一种开放式射线装置运行安全监控系统的制作方法

1.本发明涉及辐射环境监测与安全控制技术领域，具体为一种开放式射线装置运行安全监控系统。


背景技术：

2.射线装置运行时，在一定区域内会产生电离辐射(如x射线、γ射线和中子射线等)，这些射线可能通过屏蔽体连接缝隙、通风管道、地沟、电缆孔和辐射防护门等形成泄漏；而同时射线电离空气易在封闭的空间内迅速产生臭氧、氮氧化物等污染气体密集，对环境及工作人员造成安全风险，需要设置集监测、预警、设施联锁控制及安全决策管理于一体的监控系统。尤其是射线装置运行时其所在辐射工作场所的辐射监测指标及环境监测指标是否满足预设标准，一旦发生泄漏风险是否有快速精准响应的应急联动机制。
3.根据申请号为202020671888.2的电子加速器环境辐射剂量安全联锁装置，该方案中提供了一种电子加速器环境辐射剂量安全联锁装置，设置两个不同的辐射阈值，多点探测，结合不同的防护要求，实现“剂量-屏蔽门联锁”和“剂量-停机联锁”两种控制,充分保障环境人员生命安全，根据申请号为201610149382.3的一种远程环境辐射监控报警系统，该方案中有效的解决了目前针对于环境辐射超标的报警操作，也通常依靠人工操作报警按钮的方式来实现，而对于工业化生产环境中存在辐射源的情况下，都主要依靠自动化加工刚生产，往往要求尽可能少的施工人员在生产加工现场实施人工高操作，以减少对人员的辐射伤害，如果生产加工现场发生仪器故障或泄露等引起环境辐射超标的事故，又需要及时派遣多名安防人员参与修复和救援工作，但受限于人工操作报警的方式，现场施工人员往往难以及时发现环境辐射超标事故的发生，而导致修复和救援工作延误，造成更严重的人员伤害和经济损失的问题，根据申请号为202210797237.1的一种用于高辐射区域的监控装置及方法，该方案中解决了高辐射区域剂量率水平无法实时监测和预警，隔离边界有人员靠近或闯入时无法就地警告和后台实时监测的问题。
4.上述方案中实现了辐射区域实时监测，在超过设定辐射剂量阈值甚至两种阈值时，发出预警或启动联锁，但缺少对射线装置运行时可能产生的环境污染和火灾风险进行监控和联锁，也不能实现日常运行与突发应急时辐射安全管理的人机互动，为此本发明提供了一种开放式射线装置运行安全监控系统。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种开放式射线装置运行安全监控系统，具备实现多区域实时定制化辐射、环境及安全运行要素监测，统筹分析和判断状态信息，系统决策发出不同的控制指令，并与射线装置的出束启停、屏蔽设施开关实现联锁联动，充分保障工作人员生命和周围环境安全的优点，解决了背景技术中提出的问题。
6.本发明提供如下技术方案：一种开放式射线装置运行安全监控系统，包括主控机、射线装置出束控制端、射线装置联锁控制端、辐射剂量传感器、环境监测传感器、烟雾监测
传感器、视频探头、显示终端、决策终端和状态及预警处理终端；
7.射线装置屏蔽防护设施的联动控制：
8.主控机根据标准需求设计监控运行逻辑，与射线装置出束控制端电连接实现对射线装置启动和停止的控制，与射线装置联锁控制端电连接实现对射线装置所使用的屏蔽防护设施的联动控制；
9.实时监测和摄像：
10.通过可兼容的通讯协议与辐射剂量传感器、环境监测传感器、烟雾监测传感器、视频探头连接实现对射线装置运行时各关注点的实时监测和摄像，监测因子和关注点的选择应符合标准及项目运行安全的要求；
11.信号控制：
12.与显示终端、状态及预警处理终端连接实现对监测信息、射线装置工作状态、超阈值预警的播报和联锁信号控制；
13.安全监控信息的远程管理：
14.与决策终端连接实现对射线装置运行安全监控信息的远程上报、管理权限设置、命令请示和下达，结合不同的防护要求和射线装置出束控制开放权限，可定制化监控程序和监测因子，设置监测剂量阈值，优化监控传感器、状态及预警处理终端的布设，实现“决策层管控联动”与“实体开关/监测剂量-射线装置出束联锁联动”的有效结合，既能对射线装置运行时可能产生的环境污染和火灾风险进行监控和联锁，又能够实现日常运行与突发应急时辐射安全管理的人机互动，充分保障辐射工作人员的生命安全及周围环境安全。
15.优选的，所述主控机是系统数据处理的主要构件，可基于防护标准需求和射线装置出束控制端的开放权限设计监控程序、定制化监控逻辑和超阈值预警机制，独立于射线装置而运行，也可进行监控区域内多台射线装置的全覆盖监控
16.优选的，所述联锁控制端包括“屏蔽门、防误入电子门禁、紧急停机按钮或拉线开关、巡检按钮开关等实体开关装置与射线装置出束控制端发生的联锁”以及“超阈值监测剂量开关信号与射线装置出束控制端的联锁”建立的停止射线出束和启动射线出束的联动机制，通过主控机与实体开关装置、射线装置出束控制端的电连接以及主控机与辐射剂量传感器、环境监测传感器和烟雾监测传感器之间的可兼容通信协议连接实现。
17.优选的，所述辐射剂量传感器至少满足射线装置发出射线的响应能力和量程，设置于屏蔽门内、屏蔽门外及辐射场所的关注点，各安装1个，所述环境监测传感器选择射线装置可能电离产生的臭氧、氮氧化物等监测因子，满足目标监测因子所需的响应能力和量程，设置于屏蔽门内、屏蔽门外及通风排口位置，各安装1个，所述烟雾监测传感器设置于屏蔽门内，安装1个，所述视频探头设置于屏蔽门内、屏蔽门外及辐射场所的关注点，各安装1个。
18.优选的，所述显示终端采用具备4g/5g通信模块的lcd触摸屏实现监控信息的显示、设置操作和监控信息及决策指令的通信，一般设置于射线装置操作位或监控室，便于工作人员观察和操作；可设置各传感器的监测阈值、阈值-联锁/状态联动；可设置射线装置状态-联锁双向联动；可设置上报决策终端的监控信息项和状态信息项；可设置状态和预警处理终端的状态显示内容和预警声/光播报方式；可设置信号复位。
19.优选的，所述决策终端是安装于具备4g/5g通信模块的移动通信设备上的应用程
序，可实时查看显示终端上报的监控信息、命令请求，并下达操作指令；可管理工作人员的操作权限。
20.优选的，所述状态和预警处理终端，接收来自主控机的指令，采用led信息显示屏和声/光报警装置进行播报；led信息显示屏一般设置于屏蔽门内和屏蔽门外，各安装1个；声/光报警装置一般设置于屏蔽门内和屏蔽门外，并避开播报盲区。
21.与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
22.本发明提供了一种开放式射线装置安全运行监控系统，结合不同的防护要求和射线装置出束控制开放权限，可定制化监控程序和监测因子，设置监测剂量阈值，优化监控传感器、状态及预警处理终端的布设，实现“决策层管控联动”与“实体开关/监测剂量-射线装置出束联锁联动”的有效结合，既能对射线装置运行时可能产生的环境污染和火灾风险进行监控和联锁，又能够实现日常运行与突发应急时辐射安全管理的人机互动，充分保障辐射工作人员的生命安全及周围环境安全。
附图说明
23.图1为开放式辐射风险源安全监控系统结构示意图。
24.图中：1、主控机；2、射线装置出束控制端；3、射线装置联锁控制端；4、辐射剂量传感器；5、环境监测传感器；6、烟雾报警器；7、视频探头；8、显示终端；9、决策终端；10、状态及预警处理终端。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1，一种开放式射线装置运行安全监控系统，包括主控机1、射线装置出束控制端2、射线装置联锁控制端3、辐射剂量传感器4、环境监测传感器5、烟雾监测传感器6、视频探头7、显示终端8、决策终端9和状态及预警处理终端10；
27.射线装置屏蔽防护设施的联动控制：
28.主控机1根据标准需求设计监控运行逻辑，与射线装置出束控制端2电连接实现对射线装置启动和停止的控制，与射线装置联锁控制端3电连接实现对射线装置所使用的屏蔽防护设施的联动控制；
29.实时监测和摄像：
30.通过可兼容的通讯协议与辐射剂量传感器4、环境监测传感器5、烟雾监测传感器6、视频探头7连接实现对射线装置运行时各关注点的实时监测和摄像，监测因子和关注点的选择应符合标准及项目运行安全的要求；
31.信号控制：
32.与显示终端8、状态及预警处理终端10连接实现对监测信息、射线装置工作状态、超阈值预警的播报和联锁信号控制；
33.安全监控信息的远程管理：
34.与决策终端9连接实现对射线装置运行安全监控信息的远程上报、管理权限设置、命令请示和下达。
35.其中；主控机1是系统数据处理的主要构件，可基于防护标准需求和射线装置出束控制端2的开放权限设计监控程序、定制化监控逻辑和超阈值预警机制，独立于射线装置而运行，也可进行监控区域内多台射线装置的全覆盖监控。
36.其中；联锁控制端3包括“屏蔽门、防误入电子门禁、紧急停机按钮或拉线开关、巡检按钮开关等实体开关装置与射线装置出束控制端2发生的联锁”以及“超阈值监测剂量开关信号与射线装置出束控制端2的联锁”建立的停止射线出束和启动射线出束的联动机制，通过主控机1与实体开关装置、射线装置出束控制端2的电连接以及主控机1与辐射剂量传感器4、环境监测传感器5和烟雾监测传感器6之间的可兼容通信协议连接实现。
37.其中；辐射剂量传感器4至少满足射线装置发出射线的响应能力和量程，设置于屏蔽门内、屏蔽门外及辐射场所的关注点，各安装1个，辐射剂量传感器4的型号是jc-nai-70固定式x射线、γ射线剂量率传感器探头，属于在线式射线监测仪，它是监测各种放射性工作场所х、γ射线辐射剂量率的设备，与同类仪器相比，此款仪器具有更宽的剂量率测量范围，更为良好能量响应特性，高灵敏度，宽测量范围，良好的能量响应特性，单片机控制，操作安装简便，内置800组剂量率储存数据，断电不丢失，环境监测传感器5选择射线装置可能电离产生的臭氧、氮氧化物等监测因子，满足目标监测因子所需的响应能力和量程，设置于屏蔽门内、屏蔽门外及通风排口位置，各安装1个，烟雾监测传感器6设置于屏蔽门内，安装1个，烟雾监测传感器6的型号是烟雾传感器rs485，采用特殊结构设计的红外光电传感器、性能可靠的mcu、以及smt贴片加工工艺生产，具有灵敏度高、稳定可靠、耗电小、美观耐用、使用方便等特点，它是一种能够监测烟雾并发出警报的装置，可以在火灾发生前尽早发出警示，起到了不可替代的作用，它的作用十分关键，主要是监测房间内是否有烟雾，当烟雾浓度超过一定限度时，传感器就会自动发出警报，报警原理主要是通过感应烟雾，将室内烟雾通过转换器转化成电信号，然后经过警报器电路的处理，反馈成声、光、短信等信号，提醒人们避免火灾，视频探头7设置于屏蔽门内、屏蔽门外及辐射场所的关注点，各安装1个。
38.其中；显示终端8采用具备4g/5g通信模块的lcd触摸屏实现监控信息的显示、设置操作和监控信息及决策指令的通信，一般设置于射线装置操作位或监控室，便于工作人员观察和操作；可设置各传感器的监测阈值、阈值-联锁/状态联动；可设置射线装置状态-联锁双向联动；可设置上报决策终端9的监控信息项和状态信息项；可设置状态和预警处理终端10的状态显示内容和预警声/光播报方式；可设置信号复位。
39.其中；决策终端9是安装于具备4g/5g通信模块的移动通信设备上的应用程序，可实时查看显示终端8上报的监控信息、命令请求，并下达操作指令；可管理工作人员的操作权限。
40.其中；状态和预警处理终端10，接收来自主控机1的指令，采用led信息显示屏和声/光报警装置进行播报；led信息显示屏一般设置于屏蔽门内和屏蔽门外，各安装1个；声/光报警装置一般设置于屏蔽门内和屏蔽门外，并避开播报盲区。
41.工作原理采用显示终端8实现监控信息的显示、设置操作和监控信息及决策指令的通信，一般设置于射线装置操作位或监控室，便于工作人员观察和操作；可设置各传感器的监测阈值、阈值-联锁/状态联动；可设置射线装置状态-联锁双向联动；可设置上报决策
终端9的监控信息项和状态信息项；可设置状态和预警处理终端10的状态显示内容和预警声/光播报方式；可设置信号复位，采用决策终端9，可实时查看显示终端8上报的监控信息、命令请求，并下达操作指令；可管理工作人员的操作权限。
42.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种开放式射线装置运行安全监控系统，其特征在于，包括主控机(1)、射线装置出束控制端(2)、射线装置联锁控制端(3)、辐射剂量传感器(4)、环境监测传感器(5)、烟雾监测传感器(6)、视频探头(7)、显示终端(8)、决策终端(9)和状态及预警处理终端(10)；射线装置屏蔽防护设施的联动控制：主控机(1)根据标准需求设计监控运行逻辑，与射线装置出束控制端(2)电连接实现对射线装置启动和停止的控制，与射线装置联锁控制端(3)电连接实现对射线装置所使用的屏蔽防护设施的联动控制；实时监测和摄像：通过可兼容的通讯协议与辐射剂量传感器(4)、环境监测传感器(5)、烟雾监测传感器(6)、视频探头(7)连接实现对射线装置运行时各关注点的实时监测和摄像，监测因子和关注点的选择应符合标准及项目运行安全的要求；信号控制：与显示终端(8)、状态及预警处理终端(10)连接实现对监测信息、射线装置工作状态、超阈值预警的播报和联锁信号控制；安全监控信息的远程管理：与决策终端(9)连接实现对射线装置运行安全监控信息的远程上报、管理权限设置、命令请示和下达。2.根据权利要求1所述的一种开放式射线装置运行安全监控系统，其特征在于：所述主控机(1)是系统数据处理的主要构件，可基于防护标准需求和射线装置出束控制端(2)的开放权限设计监控程序、定制化监控逻辑和超阈值预警机制，独立于射线装置而运行，也可进行监控区域内多台射线装置的全覆盖监控。3.根据权利要求1所述的一种开放式射线装置运行安全监控系统，其特征在于：所述联锁控制端(3)包括“屏蔽门、防误入电子门禁、紧急停机按钮或拉线开关、巡检按钮开关等实体开关装置与射线装置出束控制端(2)发生的联锁”以及“超阈值监测剂量开关信号与射线装置出束控制端(2)的联锁”建立的停止射线出束和启动射线出束的联动机制，通过主控机(1)与实体开关装置、射线装置出束控制端(2)的电连接以及主控机(1)与辐射剂量传感器(4)、环境监测传感器(5)和烟雾监测传感器(6)之间的可兼容通信协议连接实现。4.根据权利要求1所述的一种开放式射线装置运行安全监控系统，其特征在于：所述辐射剂量传感器(4)至少满足射线装置发出射线的响应能力和量程，设置于屏蔽门内、屏蔽门外及辐射场所的关注点，各安装1个，所述环境监测传感器(5)选择射线装置可能电离产生的臭氧、氮氧化物等监测因子，满足目标监测因子所需的响应能力和量程，设置于屏蔽门内、屏蔽门外及通风排口位置，各安装1个，所述烟雾监测传感器(6)设置于屏蔽门内，安装1个，所述视频探头(7)设置于屏蔽门内、屏蔽门外及辐射场所的关注点，各安装1个。5.根据权利要求1所述的一种开放式射线装置运行安全监控系统，其特征在于：所述显示终端(8)采用具备4g/5g通信模块的lcd触摸屏实现监控信息的显示、设置操作和监控信息及决策指令的通信，一般设置于射线装置操作位或监控室，便于工作人员观察和操作；可设置各传感器的监测阈值、阈值-联锁/状态联动；可设置射线装置状态-联锁双向联动；可设置上报决策终端(9)的监控信息项和状态信息项；可设置状态和预警处理终端(10)的状态显示内容和预警声/光播报方式；可设置信号复位。
6.根据权利要求1所述的一种开放式射线装置运行安全监控系统，其特征在于：所述决策终端(9)是安装于具备4g/5g通信模块的移动通信设备上的应用程序，可实时查看显示终端(8)上报的监控信息、命令请求，并下达操作指令；可管理工作人员的操作权限。7.根据权利要求1所述的一种开放式射线装置运行安全监控系统，其特征在于：所述状态和预警处理终端(10)，接收来自主控机(1)的指令，采用led信息显示屏和声/光报警装置进行播报；led信息显示屏一般设置于屏蔽门内和屏蔽门外，各安装1个；声/光报警装置一般设置于屏蔽门内和屏蔽门外，并避开播报盲区。

技术总结
本发明涉及辐射环境监测与安全控制技术领域，且公开了一种开放式射线装置运行安全监控系统，包括主控机、射线装置出束控制端、射线装置联锁控制端、辐射剂量传感器、环境监测传感器、烟雾监测传感器、视频探头、显示终端、决策终端和状态及预警处理终端。本发明提供了一种开放式射线装置安全运行监控系统，设置监测剂量阈值，优化监控传感器、状态及预警处理终端的布设，实现“决策层管控联动”与“实体开关/监测剂量-射线装置出束联锁联动”的有效结合，既能对射线装置运行时可能产生的环境污染和火灾风险进行监控和联锁，又能够实现日常运行与突发应急时辐射安全管理的人机互动，充分保障辐射工作人员的生命安全及周围环境安全。障辐射工作人员的生命安全及周围环境安全。


技术研发人员：张士兵 严立 黎乐年 李翠
受保护的技术使用者：上海锐浦环境技术发展有限公司
技术研发日：2023.05.27
技术公布日：2023/8/28