一种核电站用探测报警设备的制作方法

1.本实用新型属于核发电技术领域，具体涉及一种核电站用探测报警设备。


背景技术：

2.安全是核电站的生命线，核电站内部环境具有其独特性，核电站内的核反应堆运行时会辐射出的一些α、β、γ等放射性射线，放射性射线发生泄漏时极有可能导致核事故，火灾对于核电站安全来说具有特殊性，其具有不确定性的破坏力，火灾与核事故在严重事故条件下可以相互派生或转化，因此，非常有必要对核电站的火灾和放射性射线的泄漏同时进行探测。目前，通常采用独立的火灾探测器和辐射探测器分别对核电站的火灾和放射性射线进行探测，需要在核电站内分别安装灾探测器和辐射探测器实现对核电站的火灾和放射性射线进行探测，安装过程费时费力；且由于火灾探测器安装在高辐射的核电站内，核电站内的γ射线和中子都是具有很强穿透性的高能粒子，容易造成火灾探测器损坏，严重影响核电站内火灾探测器的正常使用，使用效果差。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种核电站用探测报警设备，其结构简单、设计合理且体积小，实现核电站内的火灾和辐射进行探测，探测精度高，且火灾探测模块的传感器组和吸气泵均安装在铅屏蔽箱内，避免核电站的放射性射线对传感器组和吸气泵造成辐射损坏，保证火灾探测模块的使用可靠性，并能够有效延长火灾探测模块的使用寿命，使用效果好，便于推广使用。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种核电站用探测报警设备，其特征在于：包括安装座和设置在所述安装座上且与所述安装座可拆卸连接的铅屏蔽箱，以及均设置在铅屏蔽箱上的火灾探测模块、辐射探测模块和报警模块；
5.所述铅屏蔽箱内设置有电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器与微控制器相接的通信模块，所述微控制器的输出端连接有定位模块；
6.所述火灾探测模块包括均设置在铅屏蔽箱内的传感器组和吸气泵，所述吸气泵用于将核电站内的气体吸入至铅屏蔽箱内，所述吸气泵由微控制器进行控制；
7.所述辐射探测模块包括均设置在铅屏蔽箱底部的溴化镧晶体和光电倍增管，以及均集成在所述电子线路板上且依次连接的前置放大电路、符合数字多通道模块、能谱处理模块，所述光电倍增管的输出端与前置放大电路的输入端连接，所述能谱处理模块的输出端与微控制器的输入端连接；
8.所述报警模块包括均设置在铅屏蔽箱上的蜂鸣器和激光笔，以及套设在激光笔上的聚光罩，所述蜂鸣器和激光笔均由微控制器进行控制。
9.上述的一种核电站用探测报警设备，其特征在于：所述铅屏蔽箱的顶部设置有两个用于连接铅屏蔽箱和所述安装座的连接板，所述连接板远离铅屏蔽箱的端部开设有连接板锁紧孔；
10.所述安装座为u型安装座，所述u型安装座包括底板和两个对称设置在底板左右两侧的侧板，所述底板的中部沿其长度方向开设有供连接板穿过的底板通孔，两个所述侧板与两个所述连接板一一对应，所述侧板上开设有与所述连接板锁紧孔配合的侧板锁紧孔，锁紧螺栓依次穿过所述侧板锁紧孔和与所述侧板锁紧孔配合的连接板锁紧孔与锁紧螺母连接。
11.上述的一种核电站用探测报警设备，其特征在于：所述铅屏蔽箱采用铅材质制成，所述吸气泵位于铅屏蔽箱内，所述吸气泵的吸气口连接有吸气管道，所述吸气管道远离吸气泵的端部伸出铅屏蔽箱，所述吸气泵的出气口暴露在铅屏蔽箱内；
12.所述铅屏蔽箱上开设有供吸气管道伸出且对吸气管道进行固定的安装孔，所述铅屏蔽箱上还开设有用于排出铅屏蔽箱内气体的排气孔，所述安装孔和排气孔分别位于铅屏蔽箱相对的两个侧板上。
13.上述的一种核电站用探测报警设备，其特征在于：所述传感器组包括温度传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器、硫化氢传感器、氯化氢传感器、甲烷传感器和烟雾传感器，所述温度传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、一氧化氮传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器、硫化氢传感器、氯化氢传感器、甲烷传感器和烟雾传感器的输出端均与微控制器的输入端连接。
14.上述的一种核电站用探测报警设备，其特征在于：所述铅屏蔽箱的底部还设置有液晶显示屏，所述液晶显示屏由微控制器进行控制。
15.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
16.1、本实用新型通过设置安装座为铅屏蔽箱提供安装基体，安装座可以通过膨胀螺栓安装固定在核电站既有的墙体上，铅屏蔽箱与安装座可拆卸连接，便于在后期对该探测报警设备维修时，仅需要将铅屏蔽箱拆卸下来进行维修，避免直接将整个探测报警设备自墙体上拆卸下来，拆卸方便，并能够保证该探测报警设备维修之后再次安装的稳定性。
17.2、本实用新型通过设置火灾探测模块探测核电站内是否发生火灾，火灾探测模块安装在铅屏蔽箱内，通过铅屏蔽箱对火灾探测模块的传感器组和吸气泵进行辐射防护，避免核电站的放射性射线对传感器组和吸气泵造成辐射损坏，保证火灾探测模块的使用可靠性，并能够有效延长火灾探测模块的使用寿命，使用效果好。
18.3、本实用新型通过设置辐射探测模块探测核电站内γ射线的剂量率值，判断核电站内的γ射线是否发生泄漏，探测精度高。
19.综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且体积小，将火灾探测模块和辐射探测模块集成为一体，能够利用一个设备同时对核电站内的火灾和辐射进行探测，探测精度高；通过设置铅屏蔽箱对火灾探测模块的传感器组和吸气泵进行辐射防护，避免核电站的放射性射线对传感器组和吸气泵造成辐射损坏，保证火灾探测模块的使用可靠性，并能够有效延长火灾探测模块的使用寿命，使用效果好。
20.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图。
22.图2为本实用新型铅屏蔽箱和火灾探测模块的连接结构示意图。
23.图3为本实用新型安装座的结构示意图。
24.图4为本实用新型的电路原理框图。
25.图5为本实用新型的使用状态图。
26.附图标记说明:
27.1—铅屏蔽箱；
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2—微控制器；
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3—通信模块；
28.4—定位模块；
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5—吸气泵；
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6—溴化镧晶体；
29.7—光电倍增管；
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8—前置放大电路；
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9—符合数字多通道模块；
30.10—能谱处理模块；
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11—蜂鸣器；
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12—激光笔；
31.13—聚光罩；
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14—连接板；
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15—底板；
32.16—侧板；
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17—底板通孔；
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18—锁紧螺栓；
33.19—锁紧螺栓；
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20—膨胀螺栓；
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21—吸气管道；
34.22—排气孔；
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23—温度传感器；
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24—氧气传感器；
35.25—一氧化碳传感器；
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26—一氧化氮传感器；
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27—二氧化碳传感器；
36.28—二氧化硫传感器；
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29—硫化氢传感器；
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30—氯化氢传感器；
37.31—甲烷传感器；
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32—烟雾传感器；
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33—监控终端；
38.34—墙体；
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35—底板固定孔；
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36—液晶显示屏。
具体实施方式
39.如图1至图4所示，本实用新型包括安装座和设置在所述安装座上且与所述安装座可拆卸连接的铅屏蔽箱1，以及均设置在铅屏蔽箱1上的火灾探测模块、辐射探测模块和报警模块；
40.所述铅屏蔽箱1内设置有电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器2与微控制器2相接的通信模块3，所述微控制器2的输出端连接有定位模块4；
41.所述火灾探测模块包括均设置在铅屏蔽箱1内的传感器组和吸气泵5，所述吸气泵5用于将核电站内的气体吸入至铅屏蔽箱1内，所述吸气泵5由微控制器2进行控制；
42.所述辐射探测模块包括均设置在铅屏蔽箱1底部的溴化镧晶体6和光电倍增管7，以及均集成在所述电子线路板上且依次连接的前置放大电路8、符合数字多通道模块9、能谱处理模块10，所述光电倍增管7的输出端与前置放大电路8的输入端连接，所述能谱处理模块10的输出端与微控制器2的输入端连接；
43.所述报警模块包括均设置在铅屏蔽箱1上的蜂鸣器11和激光笔12，以及套设在激光笔12上的聚光罩13，所述蜂鸣器11和激光笔12均由微控制器2进行控制。
44.如图1至图5所示，本实施例中，需要说明的是，通过设置安装座为铅屏蔽箱1提供安装基体，所述安装座可以通过膨胀螺栓20安装固定在核电站既有的墙体34上，铅屏蔽箱1与所述安装座可拆卸连接，便于在后期对该探测报警设备维修时，仅需要将铅屏蔽箱1拆卸下来进行维修，避免直接将整个探测报警设备自墙体上拆卸下来，拆卸方便，并能够保证该探测报警设备维修之后再次安装的稳定性；火灾探测模块安装在铅屏蔽箱1内，通过铅屏蔽箱1对火灾探测模块的传感器组和吸气泵5进行辐射防护，避免核电站的放射性射线对传感器组和吸气泵5造成辐射损坏，保证火灾探测模块的使用可靠性，并能够有效延长火灾探测模块的使用寿命，使用效果好；通过设置辐射探测模块探测核电站内γ射线的剂量率值，判
断核电站内的γ射线是否发生泄漏，探测精度高；通过设置报警模块在火灾探测模块检测到核电站内有可能发生火灾，或在辐射探测模块探测到该探测报警设备安装位置处的γ射线剂量率探测值大于γ射线剂量率设定值时，通过微控制器2控制蜂鸣器11发生声音，同时，激光笔12发出红色光源，提醒监控人员该探测报警设备安装位置处可能发生火灾，或该探测报警设备安装位置处的γ射线发生泄漏。
45.本实施例中，实际使用时，微控制器8优选为stm32f103ret6微控制器，通信模块3优选为互信智能hx2002gprs无线通信模块，通过设置通信模块3将传感器组检测到的数据、定位模块4检测到的位置数据，以及溴化镧晶体6探测到的γ射线剂量率探测值远程传输给监控终端33，便于监控人员对核电站内的是否发生火灾和是否发生γ射线泄漏进行远程监控；定位模块4优选为gprs定位模块，通过设置定位模块4定位该探测报警设备的安装位置，便于在该探测报警设备报警时快速确定该探测报警设备的安装位置。
46.本实施例中，所述监控终端33为计算机。
47.本实施例中，在使用辐射探测模块对核电站内的γ放射性进行探测时，溴化镧晶体6对核电站内的γ放射性进行探测，光电倍增管7将溴化镧晶体6输出的闪烁光信号转换为电脉冲信号，并通过前置放大电路8对脉冲信号进行放大，符合数字多通道模块9对经过前置放大电路8输出的放大后的电脉冲信号进行采集，并根据放大后的电脉冲信号的脉冲幅度对其进行分类输出一个能谱，再通过能谱处理模块10对能谱进行处理得到溴化镧晶体6探测到的γ射线计数率探测值，并将γ射线计数率探测值传输给微控制器2，当微控制器2接收到的γ射线计数率探测值大于γ射线计数率设定值时，微控制器2控制报警模块报警，警示工作人员该处的γ放射线超出设定值。
48.本实施例中，实际使用时，溴化镧晶体6的尺寸为50mm
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50mm，溴化镧晶体6的外表面包裹一层厚度为0.1mm～0.3mm的光反射材料。
49.本实施例中，蜂鸣器11安装在铅屏蔽箱1的顶部，激光笔12安装在铅屏蔽箱1的顶部的底部，通过在激光笔12上套设聚光罩13对激光笔12发出的红色光进行聚集，发光效果好，便于工作人员根据激光笔12发射出的红色光快速确定该探测报警设备的安装位置。
50.如图3和图5所示，本实施例中，实际使用时，安装座可以通过膨胀螺栓20安装固定在核电站既有的墙体34上，膨胀螺栓20的数量优选为四个，底板15上开设有四个供膨胀螺栓20穿过的底板固定孔35。
51.如图1所示，本实施例中，所述铅屏蔽箱1的顶部设置有两个用于连接铅屏蔽箱1和所述安装座的连接板14，所述连接板14远离铅屏蔽箱1的端部开设有连接板锁紧孔；
52.所述安装座为u型安装座，所述u型安装座包括底板15和两个对称设置在底板15左右两侧的侧板16，所述底板15的中部沿其长度方向开设有供连接板14穿过的底板通孔17，两个所述侧板16与两个所述连接板14一一对应，所述侧板16上开设有与所述连接板锁紧孔配合的侧板锁紧孔，锁紧螺栓18依次穿过所述侧板锁紧孔和与所述侧板锁紧孔配合的连接板锁紧孔与锁紧螺母19连接。
53.本实施例中，通过在铅屏蔽箱1的顶部设置两个连接板14，并通过锁紧螺栓18和锁紧螺母19将铅屏蔽箱1和安装座可拆卸连接为一体，安装和拆卸方便。
54.如图2所示，本实施例中，所述铅屏蔽箱1采用铅材质制成，所述吸气泵5位于铅屏蔽箱1内，所述吸气泵5的吸气口连接有吸气管道21，所述吸气管道21远离吸气泵5的端部伸
出铅屏蔽箱1，所述吸气泵5的出气口暴露在铅屏蔽箱1内；
55.所述铅屏蔽箱1上开设有供吸气管道21伸出且对吸气管道21进行固定的安装孔，所述铅屏蔽箱1上还开设有用于排出铅屏蔽箱1内气体的排气孔22，所述安装孔和排气孔22分别位于铅屏蔽箱1相对的两个侧板上。
56.本实施例中，实际使用时，通过设置吸气泵7将核电站内的气体吸入铅屏蔽箱1，使安装在铅屏蔽箱1内的传感器组主动检测吸入至铅屏蔽箱1内的气体的温度，以及气体中的氧气浓度、一氧化碳浓度、一氧化氮浓度、二氧化碳浓度、二氧化硫浓度、硫化氢浓度、氯化氢浓度、甲烷浓度和烟雾浓度，检测精度高。
57.如图2和图4所示，本实施例中，所述传感器组包括温度传感器23、氧气传感器24、一氧化碳传感器25、一氧化氮传感器26、二氧化碳传感器27、二氧化硫传感器28、硫化氢传感器29、氯化氢传感器30、甲烷传感器31和烟雾传感器32，所述温度传感器23、氧气传感器24、一氧化碳传感器25、一氧化氮传感器26、二氧化碳传感器27、二氧化硫传感器28、硫化氢传感器29、氯化氢传感器30、甲烷传感器31和烟雾传感器32的输出端均与微控制器2的输入端连接。
58.本实施例中，实际使用时，温度传感器23的型号优选为ds18b20，一氧化碳传感器25的型号优选为honeywell4co-500，一氧化氮传感器26的型号优选为fzn-3001-mz-no，二氧化碳传感器27的型号优选为ccs811hdc1080，二氧化硫传感器28的型号优选为霍尼韦尔4so2-20，硫化氢传感器29的型号优选为winsenze03-h2s，氯化氢传感器30的型号优选为winsenme3-hcl，甲烷传感器31的型号优选为winsenmh-440d，烟雾传感器32的型号优选为winsenmp503。
59.如图1所示，本实施例中，所述铅屏蔽箱1的底部还设置有液晶显示屏34，所述液晶显示屏34由微控制器2进行控制。
60.本实施例中，所述液晶显示屏34优选为1.5寸的tft显示屏，通过设置液晶显示屏34显示溴化镧晶体6和传感器组探测到的数据。
61.本实用新型具体使用时，在核电站需要安装该探测报警设备的墙体34上钻设设备安装孔，并将膨胀螺栓20穿过安装座的底板15伸入至所述设备安装孔内，实现安装座的安装；再将铅屏蔽箱1顶部的两个连接板14穿过底板通孔17，使连接板14远离铅屏蔽箱1的端部位于底板15的上方，再将锁紧螺栓18依次穿过侧板16上的侧板锁紧孔和连接板14上的连接板锁紧孔与锁紧螺母19连接，完成该探测报警设备的安装；该探测报警设备安装完成后，微控制器2控制吸气泵5工作，吸气泵7将核电站内的气体吸入铅屏蔽箱1，铅屏蔽箱1内的温度传感器23、氧气传感器24、一氧化碳传感器25、一氧化氮传感器26、二氧化碳传感器27、二氧化硫传感器28、硫化氢传感器29、氯化氢传感器30、甲烷传感器31和烟雾传感器32对铅屏蔽箱1内的气体进行检测，温度传感器23检测铅屏蔽箱1内气体温度，氧气传感器24检测铅屏蔽箱1内气体中氧气的含量，一氧化碳传感器25检测铅屏蔽箱1内气体中一氧化碳气体的含量，一氧化氮传感器26检测铅屏蔽箱1内气体中一氧化氮气体的含量，二氧化碳传感器27检测铅屏蔽箱1内气体中二氧化碳气体的含量，二氧化硫传感器28检测铅屏蔽箱1内气体中二氧化硫气体的含量，硫化氢传感器29检测铅屏蔽箱1内气体中硫化氢气体的含量，氯化氢传感器30检测铅屏蔽箱1内气体中氯化氢气体的含量，甲烷传感器31检测铅屏蔽箱1内气体中甲烷气体的含量，烟雾传感器32检测铅屏蔽箱1内气体的烟雾浓度，当温度传感器23检测
到的气体温度测量值大于气体温度设定值、或当氧气传感器24检测到的氧气含量测量值小于氧气含量设定值、或当一氧化碳传感器25检测到的一氧化碳含量测量值大于一氧化碳含量设定值、或当一氧化氮传感器26检测到的一氧化氮含量测量值大于一氧化氮含量设定值、或当二氧化碳传感器27检测到的二氧化碳含量测量值大于二氧化碳含量设定值、或当二氧化硫传感器28检测到的二氧化硫含量测量值大于二氧化硫含量设定值、或当硫化氢传感器29检测到的硫化氢含量测量值大于硫化氢含量设定值、或当氯化氢传感器30检测到的氯化氢含量测量值大于氯化氢含量设定值、或当甲烷传感器31检测到的甲烷含量测量值大于甲烷含量设定值、或当烟雾传感器32检测到的烟雾浓度测量值大于烟雾浓度设定值时，微控制器2均控制蜂鸣器11发生声音，同时，激光笔12发出红色光源，提醒监控人员该探测报警设备安装位置处可能发生火灾；在微控制器2控制吸气泵7工作的同时，溴化镧晶体6对核电站内的γ放射性进行探测，并将探测到的γ射线计数率探测值发送给微控制器2，当微控制器2接收到的γ射线计数率探测值大于γ射线计数率设定值时，微控制器2均控制蜂鸣器11发生声音，同时，激光笔12发出红色光源，警示工作人员该处的γ放射线超出设定值，可能发生γ射线泄漏。
62.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是按照本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。