一种主蒸汽管道辐射监测方法及装置与流程

本发明涉及一种核电厂废气监测技术领域，具体涉及一种主蒸汽管道辐射监测方法及装置。

背景技术：

压水反应堆核电厂的核动力装置通常由二个密闭的循环回路组成，称一回路和二回路。一回路包括核反应堆(密封在压力容器中)、主冷却水泵、稳压器等设备，压强保持在120～160个大气压；二回路包括蒸汽发生器、冷凝器、主冷却水泵等设备，压强保持在70个大气压。一回路连接着堆芯和二回路中的蒸汽发生器。

吸收一回路冷却水的热能后，二回路冷却水被加热至沸腾(温度约260℃)形成水蒸气。该水蒸气过滤掉混杂的液态水后被送至汽轮机，推动涡轮发动机运转进行发电。从汽轮机流出的二回路冷却水经冷凝器凝结为液态水后，回流至蒸汽发生器。

在蒸汽发生器内部有几万根传热管。为了提高传热效率，每根传热管的管壁做得很薄，仅1.09mm。由于传热管内流动动着高温、高压的冷却水，因而传热管容易遭受机械损伤和腐蚀危害，从而产生泄漏。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的是提供了一种主蒸汽管道辐射监测方法及装置。

本发明采用的技术方案为：

一种主蒸汽管道辐射监测方法，包括

设置在主蒸汽管道内一次侧向二次侧113l/d～757l/d的¹⁶n辐射监测器以及惰性气体辐射探测器，

所述¹⁶n辐射监测器通过监测¹⁶n核素判断蒸汽发生器泄漏状况；

所述惰性气体辐射探测器监测主蒸汽管道中⁸⁵kr和¹³³xe的总活度浓度；

与¹⁶n辐射监测器连接的¹⁶n就地辐射处理模块，该¹⁶n就地辐射处理模块用于对探测到的¹⁶n核素信号的采集、数据处理和显示；

与惰性气体辐射探测器连接的惰性气体就地辐射处理模块，该惰性气体就地辐射处理模块用于对探测到的⁸⁵kr和¹³³xe的总活度浓度的信号的采集、数据处理和显示；

与¹⁶n辐射监测器以及惰性气体辐射探测器连接的计算机控制部，所述¹⁶n辐射监测器以及惰性气体辐射探测器接收计算机控制部控制信号，发送所测得的辐射数据，给出声、光报警和指示信号。

进一步地，¹⁶n就地辐射处理模块数据处理后得到¹⁶n的泄漏率，其具体的处理方法如下：

主蒸汽发生器内传热管破损处¹⁶n的泄漏率与处于蒸汽主管道旁探测器测量的¹⁶n衰变产生的γ射线计数率具有如下关系：

式中：

q为传热管泄漏率(l/h)，

n为测量处¹⁶n的γ辐射计数率(s^-1)，

c为传热管泄漏率计算传输系数(s^-1·l^-1·h)，

传输系数c与探测器几何因子k1、探测器效率因子k2及传热管单位泄漏率时¹⁶n探测点处主蒸汽管道中¹⁶n的γ放射性活度关，即：

c＝k1·k2·av(6.3)

式中：

av为传热管单位泄漏率时¹⁶n探测点处主蒸汽管道中¹⁶n的γ放射性活度，

av如下式所示：

av＝(aρ/q)·(ρv/ρp)·e^-λt

(6.4)

式中：

aρ为泄漏部位一次侧¹⁶n放射性活度(bq·cm^-3)，随核功率和泄漏点位置而改变，

q为主蒸汽管中蒸汽流量(l·h^-1)，

ρv为主蒸汽密度(kg·m^-3)，

ρp为冷却剂平均密度(kg·m^-3)，

λ为¹⁶n辐射衰变常数(s^-1)，

t为¹⁶n从传热管泄漏处到探测点的传输时间(s)，

根据反应堆、蒸汽发生器和主蒸汽管道的结构尺寸、物理参数以及¹⁶n的辐射监测点参数，可计算出¹⁶n的传输时间、探测器几何因子k1、探测器效率因子k2；然后，根据上述各式计算出传输系数c；最后，根据传输系统c和计数率n，计算出主蒸汽发生器内传热管破损处¹⁶n的泄漏率。

进一步地，¹⁶n从传热管泄漏处到探测点的传输时间t的探测方法如下：

¹⁶n从泄漏点到测量点的传输时间的探测方法基于如下假设模型：

(1)小泄漏量假设：由于泄漏量小，泄漏水变成的蒸汽不会对蒸汽发生器一、二次侧的传热、流动过程产生明显影响，即蒸汽发生器仍处于稳定运行状态；

(2)一致性假设：一次侧的水泄漏到二次侧变成的蒸汽的运动与二次侧流动过程一致；

(3)一维假设：二次侧中的工作介质在蒸汽发生器的管束区、汽水分离区、干燥区和主蒸汽管道中都是一维流动；

(4)孤立流道假设：蒸汽发生器二次侧冷热两通道之间无质量、动量、能量变化；

由上述的假设模型可知，¹⁶n在管束区是受热两相流，在汽水分离区是绝热两相流，在干燥区和主蒸汽管道中是单相蒸汽流动，可用热工水力学程序计算，计算公式如下：

式中：z1为泄漏率z向坐标，

z2为弯管区顶点z向坐标，

wn1(z)为二次侧介质在z向的速度分量，

式中：z2为汽水分离区出口z向坐标，

z1同(6.5)式中的z2，

wn2(z)为汽水分离区介质在z向的速度分量，

式中：ρv为蒸汽密度，

vd为干燥区空间体积，

q为蒸汽质量流量，

式中：l为蒸汽发生器出口处至主蒸汽管道探测器处之间的长度，

s为主蒸汽管道的截面，

ρv、q与(6.7)式同，

上式中，

t1为在管束加热区传输的时间，即给水口至给水联箱的传输时间，t1因泄漏点位置不同而不同，通常计算传热管热端、冷端和弯管这三点位置的t11、t12和t13，t1为它们的平均值；t2为在汽水分离区的传输时间，即给水联箱至蒸汽联箱的传输时间；t3为在干燥箱的传输时间，即蒸汽联箱至蒸汽环箱出口的传输时间；t4为蒸汽环箱出口处至主蒸汽管探测器所在处的传输时间。

进一步地，所述惰性气体辐射探测器设置有主电离室和差分电离室，主电离室和差分电离室工作高压极性相反，所产生的电流方向也相反，从而可以抵消对两个电离室都有贡献的环境本底γ辐射，

电离室的输出电流引起的计数为：

n＝i·kf(7.1)

式中：n为测得的计数率，单位s^-1，

i为电离室的输出电流，单位pa，

kf为电流频率转换系数，单位s^-1/pa，

在校准得到电离室的灵敏度后，即可通过正式计算出主蒸汽管道中的放射性惰性气体的活度浓度：

式中：s是电离室灵敏度，单位s^-1/bq。

本发明还提供了一种主蒸汽管道辐射监测装置，包括蒸汽发生器，设置在蒸汽发生器内部的u型管，设置在蒸汽发生器上的主蒸汽管道，所述蒸汽发生器用安全壳进行隔离，其特征在于，在主蒸汽管道上设置有¹⁶n辐射监测器以及惰性气体辐射探测器，与¹⁶n辐射监测器连接的¹⁶n就地辐射处理模块，与惰性气体辐射探测器连接的惰性气体就地辐射处理模块，与¹⁶n辐射监测器以及惰性气体辐射探测器连接的计算机控制部，所述¹⁶n辐射监测器以及惰性气体辐射探测器接收计算机控制部控制信号，发送所测得的辐射数据，给出声、光报警和指示信号；

以及供电箱，为所述¹⁶n辐射监测器、惰性气体辐射探测器、计算机控制部、¹⁶n就地辐射处理模块以及惰性气体就地辐射处理模块供电。

进一步地，所述¹⁶n辐射监测器、惰性气体辐射探测器设置在支架上。

本发明在压水反应堆核电厂设置蒸汽发生器传热管泄漏监测装置，对核电厂第二道放射性防护屏障进行在线监测，避免传热管泄漏后造成放射性物质污染核电厂二回路设备，甚至意外排放，意义非常重要。

附图说明

图1为本发明的原理框架图；

图2为本发明的结构结构图；

图3为本发明中过滤组件的结构示意图；

图4为本发明中核电站气溶胶连续辐射监测装置的电路原理图；

图5为本发明中气溶胶探测器的原理图；

图6为本发明中惰性气体辐射探测器；

图7为本发明中惰性气体辐射探测器的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

一种主蒸汽管道辐射监测方法，包括

设置在主蒸汽管道内一次侧向二次侧113l/d～757l/d的¹⁶n辐射监测器以及惰性气体辐射探测器，

所述¹⁶n辐射监测器通过监测¹⁶n核素判断蒸汽发生器泄漏状况；

所述惰性气体辐射探测器监测主蒸汽管道中⁸⁵kr和¹³³xe的总活度浓度；

与¹⁶n辐射监测器连接的¹⁶n就地辐射处理模块，该¹⁶n就地辐射处理模块用于对探测到的¹⁶n核素信号的采集、数据处理和显示；

与惰性气体辐射探测器连接的惰性气体就地辐射处理模块，该惰性气体就地辐射处理模块用于对探测到的⁸⁵kr和¹³³xe的总活度浓度的信号的采集、数据处理和显示；

与¹⁶n辐射监测器以及惰性气体辐射探测器连接的计算机控制部，所述¹⁶n辐射监测器以及惰性气体辐射探测器接收计算机控制部控制信号，发送所测得的辐射数据，给出声、光报警和指示信号。

进一步地，¹⁶n就地辐射处理模块数据处理后得到¹⁶n的泄漏率，其具体的处理方法如下：

主蒸汽发生器内传热管破损处¹⁶n的泄漏率与处于蒸汽主管道旁探测器测量的¹⁶n衰变产生的γ射线计数率具有如下关系：

式中：

q为传热管泄漏率(l/h)，

n为测量处¹⁶n的γ辐射计数率(s^-1)，

c为传热管泄漏率计算传输系数(s^-1·l^-1·h)，

传输系数c与探测器几何因子k1、探测器效率因子k2及传热管单位泄漏率时¹⁶n探测点处主蒸汽管道中¹⁶n的γ放射性活度关，即：

c＝k1·k2·av(6.3)

式中：

av为传热管单位泄漏率时¹⁶n探测点处主蒸汽管道中¹⁶n的γ放射性活度，

av如下式所示：

av＝(aρ/q)·(ρv/ρp)·e^-λt

(6.4)

式中：

aρ为泄漏部位一次侧¹⁶n放射性活度(bq·cm^-3)，随核功率和泄漏点位置而改变，

q为主蒸汽管中蒸汽流量(l·h^-1)，

ρv为主蒸汽密度(kg·m^-3)，

ρp为冷却剂平均密度(kg·m^-3)，

λ为¹⁶n辐射衰变常数(s^-1)，

t为¹⁶n从传热管泄漏处到探测点的传输时间(s)，

根据反应堆、蒸汽发生器和主蒸汽管道的结构尺寸、物理参数以及¹⁶n的辐射监测点参数，可计算出¹⁶n的传输时间、探测器几何因子k1、探测器效率因子k2；然后，根据上述各式计算出传输系数c；最后，根据传输系统c和计数率n，计算出主蒸汽发生器内传热管破损处¹⁶n的泄漏率。

进一步地，¹⁶n从传热管泄漏处到探测点的传输时间t的探测方法如下：

¹⁶n从泄漏点到测量点的传输时间的探测方法基于如下假设模型：

(1)小泄漏量假设：由于泄漏量小，泄漏水变成的蒸汽不会对蒸汽发生器一、二次侧的传热、流动过程产生明显影响，即蒸汽发生器仍处于稳定运行状态；

(2)一致性假设：一次侧的水泄漏到二次侧变成的蒸汽的运动与二次侧流动过程一致；

(3)一维假设：二次侧中的工作介质在蒸汽发生器的管束区、汽水分离区、干燥区和主蒸汽管道中都是一维流动；

(4)孤立流道假设：蒸汽发生器二次侧冷热两通道之间无质量、动量、能量变化；

由上述的假设模型可知，¹⁶n在管束区是受热两相流，在汽水分离区是绝热两相流，在干燥区和主蒸汽管道中是单相蒸汽流动，可用热工水力学程序计算，计算公式如下：

式中：z1为泄漏率z向坐标，

z2为弯管区顶点z向坐标，

wn1(z)为二次侧介质在z向的速度分量，

式中：z2为汽水分离区出口z向坐标，

z1同(6.5)式中的z2，

wn2(z)为汽水分离区介质在z向的速度分量，

式中：ρv为蒸汽密度，

vd为干燥区空间体积，

q为蒸汽质量流量，

式中：l为蒸汽发生器出口处至主蒸汽管道探测器处之间的长度，

s为主蒸汽管道的截面，

ρv、q与(6.7)式同，

上式中，

t1为在管束加热区传输的时间，即给水口至给水联箱的传输时间，t1因泄漏点位置不同而不同，通常计算传热管热端、冷端和弯管这三点位置的t11、t12和t13，t1为它们的平均值；t2为在汽水分离区的传输时间，即给水联箱至蒸汽联箱的传输时间；t3为在干燥箱的传输时间，即蒸汽联箱至蒸汽环箱出口的传输时间；t4为蒸汽环箱出口处至主蒸汽管探测器所在处的传输时间。

进一步地，所述惰性气体辐射探测器设置有主电离室和差分电离室，主电离室和差分电离室工作高压极性相反，所产生的电流方向也相反，从而可以抵消对两个电离室都有贡献的环境本底γ辐射，

电离室的输出电流引起的计数为：

n＝i·kf(7.1)

式中：n为测得的计数率，单位s^-1，

i为电离室的输出电流，单位pa，

kf为电流频率转换系数，单位s^-1/pa，

在校准得到电离室的灵敏度后，即可通过正式计算出主蒸汽管道中的放射性惰性气体的活度浓度：

式中：s是电离室灵敏度，单位s^-1/bq。

¹⁶n探测系统的探测效率主要由探测装置的几何因子k1、¹⁶n的β衰变时伴生的γ射线在探测器中的本征效率k2等因素决定。

¹⁶n在主蒸汽管道内发射69％的6.13mev和5％的7.12mev高能γ光子从产生到被γ探测器所记录主要经过了二个历史阶段：第一个阶段是主蒸汽管道内的¹⁶nγ光子源能否穿透主蒸汽管道的过程；第二阶段是穿透主蒸汽管道的γ光子能否入射探测器系统、并穿透探测器包壳层与探测器晶体发生相互作用后而引起计数的过程。

根据主蒸汽管道和探测器的结构，见图6，探测器所探测到的主蒸汽管道内¹⁶n衰变产生的γ射线的峰源效率是非常低的：

主蒸汽管道具有相对较厚的钢管层，所以主蒸汽管道内¹⁶n衰变产生的γ光子源只有一部分能穿透主蒸汽管道。

穿透主管道后的高能γ光子只有很少一部分能够入射探测器系统，而入射探测器的γ光子还要穿透探测器各包壳层，经过一定的衰减后才能进入探测器晶体。

入射探测器晶体的γ光子只有一部分能在晶体中沉积能量，即对入射γ光子探测器晶体有一定的本征效率。

¹⁶n衰变发射的6.13mev和7.12mev两种单能γ光子，自产生到入射探测器晶体，要经过主蒸汽管道各屏蔽层、主蒸汽管道和探测器之间的空气层、探测器各包壳层后才能到达探测器晶体。在这个过程中，6.13mev和7.12mev两种单能γ光子可能已经和各屏蔽层介质发生了光电效应、康普顿散射和电子对效应等相互作用，产生了次级光子和次级电子，且次级电子在与周围介质的相互作用中还会再产生下一代次级光子等等，这使得最终实际入射探测器晶体的γ光子不再只是6.13mev和7.12mev这两种单能γ光子。因此，探测器所测的4.5mev～7mev这段能谱中，成分十分复杂，具体包括：

6.13mevγ光子的全能峰、单逃逸峰和双逃逸峰，这是主要部分。

一定量的7.12mevγ光子的单逃逸峰和双逃逸峰。

6.13mev和7.12mev两种单能γ光子在探测器晶体中由于康普顿散射产生的散射光子逃逸后留下的一长段连续电子能量谱的一部分叠加。

¹⁶n的γ光子穿过探测系统各包壳层发生康普顿散射。在进入探测器晶体之前能量超过4.5mev的康普顿散射光子可能最终在4.mev5～7mev这段能谱中引起计数。

¹⁶nγ光子穿过探测系统各包壳层产生光电子、康普顿散射电子和正负电子对等次级电子，次级电子可能与介质相互作用产生的能量超过4.5mev的轫致辐射光子、飞行湮灭光子等次级光子，可能最终在4.5mev～7mev这段能谱中引起计数。

由于探测器输出电压幅度脉冲的涨落，使得入射探测器晶体的γ光子在晶体中的实际沉积能量在4mev.5～7mev范围之外也有可能在输出的4.5mev～7mev这段能谱中引起计数。

从上述分析可知，探测效率因子k1和k2主要决定于以下几个方面：

¹⁶n衰变产生的γ光子穿透主蒸汽管道后光子能量仍大于4.5mev的穿透率，即单位时间内穿透主蒸汽管道的能量大于4.5mev的光子与¹⁶n源放射性活度之比。这里所指的光子包括了直接穿透主蒸汽管道的6.13mev和7.12mev高能¹⁶nγ光子和其他能量大于4.5mev散射光子和轫致辐射光子等，即此穿透率也包括了¹⁶n单能γ光子的积累因子。

穿透主蒸汽管道后能量大于4.5mev的高能光子能否入射探测器系统的入射率，即穿透主蒸汽管道后能量大于4.5mev的高能光子形成一定分布的圆柱面源与探测器系统之间的几何因子。几何因子与主蒸汽管道和探测器的尺寸以及它们之间的相对位置直接相关。

入射探测器外包壳能量大于4.5mev的高能光子穿透探测器晶体各外包壳层后能进入探测器晶体的穿透率，即要考虑探测器外包壳对源光子的衰减效应。

探测器晶体沉积能量在4.5mev～7mev区间的本征效率，即沉积能量在4.5mev～7mev区间的计数率与单位时间内实际入射探测器晶体的光子数之比。与探测器晶体材料本身有关，也与γ光子源和探测器晶体的位置有关。

主蒸汽管道的体积和蒸汽流量。因为对于管道内同样的¹⁶n放射性活度，主蒸汽管道的体积不同，¹⁶n放射性体积比活度就不同，那么探测效率因子也就不同。又因为主蒸汽管道内的¹⁶n是被管道内的蒸汽所携带的，所以蒸汽流量或流速决定了¹⁶n放射源在主蒸汽管道内的分布。

鉴于¹⁶n探测装置的特殊性和上述分析，对于探测效率因子k1和k2，其原型问题的实验测定相当困难，目前只能通过理论计算得到。

主蒸汽管道¹⁶n探测系统探测¹⁶n衰变的6.13mev和7.12mev两种γ射线的计数率n和泄漏率l之间的关系式又可写为：

式中，k是与泄漏点到探测器的距离、高压蒸汽流速、γ射线的发射概率、λ等有关的因子，探测效率η是决定泄漏率l的关键物理量。它依赖于探测器的大小及其离源的距离和探测器周围的屏蔽物质，也依赖于源的大小及其几何形状等。η可以用理论计算和实验上已知强度的体源和点源测量，在实验测量中由于很难获得6.13mev的γ射线的长管体源，所以我们用点源来代替体源来进行探测效率刻度。

首先定义坐标系。z轴是钢管的轴线，y轴垂直水平面，x轴在探测器的轴线上。在柱坐标系r是离钢管轴线的z的距离，φ是r的方位角。

在稳定的¹⁶n的泄漏率的状态下，γ射线的计数率，

n＝ε(r0,φ0,z0)λeγ∫∫∫i(r,φ,z)r(r,φ,z)rdrdφdz(6.10)

其中eγ是6.13mev-γ射线的发射概率，i(r,φ,z)和r(r,φ,z)分别是¹⁶n的密度和相对效率空间分布，是体积元。

设在参考点r0＝0，φ0＝0，z0＝0的位置放置一个标准源，活度为a，电子仪器记录到的γ粒子数为n0，则参考源的绝对探测效率为：

在任意一点(r，φ，z)放置一个标准源，活度为a，记录粒子数为n，则

于是长管内任意一点放射源的相对探测效率空间分布为：

(r，φ，z)＝ε(r，φ，z)/ε(r0，φ0，z0)(6.13)

如果i(r，φ，z)与r和φ无关，则：

i(z)＝i0exp[-λ(l0+z)/v](6.14)

其中i0是泄露点处的¹⁶n的密度，l0是泄露点到探测器的距离，υ是高压蒸汽的流速。

则有以下三式：

l＝i0vs(6.15)

η＝ε(r0，φ0，z0)∑(ξ)(6.16)

k＝v^-1·eλ·z0·λ·exp(-λl0/v)(6.17)

其中，s是钢管内径的横截面积，z0＝1cm，∑(ξ)是收敛点处的累积积分：

r(z)是r(r，φ，z)对r和φ的积分，它相对于z＝0cm是对称的，z0是为了消除(6.10)式积分的量纲而引入的，如果u≥10m/s，z＝±2.5m，λz≤0.0243≤1，e^-z和e^z可泰勒展开，并取z的一次项，则：

那么相对探测效率因子η为

η＝ε0(r0，φ0，z0)∑(ξ)(6.20)。

本发明还提供了一种主蒸汽管道辐射监测装置，包括蒸汽发生器，设置在蒸汽发生器3内部的u型管2，设置在蒸汽发生器3上的主蒸汽管道4，所述蒸汽发生器3用安全壳1进行隔离，在主蒸汽管道4上设置有¹⁶n辐射监测器6以及惰性气体辐射探测器5，与¹⁶n辐射监测器6连接的¹⁶n就地辐射处理模块8，与惰性气体辐射探测器5连接的惰性气体就地辐射处理模块9，与¹⁶n辐射监测器6以及惰性气体辐射探测器5连接的计算机控制部10，所述¹⁶n辐射监测器6以及惰性气体辐射探测器5接收计算机控制部控制10信号，发送所测得的辐射数据，给出声、光报警和指示信号；

以及供电箱11，为所述¹⁶n辐射监测器6、惰性气体辐射探测器5、计算机控制部10、¹⁶n就地辐射处理模块8以及惰性气体就地辐射处理模块9供电。

进一步地，所述¹⁶n辐射监测器6、惰性气体辐射探测器5设置在支架7上。

参照图3，本发明还提供了一种高温¹⁶n辐射监测器，包括

屏蔽体601，设置在屏蔽体内的屏蔽腔室，设置在屏蔽腔室内壁上的绝缘保温层603，在绝缘保温层603内部设置有探测器晶体602，该探测器晶体602的前端设置有前置处理板605，以及在探测器晶体602的周侧至少设置有一组氯化钠稳普源604。

所述探测器晶体602密封在不锈钢外壳内，不锈钢外壳的另一侧密封绝缘保温层603。在本发明中，探测器晶体602采用nai晶体，密度3.667g/cm³；晶体外包壳层为a3不锈钢，密度7.8kg/cm³，顶面厚0.3cm，圆柱侧面厚0.6cm；所述绝缘保温层603为矿石棉或sio2气凝胶中的一种，在本发明中，优选为二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶是目前已知的导热系数最低的固体，可作为超级绝热材料，绝热体外有不锈钢外壳，一端用焊接密封，另一端用o型圈密封。整个探头防水，隔热，抗强震动。隔热层sio2气凝胶的密度0.06g/cm³，顶面和圆柱侧面厚度均为6cm；外壳层为a3不锈钢，密度7.8kg/cm³，顶面厚0.5cm，圆柱侧面厚0.3cm。

所述屏蔽腔室为4π铅屏蔽室内，铅屏蔽室厚度50mm。

参照图4，所述前置处理板604包括前置放大单元、数字化多通道、arm处理板、高压释放单元以及¹⁶n就地辐射处理模块8，所述前置放大单元连接光电晶体管，该光电晶体管设置在氯化钠稳普源处，所述数字化多通道分别连接前置放大单元和arm处理板，所述arm处理板与高压释放单元连接，高压释放单元与光电晶体管连接，所述¹⁶n就地辐射处理模块8通过rs485接口与arm处理板进行通信。

nai(tl)探测器输出信号经过一定增益的前置放大后，直接进入2048道数字多道进行采集。

arm处理板对数字多道采集到的γ能谱进行分析和处理，并且在必要时调节主探测器的供电高压，进行稳谱。

数字多道和arm处理板设计在不同的电路板上，组成一个前端处理单元，布置在探测器输出端。

前端处理单元通过rs485接口与¹⁶n就地辐射处理模块8进行通信，将被测数据传输到就地辐射处理模块(lrp)进行处理和显示。

参照图5，所述¹⁶n就地辐射处理模块8包括arm主处理器以及与arm主处理器连接的显示屏、输入键盘、网络接口以及多个i/o端口，

所述显示屏按设定的格式显示测量数据；

所述键盘输入相应的信息；

所述rs485端口传输或接收前端处理单元发送的数据；

所述网络端口实现与外部计算机的通信和数据交换；

所述i/o端口接收环境或被测量的温度、压力和流量信号，输出报警或开关控制信号。

¹⁶n就地辐射处理模块8(lrp)通过rs485接口与前端处理单元进行通信，接收和处理前端处理单元发送的数据，按照设定格式在显示测量数据，并自动切换量纲；根据预先设定的阈值，显示或发出对应的状态指示或声光报警信号；按程序的要求，通过面板键盘输入相应的信息。

就地辐射处理模块提供以下测量数据、状态指示或声光报警信号：

测量值(1路模拟量)

高值报警(开关量)

高高值报警(开关量)

故障和(或)失效报警(开关量)

检查源启动或监测仪正在试验(开关量)

另外，就地辐射处理模块还可以提供所测辐射数据的多种平均值(例如，1min、10min、1h和日等)。

显示泄漏率数据时，在功率p≥20％fp时，测量数据按格式显示，且自动切换量纲；在功率p<20％fp时，测量(0.2～2.2)mev能区内总γ计数率，测量数据按脉冲计数格式显示。

参照图6及图7，本发明还提供了一种惰性气体辐射探测器，包括

屏蔽体501，该屏蔽体501的内部中空设置，沿其内壁设置有钢套502，在钢套502内壁嵌入绝热层503，该绝热层503优选二氧化硅气凝胶，在绝热层503内部的上下两端分别设置有主电离室定位槽506和差分电离室定位槽508，所述主电离室定位槽508和差分电离室定位槽508处分别设置有主电离室505和差分电离室504，且主电离室505和差分电离室504之间设置有连接套507，所述屏蔽体501的上端设置有压盖509，以及主电离室505和差分电离室504通过电缆连接设置在外部的前置处理模块512。

所述压盖509包括相互对接的左压盖和右压盖，左压盖和右压盖之间设置有对接段511，形成密封结构。

所述左压盖和右压盖通过螺钉或者螺栓510与屏蔽体501固定。

所述差分电离室504包括一测量室和补偿室。

本发明提供的探测器安装在距离主蒸汽管道5cm处，测量范围为3.7×10⁹bq/m³～3.7×10¹³bq/m³，跨4个量级。当管道内放射性惰性气体活度浓度为3.7×10⁹bq/m³时，探测器处的剂量当量估算约4.32μsv/h，若再考虑50mm后的管道壁厚，实际剂量率估计在0.2μsv/h，基本处于环境本底状态。电离室的灵敏度必须要达到环境级的检测水平，才能满足现场监测要求。本方案差分电离室504选用不锈钢制成，其测量室和补偿室的尺寸均为约φ75mm×144mm(0.5升)，壁厚2.5mm，为了提高电离室的灵敏度和探测效率，电离室内充有10个大气压的氩惰性气体。

探测器安装现场的外γ场本底为2.5μgy/h，考虑外屏蔽降低到环境本底水平，电离室探测器的屏蔽体选用4π铅屏蔽体，4π铅屏蔽体厚度至少为40mm，衰减倍数大于40倍。

为避免高温、高湿等恶劣环境对探测器电子元器件的影响，探测所需的电子线路均不设计在探测器内部，而是设计一个前置处理模块512，该前置处理模块512设置另一个测量间；电离室探测器通过耐高温的硬电缆和前置处理模块512连接。

所述前置处理模块512包括可调增益放大器、i/f变换单元以及arm控制单元，所述可调增益放大器通过分别通过电缆与测量室和补偿室连接，所述可调增益放大器通过i/f变换单元连接arm控制单元，arm控制单元通过rs485接口连接至就地辐射处理单元。

差分电离室504的输出信号通过硬电缆传输到可调增益放大器中适当放大，然后进入i/f转换模块，再进入arm控制单元的采集、处理电路。当差分电离输出电流较大时，arm控制可调增益放大电路减小放大倍数。

可调增益放大器、i/f转换器、arm处理电路组成一个前端处理模块，布置在与探测器不同的测量间。

前端处理单元通过rs485接口与惰性气体监测仪就地辐射处理单元进行通信，将被测数据传输到就地辐射处理单元进行处理和显示。

所述就地辐射处理单元包括arm主处理器以及与arm主处理器连接的显示屏、输入键盘、网络接口以及多个i/o端口，所述显示屏按设定的格式显示测量数据；所述键盘输入相应的信息；所述rs485端口传输或接收前端处理单元发送的数据；所述网络端口实现与外部计算机的通信和数据交换；所述i/o端口接收环境或被测量的温度、压力和流量信号，输出报警或开关控制信号。

以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。