[發明專利]分布干涉式光纖輻射場安全監控系統

無效

• 申請號: 201110383144.6
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN103136931A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 唐衛東;葉明旸;徐濤;劉昕;孔祥山;楊斌
• 申請（專利權）人: 天津市技術物理研究所
• 主分類號: G08C23/06
• 分類號: G08C23/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種用于加速器、鈷源等輻射場內的安全監控系統，可以實現對輻射場區域內的人員等情況進行全面監測。涉及放射安全監測領域。

背景技術

輻射加工是20世紀50年代發展起來的技術，包括輻射化工、輻射材料、輻射消毒滅菌、食品輻射保藏、環境“三廢”輻射處理等。我國的輻射技術研究始于50年代末期，經過多年的開發和應用，放射性核技術在國民經濟中得到了廣泛的應用。

20多年前，我國的輻射加工技術還多半停留于實驗室，沒有走向市場。20世紀80年代后期開始，輻射加工應用全面發展。有關單位以原有的輻射技術研究成果和設備裝置為基礎，開始生產經營.1990年代，該領域步入了產業化進程，建立起了一批在多元投資主體董事會領導下的股份制企業。今天，輻射加工產業正以每年近20％的增長率迅速發展，已經建立起數個輻射產業集團和上市公司?！熬盼濉焙汀笆濉逼陂g，我國共投入加速器生產線100余條，總功率近7000KW，γ鉆源輻照裝置超過100座(設計裝源量30萬居里以上)，設計裝源量超過100萬居里的γ鉆源輻照裝置30余座，實際裝源量近4000萬居里。于是，我國成為世界輻射加工技術行業發展最快的國家，目前全國輻照加工產值已達到400億元水平。

輻照設施建造與應用所應考慮的首要問題之一便是輻照安全問題。輻射作用于人體，可在分子、亞細胞、細胞、組織器官以及整體水平上產生各種損傷效應，對人體的破壞作用相當大。當人體受到γ射線的輻射劑量達到2-6Sv時，人體造血器官如骨髓將遭到損壞，白血球嚴重地減少，內出血、頭發脫落，在兩個月內死亡的概率為0-80％；當輻射劑量為6-10Sv時，在兩個月內死亡的概率為80-100％；當輻射劑量為10-15Sv時，人體腸胃系統將遭破壞，發生腹瀉、發燒、內分泌失調，在兩周內死亡概率幾乎為100％；當輻射劑量為50Sv以上時，可導致中樞神經系統受到破壞，發生痙攣、震顫、失調、嗜眠，在兩天內死亡的概率為100％。由于核輻照技術所具有的高危險性，對于防護措施的建設有很高的要求，一旦輻射防護措施不完善或在實際應用中操作不合理便很容易發生事故。其中人員誤入是主要事故類型。近年來，在行業內又接連發生多起事故，造成了重大的人員和經濟損失，值得引起我們的高度警覺。典型的案例為2004年山東省濟寧市金鄉華光輻照廠發生兩名工作人員受到超劑量照射事故。事故原因為該輻照裝置的六個安全裝置及拉線開關全部失靈，放射源未按《γ輻照裝置設計建造和使用規范》的設計要求正常回落到井下安全位置，在此情況下2名工作人員未經檢測便進入輻照室工作。事故造成巨大經濟損失，僅人員救治就花費400多萬元，仍救治無效兩人死亡，最終企業倒閉。

由上述事故案例可以看出一套完善的輻射場安全監控系統對于保護工作人員的健康與人身安全至關重要。

目前，傳統輻射場安全監控技術主要利用攝像頭監測、警燈警鈴提醒及門中控連鎖等，但這些裝置僅能就輻射場內某些固定點位置進行監控，無法全面掌控整個輻射場內狀況，生產過程中一旦人員處于其他未被覆蓋區域，就會造成極為嚴重的后果。

發明內容

本發明的目的在于發明一種能夠穩定、可靠、準確的對加速器、鈷源等輻射場內狀況進行全面安全監控的系統，從而避免人員誤入等安全事故的發生。

鑒于傳統的輻射場安全監控技術存在的問題，本發明提出采用馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)干涉結構原理，利用普通單模通信光纖作為分布式傳感器，再經由數字信號處理系統設計完成對信號的模/數轉換和自/互相關值計算等操作，最后傳入上位機中進行信號甄別，實現對振動事件的報警、定位和事件類型的判斷等功能。

本發明的具體構成為，[100]為窄帶激光光源，[101]為一個2*2耦合器，使激光向兩個不同方向發射，[102]為光隔離器，目的是防止產生薩格納克(Sagnac)效應，[103]、[104]、[107]都為2*2耦合器，[105]、[106]、[108]都為普通單模通信光纖，[109]、[110]為光電轉換裝置，[111]、[112]為信號放大裝置，[113]、[114]為模擬信號濾波器，[115]為數字信號處理器，主要實現數字信號濾波，自/互相關值計算等功能，[116]為數據處理上位機，主要實現對震動信號的甄別，及相應圖形界面的顯示。以上[105]、[106]成纜沿輻射場迷宮通道預鋪設，[115]、[116]供人為監控，其余部分置于控制室或操作室中。