[發明專利]一種無人飛行器低空輻射監測系統

在審

• 申請號: 201710366024.2
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107117312A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 郭廬陣;劉陽;駱志平;龐洪超;熊文俊
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;G01T7/00;G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于輻射監測技術領域，涉及一種無人飛行器低空輻射監測系統。

背景技術

2011年3月11日，日本東北地區太平洋外海發生了9.0級地震，強震及其引發的海嘯導致福島第一核電站外部電力全部中斷，應急柴油發電機全部被淹無法提供應急電源。福島第一核電站1、2、3和4號機組堆芯因長時間無法得到冷卻相繼發生爆炸，大量放射性物質被排放到環境中造成非常嚴重的環境和社會危害。日本福島第一核電站周圍劑量率固定監測點受地震及海嘯破壞全部喪失功能，又因福島第一核電站周圍交通處于癱瘓狀態，致使應急監測力量無法及時開展監測工作，導致核電廠及應急計劃區輻射監測數據不能及時獲取，延誤了核事故應急救援良機及相應的輻射防護手段的實施。

以福島核電站嚴重核事故為戒，目前主要的應急核輻射監測手段為大區域高空航測和移動輻射監測站。

大區域高空航測一般由載人固定翼飛機或載人直升飛機攜帶箱組式大體積、高靈敏度的碘化鈉探測器對待測區域進行高空快速巡測。高空航測由于其飛行高度較高且受宇宙射線輻射水平和氡濃度等因素變化的影響較大，其測量不確定度較高，并且需要復雜的校正計算工作以還原地表放射性水平的分布情況，同時大區域高空航測運行和維護費用較高。

移動輻射監測站是一套集成式核輻射探測系統，其中包括探測器、數據傳輸和數據管理和展示功能等。其通過運輸工具(陸運或空運)投放到待測地點即可實現輻射監測。移動輻射監測站對“熱點”測量具有機動靈活的特點，但移動輻射監測站對于實現快速測量區域放射性污染的分布情況則略顯不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種無人飛行器低空輻射監測系統，以能夠快速獲取事故(事件)現場輻射監測數據和放射性污染分布情況，為應急決策和應急救援提供技術支撐，并能明顯減少應急工作人員所受輻射劑量。

為實現此目的，在基礎的實施方案中，本發明提供一種無人飛行器低空輻射監測系統，所述的輻射監測系統主要由無人飛行器系統、探測器吊艙、數據管理和展示系統三部分組成，

所述的無人飛行器系統包括無人飛行器，用于載帶所述的探測器吊艙；

所述的探測器吊艙包括輻射劑量率監測儀測量單元，用于測量事故或事件現場輻射劑量率水平；

所述的數據管理和展示系統用于對所述的探測器吊艙的數據監測進行管理和展示。

本發明的無人飛行器系統包括多旋翼無人機、固定翼無人機和無人直升機等。無人飛行器系統是探測器吊艙的載帶工具，應根據監測任務和巡測區域范圍選擇無人飛行器種類。無人飛行器有遠程遙控和地面站兩種控制方式，具備實時影像傳輸，飛行速度和飛行高度實時顯示等功能。

本發明的探測器吊艙可包括輻射劑量率監測儀(GM管劑量率儀、碘化鈉劑量率儀、碘化銫劑量率儀等)、能譜儀(碲鋅鎘(CZT)譜儀、碘化鈉譜儀等)、氣溶膠采集器、溫度傳感器、濕度傳感器、GPS單元、“熱點”成像設備(α、β位置靈敏探測器，中子位置靈敏探測器，伽馬相機，康普頓相機等)、流量計、數據儲存單元、無線數據傳輸單元等。探測器吊艙主要功能為測量事故(事件)現場輻射劑量率水平、監測放射性污染分布情況、識別放射性污染核素種類、事故(事件)區域氣溶膠樣品采集、無人飛行器巡測軌跡跟蹤、巡測區域基本氣象信息采集、實現數字地圖與實景“熱點”定位雙功能、輻射監測數據本地存儲和無線傳輸等。

本發明的數據管理和展示系統用于探測器吊艙輻射監測數據管理和展示。數據管理和展示系統是基于數字地圖和云服務器開發的綜合管理和展示系統，可用于實時查看無人飛行器巡測區域基本氣象信息、空氣樣品總流量采集信息、探測器吊艙輻射監測實時數據、探測器吊艙輻射監測歷史數據等，進行數據導出，并可結合數字地圖實時展示無人飛行器巡測區域放射性污染分布情況和放射性污染核素信息。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種無人飛行器低空輻射監測系統，其中所述的無人飛行器為多旋翼無人機、固定翼無人機或無人直升機。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種無人飛行器低空輻射監測系統，其中所述的無人飛行器通過遠程遙控和/或地面站控制，具備實時影像傳輸、飛行速度和飛行高度實時顯示功能。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種無人飛行器低空輻射監測系統，其中所述的輻射劑量率監測儀為GM管劑量率儀、碘化鈉劑量率儀或碘化銫劑量率儀。