за счет применения в блоке обработки устройства детектирования схемы приема, логической обработки и выдачи сигналов, заключающейся в использовании входных и выходных интерфейсов (входов и выходов) и поддержке настраиваемых правил обработки передаваемой через эти интерфейсы информации. Через входные интерфейсы в устройство детектирования от смежных систем или от других устройств детектирования вводится различная информация, например, о фактах превышении контролируемой ими величиной заданных пороговых уставок, возникновении неисправностей. Далее эта информация и результаты измерения самого устройства детектирования обрабатываются в соответствии с заданными при настройке правилами и формируются выходные логические сигналы, выдаваемые через выходные интерфейсы на другие устройства детектирования, на подключенную светозвуковую сигнализацию и/или в смежные системы. Полученные выходные сигналы используются для управления светозвуковой сигнализацией, управления технологическим оборудованием и для децентрализованного обмена между устройствами детектирования.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунками:

фиг. 1 - схематичное изображение устройства детектирования;

фиг. 2 - структурная схема приема, логической обработки и выдачи сигналов.

Устройство детектирования содержит блок детектирования ионизирующего излучения (1) и блок обработки (3), который обеспечивает счет импульсов, поступивших от блока детектирования (1), их математическую и статистическую обработку, организует работу с пользователем в диалоговом режиме посредством панели управления и индикации, формирует архив значений и состояний устройства детектирования, связанных с измерением, поддерживает обмен данными по последовательным каналам связи RS-485 с другими устройствами, управляет светозвуковой сигнализацией и дополнительным оборудованием, осуществляющим индикацию состояния контролируемого радиационного параметра. Блок обработки (3) содержит схему приема, логической обработки и выдачи сигналов (2), которая

позволяет формировать по заданным правилам сигналы и обмениваться ими напрямую с другими устройствами детектирования, смежными системами и исполнительными механизмами.

В качестве входов блок обработки использует:

1. Соединитель СОСТОЯНИЕ. Для приема сигналов от других устройств детектирования или смежных систем. Для обеспечения приема сигналов от неактивных выходов (типа сухой контакт) на соединитель СОСТОЯНИЕ выдается постоянное напряжение 12 В. При необходимости подключения к активному (выдающему напряжение) выходу линии 12 В не используются.

2. Логическиесигналы от измерительных каналов. Логические сигналы, сформированные устройством детектирования по результатам оценки контролируемых параметров, например, превышение контролируемых уровней или неисправность устройства детектирования. Количество измерительных каналов зависит от типа и назначения устройства детектирования.

3. Сигналы от устройств верхнего уровня. Логические сигналы, принятые в виде команд от устройств, подключенных по интерфейсу RS-485.

Электрические сигналы, принимаемые с соединителя ''СОСТОЯНИЕ'', подвергаются предварительной обработке в соответствии с заданной конфигурацией входа (нормально разомкнутый или нормально замкнутый) и по ее результатам формируются логические сигналы.

Принимаемые от устройств верхнего уровня и формируемые измерительными каналами устройства детектирования сигналы дополнительной обработке не подвергаются.

Блок обработки на основе входных логических сигналов по правилам, заданным при конфигурировании устройства детектирования, формирует выходные логические сигналы независимо для каждого выхода устройства детектирования. Состояние каждого выходного логического сигнала определяется отдельным правилом, представляющим собой комбинацию базовых логических операций И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕ, применяемых к входным сигналам и комбинациям сигналов.

Выходные логические сигналы в соответствии с заданной конфигурацией каждого выхода преобразуются в физические сигналы и выдаются на соответствующие выходы. В качестве выходов устройство детектирования использует:

1. Встроенные индикаторы устройства детектирования. Расположены на лицевой панели блока обработки и предназначенные для отображения состояний контролируемых параметров или работы устройства детектирования.

2. Внешнюю светозвуковую сигнализацию. Выход внешней светозвуковой сигнализации обеспечивает управление световым сигнализатором с количеством цветов два или три и звуковым сигнализатором с одним или двумя тонами звучания. Для включения светоизлучающих элементов соответствующего цвета и звукового сигнализатора выдается сигнал в виде напряжения постоянного тока. Прерывистое свечение или прерывистое звучание сигнализатора обеспечивается прерывистой выдачей напряжения.

3. Встроенную световую сигнализацию. Выход встроенной световой сигнализации обеспечивает управление световым сигнализатором, расположенным на блоке обработки.

4. Дополнительную сигнализацию. Каждый выход дополнительной сигнализации представлен двумя релейными сигналами типа сухой контакт и может выдавать сигналы на другие устройства детектирования с целью создания различных схем групповой сигнализации или в смежные системы, например, управлять световыми табло или различными исполнительными механизмами, например, электромагнитными клапанами. Выходы дополнительной сигнализации могут коммутировать сигналы постоянного и переменного тока.

Количество выходов, имеющихся в устройстве детектирования, зависит от типа и исполнения устройства детектирования и указано в его эксплуатационной документации.

При применении полезной модели в составе различных автоматизированных систем обеспечивается снижение количества оборудования, применяемого для оповещения персонала (светозвуковой сигнализации), следовательно, уменьшение стоимости системы, обеспечивается снижение вероятности ложного оповещения за счет возможности реализации различных схем включения светозвуковой сигнализации и в итоге повышение безопасности персонала за счет увеличения надежности оповещения, обеспечивается формирование выходных физических сигналов релейного типа для ввода в смежные системы с целью управления технологическим оборудованием.

1. Устройство детектирования, предназначенное для непрерывного измерения параметров ионизирующего излучения и состоящее из блока детектирования и блока обработки, отличающееся тем, что блок обработки содержит схему приема, логической обработки и выдачи сигналов, заключающейся в использовании входных и выходных интерфейсов (входов и выходов) и поддержке настраиваемых правил обработки передаваемой через эти интерфейсы информации.

2. Устройство детектирования п.1, отличающееся тем, что блок обработки через входы принимает сигналы от других устройств детектирования или смежных систем и сигналы от устройств, подключенных по интерфейсу RS-485.

3. Устройство детектирования п.2, отличающееся тем, что блок обработки на основе принятых входных сигналов и сигналов превышения контролируемым параметром заданных пороговых уровней по правилам, заданным при конфигурировании устройства детектирования, формирует выходные логические сигналы независимо для каждого выхода устройства детектирования.

4. Устройство детектирования п.3, отличающееся тем, что блок обработки преобразует выходные логические сигналы в физические сигналы по заданным при конфигурировании правилам и выдает их на встроенные индикаторы устройства детектирования, внешнюю светозвуковую сигнализацию, встроенную световую сигнализацию, дополнительную сигнализацию, предназначенную для выдачи на другие устройства детектирования с целью создания различных схем групповой сигнализации или в смежные системы с целью управления технологическим оборудованием.



 

Похожие патенты:

Техническим результатом является повышение эффективности предотвращения образования пыли в сотах радиатора, расположенного в непосредственной близости от вентилятора
Наверх