Мобильное радиоустройство с детектором наличия и местоположения источника излучения
В корпусе 13 мобильного радиоустройства размещены навигатор 9 систем GPS/ГЛОНАС, модуль 7 передачи данных и средства звуковой сигнализации, подключенные к снабженному блоком 10 программ процессору 1, к которому подключены видеоматрица 5, дисплей 3, устройство ввода в виде сенсорного экрана - тачскрин 4, блок 8 питания и средства звуковой сигнализации. Радиоустройство снабжено связанной с процессором 1 измерительной матрицей из двух размещенных с одной стороны корпуса 13 групп датчиков 6 излучения, выполненных одинаковыми по числу датчиков 6 и их взаимному расположению в группе. Блок 10 программ процессора выполнен с памятью-картотекой спектров изотопов и с программным обеспечением 11 процедуры "Радиометр" для определения спектра и интенсивности изучения по показаниям датчиков 6, и с программным обеспечением 12 процедуры "Визуализация" для определения местоположения источника излучения путем измерения азимутных углов между источником излучения и плоскостью матрицы датчиков 6, с последующей визуализацией его местоположения на дисплее 3. Измерительная матрица выполнена из двух групп по четыре датчика 6 излучения, причем датчики 6 в каждой группе расположены в местах, являющихся вершинами квадрата, образованного отрезками прямой, соединяющими каждый из них с двумя соседними датчиками 6, т.е. группы датчиков 6 располагаются с одной стороны корпуса 13 смартфона непосредственно на корпусе, либо в его силиконовом чехле в углах (вершинах) двух равновеликих квадратов. В результате мобильному радиоустройству придаются новые свойства и функциональные возможности для обеспечения определения местонахождения (координат) источника излучения выявления, с одновременным измерением, хранением и обработкой параметров источника излучения и визуализации источника излучения на дисплее мобильного радиоустройства, а также формирования соответствующей информации в доступном виде, пригодном для длительного хранения, использования и распространения.
Полезная модель относится к радиоустройствам «DO-RA Vision» мобильной связи (мобильный, сотовый телефон, смартфон), оснащенных вспомогательным оборудованием, в частности к портативным устройствам радиосвязи, имеющим встроенный модуль для измерений и обработки результатов измерений в виде, детектора наличия и местоположения источника излучения, т.е. средства регистрации точечных (сосредоточенных) источников излучения, в частности радиоактивных источников на местности или на движущихся объектах.
В связи с катастрофами в Чернобыле и на Фукусима-1 в мире значительно обострилось внимание к воздействию радиации на организм человека в зоне зараженной радиацией, в приграничных зонах заражения, так и в отдаленных местах, где могут появиться продукты радиоактивного распада, занесенные ветром, дождем, грунтовыми водами, водами рек, морей и океанов. Существуют различные конструкции средств для обнаружения и идентификации источников излучения, имеющих самостоятельный корпус, в котором размещены оборудование, и средства визуальной индикации. Однако, обеспечение всех людей средствами обнаружения источников излучения в виде специальных мобильных приборов, требующих постоянного ношения и содержащих у каждый индивидуальные средства питания, сигнализации и индикации, и не удобно и не рационально. Кроме того, отсутствие сведений о местонахождении источника излучения затрудняет ориентирование и поиск оптимального пути перемещения людей на местности.
Известны мобильные телефоны в комбинации с встроенным вспомогательным оборудованием.
Известен сотовый телефон, в котором используется отдельно выполненное командное устройство в виде футляра для мобильного телефона, предназначенное для преобразования электрического сигнала, поступающего с электронного блока после срабатывания охранного датчика, в механическое воздействие посредством электромеханического узла на клавишу сотового телефона для подачи сигнала тревоги, представляющего собой вызов абонента с помощью функции сотового телефона «быстрый вызов», при возможности использования GSM связи с функцией «блокирование всех входящих» (RU 
102282).
Известен мобильный (сотовый) телефон с дополнительными функциями, содержащий в себе приемопередающее устройство (приемопередатчик) для передачи и приема звуковых (средства звуковой сигнализации) и информационных сигналов, схему обработки сигналов, которая при работе соединяется с приемопередатчиком и микропроцессором для обработки сигналов, переданных и принятых приемопередатчиком, запоминающее устройство (блок памяти), кнопочную панель (клавиатуру), дисплей (монитор), аккумулятор (блок питания), корпус, он дополнительно снабжен встроенным дополнительным специальным средством - электронно-оптическим модулем для измерения расстояний, площадей, объемов и обработки результатов измерений, который при работе соединяется со схемой обработки сигналов, кнопочной панелью, дисплеем, аккумулятором, приемопередатчиком и микропроцессором, выполненным с возможностью прекращения работы электронно-оптического модуля и сохранения результатов его работы при поступлении входящего телефонного звонка. (RU 70434).
Известно мобильное радиоустройство, содержащее корпус, в котором размещены электрически связанные между собой приемопередающее устройство и процессор, к которому подключены монитор, клавиатура, блок памяти, блок питания и средства звуковой сигнализации, устройство снабжено последовательно связанными полупроводниковым детектором излучения, усилителем и блоком сопряжения, выход которого подключен к процессору, выполненному с возможностью формирования звуковых и визуальных сигналов дозиметра и радиометра с помощью упомянутых средств звуковой сигнализации и монитора. Детектор радиоактивного излучения выполнен с возможностью измерения альфа, бета, гамма и нейтронного излучений, а также солнечной радиации. Процессор выполнен с программным обеспечением для сигнализации о допустимой, предельной и недопустимой дозе облучения, определения величины фона радиоактивного излучение, формирования графиков состояния органов и систем человека в зависимости от накопленной дозы облучения, формирования рекомендаций для профилактики, в зависимости от накопленной дозы радиоактивного облучения, а также вывода на монитор соответствующих информационных визуальных сообщений в графическом, табличном, текстовом виде, кроме того, процессор выполнен с программным обеспечением для сигнализации о допустимой, предельной и недопустимой дозе облучения в часовом, дневном, недельном, месячном, годовом интервале. Клавиатура содержит дополнительные клавиши для управления работой в режиме дозиметра-радиометра. Устройство снабжено навигационным устройством для определения местоположения в пространстве с помощью систем GPS и ГЛОНАСС. Детектор излучения, усилитель и блок сопряжения размещены в его корпусе, эквивалентно детектор излучения, усилитель и блок сопряжения могут быть размещены в съемно-надевном кожухе (RU 109625, прототип).
Недостатком известного мобильного радиоустройства является узость функциональных возможностей, не обеспечивающих определение местонахождения источника излучения.
Сущность полезной модели состоит в том, что мобильное радиоустройство содержит корпус, в котором размещены процессор и подключенные к нему навигатор, модуль передачи данных и средства звуковой сигнализации, блок программ, видеоматрица, дисплей, блок питания и средства звуковой сигнализации, при этом оно снабжено связанной с процессором измерительной матрицей из двух размещенных с одной стороны корпуса групп датчиков излучения, выполненных одинаковыми по числу датчиков и их взаимному расположению в группе, при этом блок программ выполнен с программным обеспечением процедур "Радиометр" для определения спектра и интенсивности изучения, и "Визуализация" для определения местоположения источника излучения с последующей визуализацией его местоположения на дисплее.
Предпочтительно, измерительная матрица выполнена из двух групп по четыре датчика излучения, размещенных симметрично относительно геометрической середины стороны корпуса, причем датчики в каждой группе расположены в местах, являющихся вершинами квадрата, образованного отрезками прямой, соединяющими каждый из них с двумя соседними датчиками, а программное обеспечение «Визуализация» выполнено с возможностью определения расстояний и азимутных углов между источником излучения и плоскостью матрицы датчиков.
Как правило, радиоустройство снабжено съемной флеш-памятью и устройством ввода в виде сенсорного экрана, а также навигационным устройством для определения местоположения в пространстве с помощью систем GPS и/или ГЛОНАСС, причем измерительная матрица размещена на наружной стороне корпуса, или в его силиконовом чехле.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного мобильного радиоустройства, обеспечивающего функцию визуализации источника излучения, и расширение арсенала мобильных радиоустройств.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи состоит в расширении функциональных возможностей для обеспечения определения местонахождения (координат) источника излучения выявления, с одновременным измерением, хранением и обработкой параметров источника излучения и визуализации источника излучения на дисплее мобильного радиоустройства, а также формирования соответствующей информации в доступном виде, пригодном для длительного хранения, использования и распространения.
Сущность полезной модели состоит в том, что мобильное радиоустройство содержит корпус, в котором размещены процессор и подключенные к нему навигатор, модуль передачи данных и средства звуковой сигнализации, блок программ, видеоматрица, дисплей, блок питания и средства звуковой сигнализации, причем оно снабжено связанной с процессором измерительной матрицей из двух размещенных с одной стороны корпуса групп датчиков излучения, выполненных одинаковыми по числу датчиков и их взаимному расположению в группе, при этом блок программ выполнен с программным обеспечением процедур "Радиометр" для определения спектра и интенсивности изучения, и "Визуализация" для определения местоположения источника излучения с последующей визуализацией его местоположения на дисплее.
Предпочтительно, измерительная матрица выполнена из двух групп по четыре датчика излучения, размещенных симметрично относительно геометрической середины стороны корпуса, причем датчики в каждой группе расположены в местах, являющихся вершинами квадрата, образованного отрезками прямой, соединяющими каждый из них с двумя соседними датчиками, а программное обеспечение «Визуализация» выполнено с возможностью определения расстояний и азимутных углов между источником излучения и плоскостью матрицы датчиков.
В частных случаях реализации мобильное радиоустройство съемной флеш-памятью и устройством ввода в виде сенсорного экрана, а также навигационным устройством для определения местоположения в пространстве с помощью систем GPS и/или ГЛОНАСС. При этом измерительная матрица размещена на наружной стороне корпуса, или в его силиконовом чехле.
На чертеже фиг.1 изображена принципиальная блок-схема мобильного радиоустройства с детектором наличия и местоположения источника излучения (прибор "DO-RA Vision"), на фиг.2 - схема построения виртуальных пирамид по результатам измерений датчиками излучения.
На чертеже фиг.1 обозначены процессор 1, пользовательская флеш-память 2, дисплей (экран) 3, устройство ввода, предпочтительно сенсорное - тачскрин 4 (touchscreen) - сенсорный экран), видео(фото)матрица 5 (может работать в режимах фото и видео камеры), детектор наличия и местоположения источника излучения в виде измерительной матрицы из восьми датчиков 6 излучения (с узкой диаграммой направленности), Wi-Fi/GPRS модуль 7 передачи данных (модуль радиосвязи, где GPRS-протокол беспроводной передачи данных, работает через сотовую связь), батарея (блок питания) 8, например аккумуляторная батарея, навигатор (приемопередатчик) 9 GPS или ГЛОНАСС или GPS/ГЛОНАСС, блок 10 программ (программного обеспечения), подпрограмма 11 "Радиометр", подпрограмма 12 "Визуализация". Блок 10 программ с подпрограммами 11 "Радиометр" и 12 "Визуализация" может загружаться в пользовательскую флеш-память 2. На чертеже фиг.2 условно обозначен источник 14 излучения.
При этом в корпусе 13 размещены навигатор 9 систем GPS/ГЛОНАС, модуль 7 передачи данных (технология пакетной передачи данных по радиоканалу) и средства звуковой сигнализации (не изображены), подключенные к снабженному блоком 10 программ (программного обеспечения) процессору 1, к которому подключены видеоматрица 5, дисплей 3, устройство ввода в виде сенсорного экрана (клавиатуры) - тачскрин 4, блок 8 питания и средства звуковой сигнализации (не изображены). Радиоустройство снабжено связанной с процессором 1 измерительной матрицей из двух размещенных с одной стороны корпуса 13 (симметрично относительно воображаемой геометрической середины стороны корпуса 13) групп датчиков 6 излучения, выполненных одинаковыми по числу датчиков 6 и их взаимному расположению в группе. Блок 10 программ процессора выполнен с памятью-картотекой спектров изотопов и с программным обеспечением 11 процедуры "Радиометр" для определения спектра и интенсивности изучения по показаниям датчиков 6, и с программным обеспечением 12 процедуры "Визуализация" для определения местоположения источника излучения путем измерения азимутных углов между источником излучения и плоскостью матрицы датчиков 6, с последующей визуализацией его местоположения на дисплее 3.
Измерительная матрица выполнена из двух групп по четыре датчика 6 (с твердотельной рабочей средой) излучения, причем датчики 6 в каждой группе расположены в местах, являющихся вершинами квадрата, образованного отрезками прямой, соединяющими каждый из них с двумя соседними датчиками 6, т.е. группы датчиков 6 располагаются с одной стороны корпуса 13 смартфона непосредственно на корпусе, либо в его силиконовом чехле в углах (вершинах) двух равновеликих квадратов. Измерительная матрица выглядит, если смотреть на эти датчики 6 с обратной стороны мобильного дисплея 3 смартфона, как костяшка домино «дубль 4-4» с датчиками 6 по контуру корпуса 13 смартфона.
Радиоустройство снабжено подключенной съемной флеш-памятью 2, а также подключенным к процессору 1 навигационным устройством (навигатором) 9 для определения местоположения в пространстве с помощью систем GPS и/или ГЛОНАСС (эквивалентно могут быть реализованы два отдельных навигатора GPS и ГЛОНАСС). В качестве мобильного радиоустройства предпочтительно используется смартфон.
Мобильное радиоустройство работает следующим образом.
После обнаружения наличия излучения в окружающем пространстве, радиоустройство по показаниям датчиков 6 радиоактивного излучения оценивает и идентифицирует спектр излучения источника радиоактивного излучения по программно встроенной, например, в блоке 10 памяти-картотеке спектров радиоактивного излучения основных изотопов. Для этого заявляемое радиоустройство - прибор "DO-RA Vision" с помощью всех восьми датчиков 6 измеряет энергию радиоактивного излучения точечного источника, имеющего максимальную амплитуду. Выявив в памяти-картотеке изотоп с наиболее близким спектром, процессор 1 включает датчики 6 и блок 10 на измерение интенсивности радиоактивного излучения с помощью подпрограммы 11 Радиометр.
По результатам измерения интенсивности излучения радиоактивного источника с максимальной амплитудой всеми восемью датчиками 6, процессор 1 пересчитывает интенсивность (значение энергии Е излучения) принятую каждым датчиком 6 в соответствующий отрезок d - расстояние до точечного источника радиоактивного излучения.
Все измеренные отрезки-расстояния выстраиваются в соответствующем масштабе в виде двух пирамид, в углах (вершинах квадрата) основания которых находятся датчики 6 радиоактивного излучения, а общей вершиной этих двух виртуальных пирамид является пересечение концов отрезков-расстояний d до точечного источника. В результате такого построения выявляются координаты точки расположения точечного (сосредоточенного) источника радиоактивного излучения, являющейся одновременно, как бы общей вершиной этих двух пирамид, построенных на основе измеренных расстояний-отрезков d от датчиков 6 до источника радиоактивного излучения. Данная виртуальная картина из измеренных отрезков-расстояний d до точечного источника накладывается с помощью подпрограммы 12 Визуализация на видеоматрицу 5 смартфона для визуализации точечного источника радиоактивного излучения через визир фотоаппарата или кинокамеры видеоматрицы 5.
Таким образом, вся визуализация точечного источника радиоактивного излучений происходит на экране (дисплее) 3 смартфона. Она формируется по следующей цепочке: точечный источник радиоактивного излучения; определение энергии точечного источника каждым из датчиков 6, вычисление расстояний d от источника излучения до каждого датчика 6, процессором 1; построение пирамид на основе вычисленных отрезков расстояний до источника излучения; выявление точки пересечения ребер пирамид в воображаемой точке, соответствующей местонахождению источника излучения; построение изображения ребер пирамид на экране (дисплее) смартфона; визуальная локализация источника радиоактивного излучений на экране (дисплее) 3 смартфона; определение GPS или ГЛОНАСС координат источника по местоположение самого смартфона. Для этого система глобального позиционирования принимает сигнал со спутников и накладывает на внутреннюю карту навигатора 9.
В случае фиксации нескольких источников радиоактивного излучения датчиками 6, на экране (дисплее) 3 смартфона изображение таковых будет появляться последовательно от источника с максимальной амплитудой к источнику с меньшей амплитудой. Шаг между амплитудами измерений энергии радиоактивного излучений от нескольких источников задается аппаратно, и строится аналогичным способом как изложены выше. Периодичность возникновения изображения на экране (дисплее) 3 смартфона от нескольких точечных источников радиоактивного излучения будет определяться скоростью работы процессора 1 той или иной модели смартфона, имеющего матрицу датчиков 6 радиоактивного излучения.
В результате настоящего технического решения обеспечивается визуализация источника (источников) радиоактивного излучения с помощью средств аппаратного контроля, построенного на базе современного смартфона, или другого мобильного радиоустройства, имеющего свою операционную систему, средства визуализации и систему позиционирования (навигации), на основе точных измерений интенсивности радиоактивного излучения и косвенных вычислений расстояний от датчиков 6 до источника излучения с помощью расположенной с внешней стороны корпуса 13 смартфона чувствительной матрицы датчиков 6 радиоактивного излучения, и окончательного определения местоположения источника излучения в пространстве на основе измерения азимутных углов между направлениями от датчиков 6 к источнику излучения и плоскостью расположения матрицы датчиков 6 радиоактивного излучения расположенных с внешней стороны корпуса 13 радиоустройства.
Построение пространственной пирамиды производится на основе измеренных отрезков расстояний до источника излучения, с дополнением азимутных углов, определяющих пространственное положение ребер пирамиды, с дальнейшей визуализацией проведенных измерений, а так же осуществленных вычислений расстояний до радиоактивного источника процессором смартфона от каждого из датчиков 6 излучения в отдельности. Производится программное построение двух виртуальных четырехгранных пирамид на дисплее 3, в вершинах которых и находится источник радиоактивного излучения, а в основаниях пирамид расположены датчики 6 радиоактивного излучения в виде равностороннего квадрата, в углах которого и в его центре симметрии находится по одному датчику 6 радиоактивного излучения. Поворотом или наклоном корпуса 13 с матрицей датчиков 6 добиваются визуального примерного совпадения на дисплее 3 вершин виртуальных четырехгранных пирамид. Затем строится визуализированное изображение путем наложения этих виртуальных данных на реальное изображение местности при помощи видеоматрицы 5 в режиме фотоаппарата или видеокамеры. При этом производится определение координат источника радиоактивного излучения на основе системы GPG/ГЛОНАСС, и фиксацией этих координат источника радиоактивного излучения по месту расположения устройства и передача этих данных на видеоматрицу 5 фотоаппарата для фиксации самого источника (источников) радиоактивного излучение и его (их) координат на основе системы GPG/ГЛОНАС на фотоснимке, отправляемом во флэш-память 2 для протоколирования факта выявления источника радиоактивного излучения и его пространственных координат. Для этого навигатор 9 GPS/ГЛОНАСС с помощью глобальных спутниковых навигационных систем получает данные местоположения, используя или исключительно сигналы ГЛОНАСС, или же исключительно GPS, а также по совмещенному созвездию GPS/ГЛОНАСС, позволяющему повысить надежность определения координат в сложных условиях (например, в условиях плотной городской застройки).
На основании измерений и вычислений в режиме GPS/ГЛОНАС фиксируется точка радиоактивного источника излучения в пространстве и во времени, и она может быть сфотографирована и запротоколирована.
При этом фиксируются координаты точки радиоактивного излучения, ее интенсивность излучения в данной точке пространства, а так же время фиксации и определения радиоактивного источника излучения. Это событие может быть сфотографировано в виде: точки в пространстве, построенной на основе формирования изображения, измеренной энергии радиоактивного излучения, вычисления GPS/ГЛОНАСС координаты смартфона в пространстве, и времени фиксации данного события по внутренним часам смартфона. Вся эта информация может быть запротоколирована в собственной памяти смартфона, либо в флэш-памяти 2 смартфона в виде цифрового кода.
Таким образом, устройством реализуется визуализация источника радиоактивного излучения, определение его координат с одновременной визуальной и звуковой сигнализацией о допустимой в часовом, дневном, недельном, месячном, годовом интервале предельной и недопустимой дозе облучения, определения величины фона радиоактивного излучения, формирования графиков состояния органов и систем человека в зависимости от накопленной дозы облучения, формирования рекомендаций для профилактики, в зависимости от накопленной дозы радиоактивного облучения, а также вывода на дисплей 3 соответствующих информационных визуальных сообщений.
В результате мобильному радиоустройству придаются новые свойства и функциональные возможности для обеспечения определения местонахождения (координат) источника излучения выявления, с одновременным измерением, хранением и обработкой параметров источника излучения и визуализации источника излучения на дисплее мобильного радиоустройства, а также формирования соответствующей информации в доступном виде, пригодном для длительного хранения, использования и распространения.
1. Мобильное радиоустройство, содержащее корпус, в котором размещены процессор и подключенные к нему навигатор, модуль передачи данных и средства звуковой сигнализации, блок программ, видеоматрица, дисплей, блок питания и средства звуковой сигнализации, причем оно снабжено связанной с процессором измерительной матрицей из двух размещенных с одной стороны корпуса групп датчиков излучения, выполненных одинаковыми по числу датчиков и их взаимному расположению в группе, при этом блок программ выполнен с программным обеспечением процедур "Радиометр" для определения спектра и интенсивности изучения и "Визуализация" для определения местоположения источника излучения с последующей визуализацией его местоположения на дисплее.
2. Мобильное радиоустройство по п.1, отличающееся тем, что измерительная матрица выполнена из двух групп по четыре датчика излучения, размещенных симметрично относительно геометрической середины стороны корпуса, причем датчики в каждой группе расположены в местах, являющихся вершинами квадрата, образованного отрезками прямой, соединяющими каждый из них с двумя соседними датчиками, а программное обеспечение «Визуализация» выполнено с возможностью определения расстояний и азимутных углов между источником излучения и плоскостью матрицы датчиков.
3. Мобильное радиоустройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено съемной флеш-памятью и устройством ввода в виде сенсорного экрана.
4. Мобильное радиоустройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено навигационным устройством для определения местоположения в пространстве с помощью систем GPS и/или ГЛОНАСС.
5. Мобильное радиоустройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что измерительная матрица размещена на наружной стороне корпуса или в его силиконовом чехле.
