[發(fā)明專利]便攜式仿生α內(nèi)污染劑量監(jiān)測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310190647.0
• 申請(qǐng)日: 2013-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN103293547A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;劉明哲;庹先國;成毅;楊建波;劉小于;王琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/02
• 分類號(hào): G01T1/02;G01T1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種便攜式仿生α內(nèi)污染劑量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：包括由被檢測(cè)人員隨身佩戴的人體呼吸輔助系統(tǒng)、仿生呼吸系統(tǒng)以及數(shù)字化α能譜獲取及分析系統(tǒng)；

所述人體呼吸輔助系統(tǒng)包括能罩在被檢測(cè)人員嘴和鼻上的罩體，吸入氣流通道和呼出氣流通道，所述吸入氣流通道由進(jìn)氣管和單向閥門組成，所述的呼出氣流通道由出氣管和單向閥門組成；

所述仿生呼吸系統(tǒng)包括仿生呼吸器與仿生呼吸器流量控制模塊，仿生呼吸器流量控制模塊包括設(shè)置在進(jìn)氣管內(nèi)的氣體流量傳感器，所述仿生呼吸器流量控制模塊根據(jù)氣體流量傳感器實(shí)時(shí)獲取的人體吸入氣體流量數(shù)據(jù)，控制仿生呼吸器的進(jìn)氣量，使仿生呼吸器進(jìn)氣量與人體吸入氣體量實(shí)時(shí)相同或單位時(shí)間內(nèi)總量相同；

仿生呼吸器的出氣端和罩體出氣管遠(yuǎn)離罩體的一端分別連接兩路獨(dú)立的數(shù)字化α能譜獲取及分析系統(tǒng)，獲取人體吸入、呼出氣體中的α活度值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式仿生α內(nèi)污染劑量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述仿生呼吸器包括氣體管道，以及沿著氣體管道的氣體流出方向依次設(shè)置的用于過濾空氣中的大量顆粒塵埃的過濾器、消除濕度對(duì)測(cè)量影響的干燥器、為仿生呼吸系統(tǒng)吸入空氣提供動(dòng)力的泵、控制仿生呼吸系統(tǒng)氣體管道開合的閥門、監(jiān)測(cè)氣體流量的流量計(jì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式仿生α內(nèi)污染劑量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：仿生呼吸器流量控制模塊包括依次連接的信號(hào)放大電路、濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號(hào)處理電路和步進(jìn)電機(jī)，氣體流量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人員吸入氣體流量信號(hào)，經(jīng)放大濾波并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再由數(shù)字信號(hào)處理電路處理，并發(fā)送匹配的脈沖信息控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述步進(jìn)電機(jī)與仿生呼吸器的泵相連，帶動(dòng)泵工作。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式仿生α內(nèi)污染劑量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：

仿生呼吸器流量控制模塊根據(jù)氣體流量傳感器的數(shù)據(jù)控制仿生呼吸器的進(jìn)氣量，使其與進(jìn)氣閥的進(jìn)氣量實(shí)時(shí)相同或單位時(shí)間內(nèi)總量相同，從而模擬人體吸氣過程，具體實(shí)現(xiàn)過程如下：

1）標(biāo)定氣體流量傳感器參數(shù)，獲取流量與電壓線性關(guān)系曲線；

2）實(shí)測(cè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與仿生呼吸器吸入空氣流量關(guān)系數(shù)據(jù)，利用最小二乘法擬合步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與流入仿生呼吸器中空氣流量關(guān)系曲線；以吸入面罩空氣流量等于流入仿生呼吸器空氣流量建立等式，關(guān)聯(lián)電壓U與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速；

3）根據(jù)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸入步進(jìn)電機(jī)脈沖頻率關(guān)系，及2）中所得電壓與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系，在DSP內(nèi)利用程序?qū)⒉蓸与妷篣與輸入步進(jìn)電機(jī)脈沖頻率關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)采樣電壓值U與DSP輸出脈沖頻率f的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

4）得到采樣電壓與輸入步進(jìn)電機(jī)工作脈沖頻率關(guān)系后，根據(jù)采樣電壓值，輸出對(duì)應(yīng)脈沖頻率信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)控制泵吸入的空氣量，準(zhǔn)確模擬人體吸氣過程。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式仿生α內(nèi)污染劑量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述人體呼吸系統(tǒng)罩體出氣管內(nèi)填充有消除濕度對(duì)測(cè)量影響的干燥劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式仿生α內(nèi)污染劑量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：數(shù)字化α能譜獲取及分析系統(tǒng)包括半球形高壓倉、金硅面壘探測(cè)器，前置放大器、主放大器、數(shù)字多道和能譜分析單元，所述半球形高壓倉包括弧形面和平面，其中弧形面由外層絕緣層和內(nèi)層高壓層構(gòu)成，平面為地層，半球形高壓倉對(duì)進(jìn)入的α粒子進(jìn)行定向加速，使α粒子向金硅面壘探測(cè)器運(yùn)動(dòng)，所述金硅面壘探測(cè)器將α輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，所述數(shù)字多道獲取α粒子的能譜，并由能譜分析單元計(jì)算出對(duì)應(yīng)的α活度值。