一种辐射探测系统的制作方法

1.本实用新型涉及辐射检测与信息传输领域，具体涉及一种辐射探测系统。


背景技术：

2.机械设备在不同环境中长期运行，锈蚀、磨损、甚至发生故障的情况经常发生，而核电机械设备的正常稳定运行是保障核电工程安全的关键，为使核电机械设备在长时间运行过程中保持较好的性能和发送故障时及时恢复应有的功能，需要对核电设备有计划开展设备维护与检修工作。在对核电设备进行维护和检修时，需要停电操作，同时需要了解辐射情况。在核厂环境中，停电检修核设备时，当前采用的方法是通常是检测仪携带便携式辐射探测器进入现场采样或者通过有线传输的方式探测辐射情况以及传输相关数据。
3.在实现本实用新型过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：在停电检修核设备时，需要人工现场采集辐射信息，无法远程监测辐射状态的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种辐射探测系统，包括设置在辐射采样现场的辐射探测装置及设置在辐射采样现场之外的后台终端；所述辐射探测装置与所述后台终端以无线通讯方式相连接。
5.进一步地，在所述辐射探测装置和所述后台终端之间还设置有网关；所述网关与所述辐射探测装置之间以无线通讯方式相连接；所述网关与所述后台终端之间以有线通讯方式相连接。
6.进一步地，所述辐射探测装置具体包括：依次电连接的辐射采集模块、节点mcu模块、节点数据传输模块。
7.进一步地，所述辐射探测装置，还包括：电池组和升压模块；
8.所述电池组分别与所述辐射采集模块、所述节点mcu模块、所述节点数据传输模块电连接；
9.所述升压模块的输入端与所述电池组电连接；所述升压模块的输出端与所述节点数据传输模块电连接。
10.进一步地，所述辐射探测装置还包括充电模块；所述充电模块与所述供电模块电连接。
11.进一步地，辐射采样现场设置多个所述辐射探测装置。
12.进一步地，所述后台终端包括后台服务器及显示装置。
13.进一步地，所述网关包括：
14.网关数据传输模块，用于与所述节点数据传输模块进行无线数据传输；
15.网关mcu模块，用于连接所述节点数据传输模块及所述后台服务器。
16.所述网关mcu模块的一端与所述后台服务器电连接，所述网关mcu模块的另一端与所述节点数据传输模块电连接。
17.进一步地，所述网关mcu模块具体包括：
18.与所述网关数据传输模块电连接的无线数据解析模块，用于解析来自节点数据传输模块的无线数据；
19.数据转换模块，用于对所述后台服务器与所述网关数据传输模块之间传输的数据进行格式转换。
20.上述技术方案具有如下有益效果：因为采用辐射现场设置辐射装置并采用无线传输辐射数据到辐射现场之外的后台终端的技术手段，所以达到了停电维护检修核设备时能在辐射现场之外的场地监测辐射状况的技术效果。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型实施例系统框图的示意图；
23.图2是本实用新型实施例辐射探测装置的内部逻辑框图示意图；
24.图3是本实用新型实施例网关的内部逻辑框图示意图；
25.图4是本实用新型实施例的一种具体实施例的系统框图示意图；
26.图5是本实用新型实施例的一种具体实施例的辐射探测装置的内部逻辑框图示意图；
27.图6是本实用新型实施例的一种具体实施例的网关的内部逻辑框图示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.下面结合具体的应用实例对本实用新型实施例上述技术方案进行详细说明，实施过程中没有介绍到的技术细节，可以参考前文的相关描述。
30.如图1所示，本实用新型实施例提供一种辐射探测系统，包括设置在辐射采样现场的辐射探测装置及设置在辐射采样现场之外的后台终端；所述辐射探测装置与所述后台终端以无线通讯方式相连接。
31.在核厂的核设备现场即辐射采样现场放置辐射探测装置，辐射探测装置采集到环境中的辐射量，经过所述辐射探测装置内部处理后，通过无线传输的方式，输出到设置在辐射采样现场之外的后台终端，后台终端接收到信息后，在后台终端的显示装置中通过各种形式，如图表，显示辐射情况，在核设备停电检修时实现对核厂现场辐射量的无线监测。
32.本实用新型实施例辐射探测装置是一个无线小装置，将这个装置放置在一个需要采集辐射的地方，便可实现对现场辐射的采集。一个辐射探测装置并不能实现对整个核厂辐射的探测，因此，为保证核设备在停电检修时，监测整个核厂的辐射监测，需要设置多个
监测点，即多个节点，每个节点放置一个辐射探测装置。本实用新型实施例设置了20个节点，每个节点放置一个辐射探测装置，每个无线节点传输距离是100-200米。
33.进一步地，如图1所示，在所述辐射探测装置和所述后台终端之间还设置有网关；所述网关与所述辐射探测装置之间以无线通讯方式相连接；所述网关与所述后台终端之间以有线通讯方式相连接。
34.辐射探测装置中的辐射量信息采集处理后通过无线通讯的方式传输到后台终端，由于辐射采集装置与后台终端进行通讯时，两者的接口协议不同，因此需要通过网关对协议进行转换，如将无线通讯格式的数据转换成有线通讯的数据格式等。
35.所述网关再辐射探测装置与后台终端之间起到桥梁的作用，所述网关与辐射探测装置以无线通讯方式连接，网关接收来自辐射探测装置的数据后，对无线数据进行解析，并按照规定协议，把数据传输到后台终端找那个的后台服务器；
36.后台终端中的后台服务器向辐射探测装置发送配置参数时，后台服务器发送的配置参数，传输到网关，网关把配置参数转换为无线格式，然后将无线格式的配置参数发送给辐射探测装置。
37.网关需要一直开启，功耗较高，为了保证供电的稳定性，使用适配器为网关模块供电。
38.进一步地，如图2所示，所述辐射探测装置具体包括：依次电连接的辐射采集模块、节点mcu模块、节点数据传输模块。
39.辐射采集模块采集到辐射数据后通过有线传输方式，将数据传输到节点mcu模块，节点mcu模块对数据进行量化处理，如比较，节点mcu模块处理后的数据，通过有线通讯的方式传输到节点数据传输模块。
40.如图5所示，本实用新型实施例中的一种具体实施例，节点mcu模块选用stm32f103c8，节点数据传输模块选用亿佰特的lora模块，型号e95-dtu(400sl30-232)，lora模块的有线接口接收来自节点mcu模块的数据，然后通过无线通讯的方式，发送给网关。在室内环境中，有阻碍物阻挡，有墙壁阻挡，应选择低频段的无线方案，无线电的频率越低，绕射性越强，因此选择433mhz频段的lora。普通的433m通信方案，无线接收灵敏度不高，导致传输距离不能太远，lora扩频技术，具有超高的灵敏度，能实现超远距离的无线通信。
41.进一步地，所述辐射探测装置，还包括：电池组和升压模块；
42.所述电池组分别与所述辐射采集模块、所述节点mcu模块、所述节点数据传输模块电连接；
43.所述升压模块的输入端与所述电池组电连接；所述升压模块的输出端与所述节点数据传输模块电连接。
44.辐射探测装置中各模块的供电由电池组完成，接通电池组的不同供电口，即可获得不同电压，为了保证低温条件下也能正常供电，本实用新型实施例的电池组中的电池采用可充电的低温磷酸铁锂电池，如图5所示，一种具体实施例中，电池组向辐射采集模块提供3.7v电压，向节点mcu模块提供3.3v电压，lora模块的电源电压是12v或24v，将电池组输出的电压通过升压模块升压到12v或者24v后连接到lora模块，实现对lora模块的供电。
45.进一步地，所述辐射探测装置还包括充电模块；所述充电模块与所述供电模块电连接。
46.本实用新型实施例采用可充电的电池组对辐射探测装置中的各模块供电，当电池组电量不足时，充电模块对电池组充电，确保电池组能正常供电。如图5所示的本实用新型实施例中的一种具体实施例，充电模块采用usb充电的模式给电池组充电，充电方便。
47.进一步地，辐射采样现场设置多个所述辐射探测装置。
48.对核厂的核设备在停电检修时辐射监测，一个辐射探测装置的探测辐射的范围有限，因此需要设置多个辐射探测装置。本实用新型实施例设置了20个辐射探测装置，都与网关无线连接，在同一时刻，网关只能与一个辐射探测装置通信。
49.进一步地，所述后台终端包括后台服务器及显示装置。
50.后台终端的后台服务器用于接收来自网关的信息，以及向网关发送配置参数，后端服务器接收到数据后，根据操作人员的设置，在显示装置中将显示按操作人员设置的格式输出的数据结果，操作人员根据显示装置中显示的结果对辐射量进行监测，出现预警时可以及时处置，确保生产安全。
51.后台终端还包括控制系统，操作人员在控制系统中进行参数等设置，如设置传输频率、辐射探测装置的采样频率等。可以对辐射探测装置的采样频率进行设置，如每4小时开启辐射探测装置进行采样一次，辐射探测装置不工作时，控制系统发出指令让辐射探测装置中的辐射采集模块和节点数据传输模块进入睡眠状态，从而节能的效果，延长电池组的续航时间。
52.进一步地，如图3所示，所述网关包括：
53.网关数据传输模块，用于与所述节点数据传输模块进行无线数据传输；
54.网关mcu模块，用于连接所述节点数据传输模块及所述后台服务器。
55.所述网关mcu模块的一端与所述后台服务器电连接，所述网关mcu模块的另一端与所述节点数据传输模块电连接。
56.网关是辐射探测装置与后台终端之间数据无线通讯的桥梁，需要网关数据传输模块，与辐射探测装置进行数据的无线通信，除了需要完成数据传输，还需要对无线通信的数据进行处理，这个处理过程则由网关mcu模块完成。如图6所示，一种具体的实施例，网关mcu选用stm32系列芯片作为stm32主控2模块，网关数据传输模块选用lora模块，进行无线数据传输。
57.进一步地，所述网关mcu模块具体包括：
58.与所述网关数据传输模块电连接的无线数据解析模块，用于解析来自节点数据传输模块的无线数据；
59.数据转换模块，用于对所述后台服务器与所述网关数据传输模块之间传输的数据进行格式转换。
60.通过网关中的网关mcu模块对数据进行解析及数据格式进行转换，形成符合无线传输格式的数据，确保辐射探测装置与后台终端之间的无线通讯能顺利完成。
61.本实用新型实施例中，网关mcu模块选用stm32系列芯片，网关数据传输模块选用lora模块。网关mcu控制网关中的lora模块与辐射探测装置中的lora模块的无线通讯，接收到辐射探测装置中的lora模块发送过来的无线数据时，对无线数据进行解析，然后将解析后的无线数据，按照通讯协议的规定，传送至后台终端中的后台服务器；后台终端中的后台服务器向网关mcu发送配置参数，网关mcu将接收到的配置参数转换为无线格式，传送给网
关中的lora模块，网关中的lora模块接收到的配置参数通过无线通讯的方式传送至辐射探测装置中的lora模块。
62.如图4所示，本实用新型实施例中的一种具体实施例的系统框图，多个辐射探测装置，即节点，设置在核厂的不同区域，辐射探测装置与网关通过无线通讯的方式传输数据，无线通讯设备选用节点中的辐射采样模块选用lora模块，具体型号为e95-dtu(400sl30-232)，网关将接收的无线数据进行处理转换为符合rs232协议的数据，通过电连接方式，将数据传输到后台终端的后台服务器，即上位机。操作人员可通过上位机配置参数，并通过后台终端中的显示装置监测辐射状况。
63.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
64.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。
65.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本实用新型，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
66.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
67.本领域技术人员还可以了解到本实用新型实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本实用新型实施例保护的范围。
68.本实用新型实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(asic)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离
散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
69.本实用新型实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于asic中，asic可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
70.在一个或多个示例性的设计中，本实用新型实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(dsl)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、dvd、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
71.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种辐射探测系统，其特征在于，包括设置在辐射采样现场的辐射探测装置及设置在辐射采样现场之外的后台终端；所述辐射探测装置与所述后台终端以无线通讯方式相连接；在所述辐射探测装置和所述后台终端之间还设置有网关；所述网关与所述辐射探测装置之间以无线通讯方式相连接；所述网关与所述后台终端之间以有线通讯方式相连接。2.如权利要求1所述的辐射探测系统，其特征在于，所述辐射探测装置具体包括：依次电连接的辐射采集模块、节点mcu模块、节点数据传输模块。3.如权利要求2所述的辐射探测系统，其特征在于，所述辐射探测装置，还包括：电池组和升压模块；所述电池组分别与所述辐射采集模块、所述节点mcu模块、所述节点数据传输模块电连接；所述升压模块的输入端与所述电池组电连接；所述升压模块的输出端与所述节点数据传输模块电连接。4.如权利要求3所述的辐射探测系统，其特征在于，所述辐射探测装置还包括充电模块；所述充电模块与所述电池组电连接。5.如权利要求1所述的辐射探测系统，其特征在于，辐射采样现场设置多个所述辐射探测装置。6.如权利要求3所述的辐射探测系统，其特征在于，所述后台终端包括后台服务器及显示装置。7.如权利要求6所述的辐射探测系统，其特征在于，所述网关包括：网关数据传输模块，用于与所述节点数据传输模块进行无线数据传输；网关mcu模块，用于连接所述节点数据传输模块及所述后台服务器；所述网关mcu模块的一端与所述后台服务器电连接，所述网关mcu模块的另一端与所述节点数据传输模块电连接。8.如权利要求7所述的辐射探测系统，其特征在于，所述网关mcu模块具体包括：与所述网关数据传输模块电连接的无线数据解析模块，用于解析来自节点数据传输模块的无线数据；数据转换模块，用于对所述后台服务器与所述网关数据传输模块之间传输的数据进行格式转换。

技术总结
本实用新型实施例提供一种辐射探测系统,包括设置在辐射采样现场的辐射探测装置及设置在辐射采样现场之外的后台终端；所述辐射探测装置与所述后台终端以无线通讯方式相连接。辐射探测装置采集现场辐射数据通过无线通讯方式传输到后台终端，在后台终端可以监测核设备现场的辐射情况，解决需要到现场采集辐射状况，不能远程监测辐射的问题。不能远程监测辐射的问题。不能远程监测辐射的问题。


技术研发人员：熊文俊 黄金峰 钟华强 韩科
受保护的技术使用者：广州兰泰胜科技有限公司
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/6/7