[發明專利]一種用于便攜式測氡儀校準器的氡濃度控制方法

有效

• 申請號: 201510612829.1
• 申請日: 2015-09-24
• 公開（公告）號: CN105068569B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 瞿金輝;張雄杰;王仁波
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G05D11/13
• 分類號: G05D11/13;G01T1/16
• 代理公司: 江西省專利事務所36100
• 代理人: 胡里程

技術領域

本發明屬于輻射計量學領域，涉及一種用于便攜式測氡儀校準器的氡濃度控制方法。該方法不需要設置任何和環境相關初始濃度參數，不采用外部監測儀器即可穩定獲取氡測量儀器校準所需用穩定氡濃度點。

背景技術

便攜式測氡儀器校準器是應一些行業應用需求而設計的一種整機體積小于0.5立方米，氡箱體積為40～60L，總量小于30公斤，便于外出作業時攜帶和運輸，同時不增加額外氡濃度監測儀器，不設置環境相關的氡濃度初始參數，能夠快速獲取校準儀器所需穩定氡氣濃度點，適用于固定安裝型測氡儀的現場快速校準。目前國際國內針對測氡儀器校準器所使用的控制方法主要包括：1)靜態控制，將不同活度的固體氡發生器靜置測氡儀校準器一段時間后，測氡儀校準器內部達到氡濃度平衡從而獲取校準用氡濃度點；2)循環累積式，將循環氣路關閉使固體氡發生器密閉，當固體氡發生器內部氡濃度累積到一定程度后打開循環氣路，由氣泵不間斷的以固定流速向氡箱補充氡氣；3)密閉累積式，固體氡發生器首先排氡，然后固體氡發生器與氡箱之間的循環氣路打開，實現首次補氡→自然衰減→中途補氡→自然衰減→中途補氡→自然衰減→…的過程；4)流氣非連續的控制方法，固體氡發生器提供氡氣進入氡箱，同時氡箱提供氣路通向外界，形成與大氣相通的循環，將內部氣體排出，然后固定時間、固定抽氣率補氡而獲取刻度用氡濃度。

上述方法或需設置氡濃度初始參數(如方法1、2、3)、或補氡速度過于緩慢(如方法4)、或無法自動控制氡濃度(如方法1、2)等，無法滿足便攜式測氡儀校準器氡濃度控制的要求(不需要額外氡箱內氡濃度監測儀器、不需要輸入任何環境相關氡濃度初始參數等)、能夠快速達到儀器校準所需氡濃度點。

發明內容

本發明提供一種用于測氡儀校準器的氡濃度控制方法，能夠快速建立測氡儀器校準所需穩定的氡濃度點，且不需要額外氡箱內氡濃度監測儀器、不需要輸入任何環境相關氡濃度初始參數等，適應于便攜式測氡校準器氡濃度的自動控制。

本發明是通過如下技術方案來實現，一種用于便攜式測氡儀校準器的氡濃度控制方法，能夠快速建立測氡儀器校準所需的穩定氡濃度，且不需要外接氡箱氡濃度監測儀器，不需要輸入氡箱氡濃度初始參數，適用于便攜式測氡校準器氡濃度的自動控制，該方法通過如下控制方法實現，包括步驟：

①建立控制氣路使得固體氡發生器進、出氣口都接大氣，打開排氡泵排掉固體氡發生器累積的氡，排氡時間大于30分鐘；

②流氣式連續補氡控制：建立氮氣→固體氡發生器→氡箱→大氣相通的外循環氣路，通過公式(1)連續穩定的控制輸入氮氣、固體氡發生器、氡箱與大氣的氣流量，公式(2)控制流氣式連續補氡時間，從而快速在校準器氡箱中建立一個氡濃度為C穩定點。

③密閉累積式氡濃度穩定控制：當通過流氣式連續補氡方式使得氡箱氡濃度達到一個預設濃度點后，利用排氡泵排出固體氡發生器隨時產生的氡氣，排氡時間由公式(3)控制。隨后開啟固體氡發生器與氡箱間的密閉循環氣路(即固體氡發生器、氡箱構成內循環)，開啟時間由公式(4)控制，使氡濃度重新上升至設計所允許的氡濃度上限值，如此重復固體氡發生器排氡、固體氡發生器向氡箱補氡的過程，即可使測氡儀校準器在所允許的誤差范圍內維持穩定氡濃度點，測氡儀器即可以在此濃度點進行校準。

④密閉累積式補氡：當測氡儀器完成一個氡濃度點校準后，需要調整氡濃度到下一個點C_n，開啟固體氡發生器與氡箱間的密閉循環氣路，開啟時間由公式(5)控制，即可在當前氡箱內獲得氡濃度C_n，然后執行流程③，穩定測氡箱內當前氡的濃度點。循環執行流程④即可獲取逐漸增高的不同氡濃度點用于測氡儀器的校準。

上述公式中，ε：氡濃度控制誤差；T：氡箱由于吸附以及本身泄漏使得箱體內氡濃度降為初始氡濃度一半的時間(s)；C：控制氡濃度(Bq/m³)點；C_n：下一個氡濃度點(Bq/m3)；V：氡箱體積(L)；S：固體氡發生器發生率(Bq/s)；Q：氣體流量(m³/s)；t,t₀,t₁,t₂：固體氡發生器時間控制參數(開啟與關閉固體氡發生器的時間)。

流氣式連續補氡中采用氮氣經過氮氣緩沖區作為氡箱進氣，以消除采用空氣作為進氣存在的空氣中氡本底值對控制精度的影響，進而可以不設置氡濃度初始參數建立一個穩定的氡濃度點。