核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型具體涉及核輻射場(chǎng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，提供了一種核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)通過(guò)各類核輻射探測(cè)器和環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器收集核輻射場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)攝像頭和拾音器收集現(xiàn)場(chǎng)音視頻數(shù)據(jù)，然后通過(guò)無(wú)線方式分別將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和音視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)；遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)將無(wú)線接收的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接發(fā)給遠(yuǎn)程終端，音視頻數(shù)據(jù)先發(fā)給音視頻采集卡處理后再發(fā)給遠(yuǎn)程終端，遠(yuǎn)程終端通過(guò)附屬的顯示器和音箱對(duì)音視頻信號(hào)進(jìn)行還原顯示。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，提高了監(jiān)測(cè)效率，保證人員安全。
【專利說(shuō)明】核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于核輻射場(chǎng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著核污染現(xiàn)象的不斷發(fā)生，輻射場(chǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)重要性不斷突顯，公眾對(duì)輻射防護(hù)的意識(shí)和關(guān)注程度也在不斷發(fā)展。許多國(guó)家都十分重視輻射環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作，并為之建立了用于核事故的早期預(yù)警和事故監(jiān)測(cè)的輻射環(huán)境連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是事故處理和安撫群眾的重要依據(jù)。輻射場(chǎng)環(huán)境的無(wú)線可移動(dòng)數(shù)據(jù)采集對(duì)未知放射性強(qiáng)度的環(huán)境監(jiān)測(cè)具有重要的意義。
[0003]當(dāng)前，對(duì)核事故、核泄漏現(xiàn)場(chǎng)，核電站輻射環(huán)境，未知輻射強(qiáng)度的放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)，多采用監(jiān)測(cè)人員在防護(hù)情況下到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，或是將大型監(jiān)測(cè)設(shè)備加載與汽車等移動(dòng)工具上進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這些監(jiān)測(cè)方式雖然有防護(hù)設(shè)備保護(hù)，但是效果并不佳，常會(huì)出現(xiàn)人員輻射超標(biāo)，造成人員傷亡。因此需要利用遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備來(lái)進(jìn)行。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，避免對(duì)人員造成傷害。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)控制模塊與音視頻采集模塊；監(jiān)測(cè)控制模塊包括微控制器、分別與微控制器直接電性連接的α探測(cè)器、β探測(cè)器、Y探測(cè)器、溫濕度傳感器、VOC傳感器、氣壓傳感器和第一測(cè)控收發(fā)器；音視頻采集模塊包括第一音視頻收發(fā)器、分別與第一音視頻收發(fā)器直接電性連接的攝像頭和拾音器；遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)包括與第一音視頻收發(fā)器無(wú)線通信連接的第二音視頻收發(fā)器、遠(yuǎn)程終端、分別與遠(yuǎn)程終端直接電性連接的顯示器、音箱、與第一測(cè)控收發(fā)器無(wú)線通信連接的第二測(cè)控收發(fā)器、與第二音視頻收發(fā)器電性連接的音視頻采集卡；微控制器將α探測(cè)器、β探測(cè)器、Y探測(cè)器、溫濕度傳感器、VOC傳感器和氣壓傳感器采集到的信號(hào)通過(guò)第一測(cè)控收發(fā)器無(wú)線發(fā)送到第二測(cè)控收發(fā)器，第二測(cè)控收發(fā)器接收后再發(fā)送給遠(yuǎn)程終端進(jìn)行信號(hào)處理；攝像頭和拾音器將采集到的音視頻信號(hào)通過(guò)第一音視頻收發(fā)器無(wú)線發(fā)送給第二音視頻收發(fā)器，第二音視頻收發(fā)器再將音視頻信號(hào)發(fā)送給音視頻采集卡進(jìn)行處理，音視頻采集卡將處理后的信息發(fā)送給遠(yuǎn)程終端，遠(yuǎn)程終端通過(guò)顯示器和音箱對(duì)音視頻信號(hào)進(jìn)行還原顯不O
[0006]優(yōu)選的:所述現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)被安裝在履帶機(jī)器人上，微控制器與履帶機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制裝置電性連接。
[0007]優(yōu)選的:所述第一音視頻收發(fā)器和第二音視頻收發(fā)器之間無(wú)線通信采用1.2GHz微波傳輸方式。
[0008]優(yōu)選的:所述攝像頭安裝在履帶機(jī)器人的最前方，且攝像頭攝像角度為水平朝上45度。
[0009]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0010](I)由于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)之間都通過(guò)無(wú)線通信連接，避免了線纜鋪設(shè)的麻煩，使得系統(tǒng)更易、更快地投入現(xiàn)場(chǎng)使用。由于可以遠(yuǎn)程接收到現(xiàn)場(chǎng)采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)核輻射指標(biāo)(總Y輻射劑量率、總α輻射劑量率、總β輻射劑量率)與環(huán)境指標(biāo)(溫度、濕度、V0C、氣壓)的實(shí)施監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)音視頻監(jiān)控，避免了人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證了人身安全，而且可以到達(dá)人員不能到達(dá)的高危險(xiǎn)環(huán)境中監(jiān)測(cè)。
[0011](2)由于履帶機(jī)器人可以在任意全地形環(huán)境中運(yùn)動(dòng)，那么現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)被安裝在履帶機(jī)器人上時(shí)，可以監(jiān)測(cè)環(huán)境中的平面放射性強(qiáng)度分布情況，監(jiān)測(cè)者可據(jù)此繪制環(huán)境中的放射性強(qiáng)度二維分布，方便分析環(huán)境中放射源所處的位置。
[0012](3)微控制器與履帶機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制裝置的電性連接，可以使得遠(yuǎn)程終端通過(guò)微控制器來(lái)控制履帶機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制裝置，操作履帶機(jī)器人的行動(dòng)。
[0013](4)第一音視頻收發(fā)器和第二音視頻收發(fā)器之間無(wú)線通信采用1.2GHz微波傳輸方式，具有圖像清晰，傳輸距離遠(yuǎn)，不受第三方運(yùn)營(yíng)商限制的優(yōu)勢(shì)。
[0014](5)攝像頭安裝在履帶機(jī)器人的最前方，且攝像頭攝像角度為水平朝上45度，可以保證攝像頭始終處于最大的觀測(cè)角度。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的攝像頭安裝示意圖。
[0017]具體實(shí)施方
[0018]如圖1-圖2所示:
[0019]一種核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)301和遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)302 ;現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)301包括監(jiān)測(cè)控制模塊201與音視頻采集模塊202。
[0020]監(jiān)測(cè)控制模塊201包括微控制器7、分別與微控制器7直接電性連接的α探測(cè)器1、β探測(cè)器2、Y探測(cè)器3、溫濕度傳感器4、VOC傳感器5、氣壓傳感器6和第一測(cè)控收發(fā)器8。
[0021]α探測(cè)器1、β探測(cè)器2、Y探測(cè)器3負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)核輻射指標(biāo)(總α輻射劑量率、總β輻射劑量率、總Y輻射劑量率)，而溫濕度傳感器4、VOC傳感器5、氣壓傳感器6負(fù)責(zé)采集環(huán)境指標(biāo)(溫濕度、VOC和氣壓)。它們各自將環(huán)境中的相應(yīng)信息量化為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值傳輸給微控制器7，然后微控制器7將這些指標(biāo)參數(shù)打包后，發(fā)送給第一測(cè)控收發(fā)器8。
[0022]溫濕度傳感器4選用集成的電容式濕敏數(shù)字溫濕度傳感器4ΑΜ2321，采用I2C總線方式與微控制器7相連接。易揮發(fā)的有機(jī)物質(zhì)(VOC)測(cè)量的目的是監(jiān)測(cè)空氣中的有機(jī)物有毒氣體，VOC傳感器5選用空氣質(zhì)量傳感器QS-Ol。氣壓傳感器6采用MOTOROLA公司的MPX200A型半導(dǎo)體硅壓阻壓力傳感器，用于采集空氣壓強(qiáng)值。
[0023]音視頻采集模塊202包括第一音視頻收發(fā)器15、分別與第一音視頻收發(fā)器15直接電性連接的攝像頭13和拾音器14。攝像頭13和拾音器14都采用模擬量輸出給第一音視頻收發(fā)器15。
[0024]遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)302包括與第一音視頻收發(fā)器15無(wú)線通信連接的第二音視頻收發(fā)器16、遠(yuǎn)程終端10、分別與遠(yuǎn)程終端10直接電性連接的顯示器11和音箱12、與第一測(cè)控收發(fā)器8無(wú)線通信連接的第二測(cè)控收發(fā)器9、與第二音視頻收發(fā)器16電性連接的音視頻采集卡17。
[0025]第一音視頻收發(fā)器15和第二音視頻收發(fā)器16之間無(wú)線通信采用1.2GHz微波傳輸方式，具有圖像清晰，傳輸距離遠(yuǎn)，不受第三方運(yùn)營(yíng)商限制的優(yōu)勢(shì)。第一音視頻收發(fā)器15對(duì)從攝像頭13和拾音器14接收到的音視頻數(shù)據(jù)調(diào)制后發(fā)射，第二音視頻收發(fā)器16接收后解調(diào)為原始數(shù)據(jù)發(fā)送給音視頻采集卡17，音視頻采集卡17將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為NTSC: 768 (H) *494 (V)或PAL: 792 (H) *698 (V)信號(hào)制式的數(shù)字信號(hào)發(fā)送給遠(yuǎn)程終端10，遠(yuǎn)程終端10通過(guò)顯示器11和音箱12對(duì)音視頻信號(hào)進(jìn)行還原顯示。
[0026]而第二測(cè)控收發(fā)器9通過(guò)無(wú)線方式接收到來(lái)自第一測(cè)控收發(fā)器8發(fā)送的監(jiān)控參數(shù)后，第二測(cè)控收發(fā)器9將監(jiān)控參數(shù)再發(fā)送給遠(yuǎn)程終端10，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控參數(shù)采集。
[0027]由于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)301和遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)302之間都通過(guò)無(wú)線通信連接，避免了線纜鋪設(shè)的麻煩，使得系統(tǒng)更易、更快地投入現(xiàn)場(chǎng)使用。而且可以遠(yuǎn)程接收到現(xiàn)場(chǎng)采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)核輻射指標(biāo)(總Y輻射劑量率、總α輻射劑量率、總β輻射劑量率)與環(huán)境指標(biāo)(溫度、濕度、V0C、氣壓)的實(shí)施監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)音視頻監(jiān)控，避免了人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證了人身安全，而且可以到達(dá)人員不能到達(dá)的高危險(xiǎn)環(huán)境中監(jiān)測(cè)。
[0028]為了實(shí)現(xiàn)便捷的移動(dòng)監(jiān)測(cè)目的，所以將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)301以履帶機(jī)器人19為平臺(tái)，監(jiān)測(cè)控制模塊201與音視頻采集模塊202都被安裝在履帶機(jī)器人19上，微控制器7與履帶機(jī)器人19驅(qū)動(dòng)控制裝置電性連接，可以使得遠(yuǎn)程終端10通過(guò)微控制器7來(lái)控制履帶機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制裝置18，操作履帶機(jī)器人19的行動(dòng)。
[0029]由于履帶機(jī)器人19可以在任意全地形環(huán)境中運(yùn)動(dòng)，可以監(jiān)測(cè)環(huán)境中的平面放射性強(qiáng)度分布情況，監(jiān)測(cè)者可據(jù)此繪制環(huán)境中的放射性強(qiáng)度二維分布，方便分析環(huán)境中放射源所處的位置。
[0030]為了保證攝像頭13始終處于最大的觀測(cè)角度，將攝像頭13安裝在履帶機(jī)器人19的最前方，且攝像頭13攝像角度為水平朝上45度。
[0031]如下是3個(gè)主要的監(jiān)測(cè)控制流程:
[0032]I)遠(yuǎn)程監(jiān)控采集:
[0033]微控制器7收集α探測(cè)器1、β探測(cè)器2、Y探測(cè)器3、溫濕度傳感器、VOC傳感器5、氣壓傳感器6發(fā)送來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)打包發(fā)送給第一測(cè)控收發(fā)器8。第一測(cè)控收發(fā)器8通過(guò)無(wú)線通信方式將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給第二測(cè)控收發(fā)器9，第二測(cè)控收發(fā)器9將這些數(shù)據(jù)再發(fā)送給遠(yuǎn)程終端10，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控參數(shù)采集。
[0034]2)遠(yuǎn)程音視頻數(shù)據(jù)采集:
[0035]攝像頭13和拾音器14將現(xiàn)場(chǎng)采集的音視頻數(shù)據(jù)通過(guò)模擬方式輸出給第一音視頻收發(fā)器。
[0036]3)遠(yuǎn)程控制履帶機(jī)器人19:
[0037]遠(yuǎn)程終端10發(fā)送控制信號(hào)到第二測(cè)控收發(fā)器9，第二測(cè)控收發(fā)器9通過(guò)無(wú)線方式將控制信號(hào)發(fā)送給第一測(cè)控收發(fā)器8，第一測(cè)控收發(fā)器8接收后將控制信號(hào)再發(fā)送給微控制器7。微控制器7接收控制信號(hào)之后將其發(fā)給履帶機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制裝置18，實(shí)現(xiàn)履帶機(jī)器人19的遠(yuǎn)程控制。
【權(quán)利要求】
1.一種核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)控制模塊與音視頻采集模塊；監(jiān)測(cè)控制模塊包括微控制器、分別與微控制器直接電性連接的α探測(cè)器、β探測(cè)器、Y探測(cè)器、溫濕度傳感器、VOC傳感器、氣壓傳感器和第一測(cè)控收發(fā)器；音視頻采集模塊包括第一音視頻收發(fā)器、分別與第一音視頻收發(fā)器直接電性連接的攝像頭和拾音器；遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)包括與第一音視頻收發(fā)器無(wú)線通信連接的第二音視頻收發(fā)器、遠(yuǎn)程終端、分別與遠(yuǎn)程終端直接電性連接的顯示器、音箱、與第一測(cè)控收發(fā)器無(wú)線通信連接的第二測(cè)控收發(fā)器、與第二音視頻收發(fā)器電性連接的音視頻采集卡；微控制器將α探測(cè)器、β探測(cè)器、Y探測(cè)器、溫濕度傳感器、VOC傳感器和氣壓傳感器采集到的信號(hào)通過(guò)第一測(cè)控收發(fā)器無(wú)線發(fā)送到第二測(cè)控收發(fā)器，第二測(cè)控收發(fā)器接收后再發(fā)送給遠(yuǎn)程終端進(jìn)行信號(hào)處理；攝像頭和拾音器將采集到的音視頻信號(hào)通過(guò)第一音視頻收發(fā)器無(wú)線發(fā)送給第二音視頻收發(fā)器，第二音視頻收發(fā)器再將音視頻信號(hào)發(fā)送給音視頻采集卡進(jìn)行處理，音視頻采集卡將處理后的信息發(fā)送給遠(yuǎn)程終端，遠(yuǎn)程終端通過(guò)顯示器和音箱對(duì)音視頻信號(hào)進(jìn)行還原顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)被安裝在履帶機(jī)器人上，微控制器與履帶機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制裝置電性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一音視頻收發(fā)器和第二音視頻收發(fā)器之間無(wú)線通信采用1.2GHz微波傳輸方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核輻射場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述攝像頭安裝在履帶機(jī)器人的最前方，且攝像頭攝像角度為水平朝上45度。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK204145664SQ201420639228
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】馮希堯, 鐘紅梅, 袁宏, 薛勇, 王麗坤 申請(qǐng)人:四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院(核工業(yè)西南地質(zhì)調(diào)查院)