[發(fā)明專利]靜電收集測氡探測效率的溫濕度自動補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210162586.2
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102680999A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 肖德濤;單健;周青芝;康璽;趙桂芝;位楠楠
• 申請（專利權(quán)）人: 南華大學
• 主分類號: G01T1/167
• 分類號: G01T1/167
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 鄒小強

1.一種靜電收集測氡探測效率的溫濕度自動補償方法，其特征是：基于靜電收集法的測氡儀主要是靠收集氡的第一代子體²¹⁸Po，并測量²¹⁸Po所衰變的α粒子脈沖計數(shù)來實現(xiàn)連續(xù)測氡的，靜電收集法的測氡儀的原理公式可以表示為：

CRn=K*ΔN218Po---(1)]]>

式中K為轉(zhuǎn)換因子，為測氡儀每次探測到²¹⁸Po的凈計數(shù)；

由于氡衰變的子體²¹⁸Po有90%帶有正電荷，而極化的水蒸氣分子很容易與其發(fā)生作用變成中性粒子²¹⁸Po，從而影響對²¹⁸Po的收集效率，在使用靜電收集法測氡的時候必須考慮溫濕度效應的影響，當在測量進氣端加上干燥管時，測氡儀的探測效率為一個常數(shù)，此時實驗測量的轉(zhuǎn)換因子為K₀?，此時不需要進行溫濕度修正，即對應的修正因子R₀=1，R為定義的溫濕度修正因子；當去掉干燥管后，隨著溫濕度的變化，基于靜電收集法測量的測氡儀的探測效率也將隨之變化，這就要求對儀器的溫濕度效應進行修正，為了綜合處理溫濕度的效應，把對應溫度的飽和蒸汽壓與相對濕度相乘得到絕對濕度，即把溫度和濕度用一個與之緊密關聯(lián)的絕對濕度來表達，并通過實驗獲得不同絕對濕度下測氡儀的修正因子R；

在考慮絕對濕度效應之后，得到的轉(zhuǎn)換因子K為：

K=K₀*R?????????????(2)

當在一定溫濕度條件下測得²¹⁸Po衰變產(chǎn)生α粒子的凈計數(shù)ΔN后，則能夠計算所測時間段內(nèi)的氡濃度C_Rn，

CRn=K*ΔN218Po(T)---(3)]]>

用靜電收集法測氡儀溫濕度效應的修正方法對靜電收集法測氡儀進行實驗，得到在不同溫濕度即絕對濕度下的R值，并通過修正得到K；

溫濕度修正因子R的確定方法如下：

把溫度與相對濕度對靜電收集法測氡的影響通過一個參數(shù)來體現(xiàn)，即把溫度和相對濕度用一個與之緊密關聯(lián)的絕對濕度來表達，并通過實驗獲得不同絕對濕度η下靜電收集法測氡儀的修正因子R，把η-R的曲線關系進行線性分段，然后利用編程方法進行自動數(shù)據(jù)調(diào)用和計算，其具體計算過程如下：

A、在測氡儀的測量室內(nèi)裝入性能優(yōu)良的溫濕度傳感器，每個測量周期都自動獲取測量室內(nèi)的溫度T和濕度h的數(shù)值，并自動查找數(shù)據(jù)庫中溫度T最接近的飽和蒸汽壓值b，?再通過計算得到測量室內(nèi)此時的絕對濕度值η，

η=h*b??????????????????（4）；

B、實驗證明，探測器的類型、收集室的體積及收集電壓參數(shù)確定的測氡儀，其R值與η值均呈現(xiàn)出一種曲線關系，測氡儀需要通過實驗得到這種曲線，再根據(jù)曲線特征分出n個線性區(qū)間，確定特殊點的η₀~η_n和對應的R₀~R_n，并將不同溫濕度下的修正因子寫入測量程序的數(shù)據(jù)庫中；

C、實際測量中，測氡儀通過自動溫濕度測量和公式（4）計算出絕對濕度值η，由程序自動調(diào)用不同溫濕度下修正因子的數(shù)據(jù)庫，并判斷η所在區(qū)間，如η₂<η<η₃，計算此時的溫濕度修正因子，

R=R2+(η-η2)×R3-R2η3-η2---(5)]]>

然后再由自動測量程序把R值代入公式（2）和（3）計算就可以得到修正后的氡濃度測量值，從而實現(xiàn)測氡儀的自動溫濕度修正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用靜電收集測氡探測效率的溫濕度自動補償方法對測氡儀參數(shù)進行測定的方法，其特征是：參數(shù)測定實驗過程中，氡室主體箱體中的氡濃度及溫濕度要保持穩(wěn)定，以保證所采樣為氡室的同一區(qū)域、濃度相同的氡氣；測試時，先對第一測氡儀、第二測氡儀的參數(shù)進行設置和調(diào)整，保證測量周期一致，然后同步啟動第一測氡儀、第二測氡儀進行實驗；同時實時記錄氡室主體箱體內(nèi)部的溫濕度傳感器的顯示數(shù)據(jù)，對該測量時間段的溫度、相對濕度和氣壓進行記錄，并觀察是否有突變的現(xiàn)象，以便及時調(diào)整實驗條件；在相對濕度或溫度條件不變的情況下完成一組實驗數(shù)據(jù)測試后，再改變溫濕度，反復多次進行不同溫濕度條件下的測試實驗測量；最后進行實驗數(shù)據(jù)處理分析，得到絕對濕度修正因子R-η曲線，并進行線性分段得到η₀~η_n和對應的R₀~R_n，并輸入到第一測氡儀、第二測氡儀溫濕度自動修正程序的參數(shù)中；

上述方法采用的測氡儀參數(shù)測定實驗裝置由氡室主體箱體、PQ2000監(jiān)測系統(tǒng)、加濕器、加熱器、溫濕度控制裝置、混合箱、氣溶膠源、固體氡源、第一調(diào)節(jié)閥、出氣口、第一干燥管、標準測氡裝置、第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥、第四調(diào)節(jié)閥、第五調(diào)節(jié)閥、第一測氡儀、第二測氡儀和第二干燥管組成；加濕器、加熱器安裝在氡室主體箱體內(nèi)，并通過導線與溫濕度控制裝置連接，由溫濕度控制裝置控制加濕器和加熱器工作，實現(xiàn)氡濃度和溫濕度的調(diào)節(jié)和維持氡濃度的動態(tài)穩(wěn)定；氣溶膠源和固體氡源通過管道與混合箱的進氣端H1連接，混合箱的出氣端H2通過管道與氡室主體箱體進氣端D6連接，混合箱的出氣端H3通過管道與氡室主體箱體進氣端D4連接，PQ2000監(jiān)測系統(tǒng)通過導線與氡室主體箱體的端口D5連接，第一調(diào)節(jié)閥的一端連接在混合箱的出氣端H2和氡室主體箱體進氣端D6之間的管道上，第一調(diào)節(jié)閥的另一端與出氣口連接；

第二調(diào)節(jié)閥和第三調(diào)節(jié)閥的一端通過管道與氡室主體箱體出氣端D2連接，第二調(diào)節(jié)閥的另一端通過管道與第一干燥管的進氣端連接，第一干燥管的出氣端通過管道與標準測氡裝置的進氣端連接，標準測氡裝置的出氣端通過管道與氡室主體箱體的進氣端D1連接，第三調(diào)節(jié)閥的另一端通過管道與第四調(diào)節(jié)閥、第二干燥管的進氣端連接，第二干燥管的出氣端通過管道與第五調(diào)節(jié)閥連接，第五調(diào)節(jié)閥的另一端通過管道與第二測氡儀的進氣端連接，第四調(diào)節(jié)閥的另一端通過管道與第一測氡儀的進氣端連接，第一測氡儀的出氣端和第二測氡儀的出氣端通過管道與氡室主體箱體出進端D3連接。