ТОО "СОЛО ЛЛП(SOLO LLP)" качество, опыт, надежность

Статьи

06.09.2018



К вопросу об приборах для индивидуальной дозиметрии.

В.Н. Севостьянов, В.В. Абеленцев, Н.В. Севостьянов

(ТОО «СОЛО ЛЛП»)


В настоящее время, в различных сферах человеческой деятельности широко используются источники ионизирующег излучения (ИИИ). При использование полезных свойств ИИИ всегда возникает необходимость контроля уровня возникающего дополнительного радиоактивного облучения персонала предприятий и учреждений, использующих в своей деятельности ИИИ. Наиболее часто используются источники проникающих рентгеновского и гамма излучений. Поэтому в данной работе кратко рассмотрим приборы для измерения индивидуальных доз от рентгеновского и гамма излучений-индивидульные дозиметры (ИД).

На практике, присутствует широкий выбор, коммерчески доступных ИД. В этом легко убедиться, если в браузере, в строке «поиск» набрать «индивидуальный дозиметр».

В современных приборах радиационного контроля в основном применяются микроконтроллеры, работающие в режиме экономичного энергосбережения.



Структурная схема современного индивидуального дозиметра представлена на рис.1.

1 – детектор ИИ;
2 – усилитель;
3 – блок обработки информации/микроконтроллер;
4 –дисплей /индикатор, или устройство хранения информации;
5 – блок питания.



Для систематизации отметим сразу, что ИД делятся на два класса - бытовые и профессиональные. Профессиональные дозиметры, в отличие от бытовых внесены в государственный реестр средств измерения, по результатам соответствующих государственных испытаний. Только профессиональные приборы, подлежат обязательной ежегодной метрологической поверке и могут быть использованы для целей официальных, метрологически обеспеченных измерений уполномоченными органами, организациями или их подразделеними. Помимо этого, ИД можно поделить на прямопоказывающие и не являющиеся таковыми. Для прямопоказывающих приборов показания о накопленных дозах, часто и о мощности дозы в данный момент времени, отображаются на дисплее прибора. Для непрямопоказывающих устройств, информацию получают в результате дополнительных процедур, проводимых на специальной считывающей аппаратуре. Важнейшей характеристикой ИД является используемый тип детектора, газоразрядный (ионизационный), сцинтилляционный (органический или неорганический) или твердотельный детектор другого типа. ИД различаются по ширине энергетического диапазона регистрируемого излучения, по диапазону измеряемых доз, дипазону мощности доз, погрешности измерений. ИД также различаются габаритными размерами, весом, энергопотреблением, типом источника питания, степень защиты корпуса. В современных ИД часто используютя микроконтроллеры,что позволяет снабдить прибор множеством удобных пользовательских функций, таких как запись данных в память прибора, выбор различных режимов измерения, программирование порогов предупреждения, геолокация, телепередача данных и т.д и т.п.

Анализ показывает, что , в настоящее время, наиболее распространённым прибором для измерения индивидуальных доз в Казахстане, и с большой вероятностью в других странах СНГ, являются термолюминисцентные дозиметры (ТЛД ). Основное преимущество ТЛД – их небольшой размер, что создаёт удобство в использовании. Сами ТЛД, не учитывая считывающее устройство, достаточно дёшевы ТЛД имеет возможности повторного использования. Одним недостатков является однократное получение информации (при нагреве) на специальном считывающем устройстве без возможности воспроизведения. Надо иметь в виду, что тепло и свет приводят к потере информации о дозе излучения, а после нагрева (отжига) уменьшается чувствительность ТЛД. При практическом использовании, часто, факт потери чувствительности просто игнорируется оператором. Основным же недостатком ТЛД, является то, что использование данного устройства не позволяет избежать переоблучение персонала. Факт переоблучения устанавливается потом, только после считывания информации. А интервалы времени между обработкой ТЛД составляют от 1 месяца до 1 квартала. Комментарии, как говорят, излишни. Конечно, переоблучение персонала можно избежать, используя прямопоказывающие ИД, но очень часто, их эргономические свойства, т.е свойства удобства и комфорта использования, не способствуют широкому использованию большинства прямопоказывающих ИД. ТОО «СОЛО ЛЛП» разработало и наладило серийный выпуск профессионального ИД, являющегося современной инновационной разработкой и заменой ТЛД. Данный прибор типа «РКС-01ИМ-СОЛО» это прибор, имеющий малые габаритные размеры и массу, как у индивидуальных термолюминесцентных дозиметров, при этом выполняющий функции профессионального прямопоказывающего дозиметра. ИД рентгеновского и гамма-излучения «РКС-01ИМ-СОЛО»-пороговый дозиметр со встроенным высокочувствительным сцинтилляционным детектором и кремниевым фотоэлектронным умножителем предназначен для возможности измерения и контроля эквивалентной дозы (накопленной дозы) и мощности эквивалентной дозы рентгеновского и гамма-излучения. В приборе использован современный высоконадёжный ультрамалоэнергопотребляющий малогабаритный микроконтроллер (STM32L476RGT6), упразднены индикатор и кнопки управления, в результате чего уменьшаются габаритные размеры и вес, значительно повышается его ударопрочность. Данный дозиметр включает все полезные функции широко используемых ТЛД. Дополнительными функциональными возможностями и преимуществом «РКС-01ИМ-СОЛО» перед ТЛД является оперативность контроля гамма-излучения в реальном времени с функцией 2-х пороговой сигнализации, выполненной на трехцветном светодиоде и звуковом сигнализаторе, благодаря чему исключается переоблучение персонала. Все данные о превышении установленных порогов облучения хранятся в памяти с указанием времени и даты события. Исключается необходимость термообработки при использовании дорогостоящего считывающего оборудования, без которого не обходятся дозиметры типа ТЛД и при котором каждый раз снижается эффективность регистрации ТЛД. Данные считываются с помощью USB-интерфейса непосредственно в компьютер, где создается удобная пользовательская база данных. Возможно оснащение прибора блоком GPS для геолокации и блоком GSM для телепередачи данных. Дозиметр разработан на основе прорывных иновационных и энергосберегающих технологий.


ОСОБЕННОСТИ:

  • Предельно малые габаритные размеры и вес;
  • Непрерывный контроль с сигнализацией превышения порогов по дозе и мощности дозы;
  • Индикация разряда элемента питания отображается с помощью светодиода на дозиметре;
  • Одновременное измерение дозы и мощности дозы;
  • Двухпороговая трехцветная световая и звуковая индикация;
  • Программируется 2 порога срабатывания при превышении порогов облучения (желтый, красный):
  • Время работы дозиметра программируется в соответствии с рабочим днем пользователя;
  • Для передачи данных в компьютер применяется USB-интерфейс;
  • Герметичность, обеспечивающая пылевлагозащищённость;
  • Ударопрочность;
  • Более 120 час непрерывной работы от заряда встроенного аккумулятора.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Регистрируемый диапазон энергий рентгеноыского и гамма-излучения от 0,015 до 10 МэВ
Диапазон измерения мощности эквивалентной дозы рентгеновского и гамма-излучения от 0,01 до 5∙104 мкЗв/ч
Диапазон измерения эквивалентной дозы рентгеновского игамма-излучения от 1,0 мкЗв до 100 Зв
Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения ± 15%
Рабочий диапазон температур от – 40 °С до + 50 °С
Влажность до 100 %
Питание прибора литий-полимерный аккумулятор
Габаритные размеры 46×27×21 мм
Масса 30 г.


Рис.2 Внешний вид ИД «РКС-01ИМ-СОЛО»



Выше уже отмечалось, что широкому распространению для целей индивидуальной дозиметрии прямопоказывающих ИД препятствуют недостточное удобство в эксплуатации большинства из них. В качестве примера ниже приведена таблица сравнительных характеристик приборов «РКС-01-ИМ-СОЛО» и малогабаритных приборов «ДКГ-21М», «ДКГ-21».

Таблица. Сравнительные характеристики дозиметров РКС-01ИМ-СОЛО и ДКГ-21М, ДКГ-21.

РКС-01ИМ ДКГ-21М ДКГ-21
Детектор Сцинтиллятор органический с кремниевым ФЭУ (чувствительность превышает более чем в 30 раз детектор СБМ-21 ) Свойства детектора практически не меняются в течении времени 10 и более лет. Механически прочен. Газоразрядный Гейгера-Мюллера СБМ-21 Свойства детектора могут существенно ухудщаться со временем,за счёт утечки сжатого газа из полости детектора. Механически не прочен. Газоразрядный Гейгера-Мюллера СБМ-21 Свойства детектора могут существенно ухудщаться со временем,за счёт утечки сжатого газа из полости детектора. Механически не прочен.
Масса, г 30 140 80
Размеры, мм 46×27×21 56x96x16 86х54х9
Диапазон рабочих температур, °C от – 40 °С до + 50 °С от – 20 °С до + 50 °С от – 10 °С до + 50 °С
Питание Литиево-полимерный аккумулятор Ресурс работы- 160 000 час Литиевая батарея Ресурс работы- 2200 час Срок хранения ограничен – 2 года Литиевая батарея Ресурс работы- 2200 час Срок хранения ограничен – 2 года
Индикация Программно устанавливаемая 2-х пороговая индикация(световая, звуковая, вибро), все данные по мощности дозы и накопленной дозе записываются в память прибора ЖКИ, Пороговая, Запись данных в память прибора Присутствие ЖКИ в жестких условиях эксплуатации является нежелательным, за счёт непрочности при механическом воздействии ЖКИ, Пороговая, Запись данных в память прибора Присутствие ЖКИ в жестких условиях эксплуатации является нежелательным, за счёт непрочности при механическом воздействии
Энергетический диапазон регистрируемых гамма- и рентгеновского излучений и энергетическая зависимость, МэВ 0,015… 10 0,05…6,0 Рентгеновское излучение в диапазоне от 15 КэВ до 50 КэВ не регистрируется 0,05…6,0 Рентгеновское излучение в диапазоне от 15 КэВ до 50 КэВ не регистрируется
Диапазон измерения мощности эквивалентной дозы рентгеновского и гамма-излучения от 0,01 до 5∙104 мкЗв/ч Чувствительность сцинтилляционного детектора 0,07(имп/с)/0,01(мкЗв/ч), то для получения значения в указанном диапазоне погрешности для гамма-фона, например, 0,15 мкЗв/ч требуется около 3 мин.. Для порога мощности дозы 1 мкЗв/ч время реакции составит около 30 с. от 0,1 мкЗв/ч до 1 Зв/ч Верхний диапазон в технической документации на дозиметр ошибочен. Детектор типа СБМ-21(согласно ТТХ детектора) имеет верхний порог регистрации -3,6∙104 мкЗв/ч Т.к чувствительность СБМ-21 – 0, 002(имп/с)/0,01(мкЗв/ч), то для получения значения в указанном диапазоне погрешности для гамма-фона, например, 0,15 мкЗв/ч требуется около более 55 минут. Для порога мощности дозы 1 мкЗв/ч время реакции составит более 8 мин. от 0,1 мкЗв/ч до 1 Зв/ч Верхний диапазон в технической документации на дозиметр ошибочен. Детектор типа СБМ-21(согласно ТТХ детектора) имеет верхний порог регистрации -3,6∙104 мкЗв/ч Т.к чувствительность СБМ-21 – 0, 002(имп/с)/0,01(мкЗв/ч), то для получения значения в указанном диапазоне погрешности для гамма-фона, например, 0,15 мкЗв/ч требуется около более 55 минут. Для порога мощности дозы 1 мкЗв/ч время реакции составит более 8 мин.
Диапазон относительной погрешности ± 15% - в диапазоне измерений МЭД от 1,0 до 10 мкЗв/ч ± 20 %; - в диапазоне измерений МЭД от 10 мкЗв/ч до 1,0 Зв/ч ± 10 %. -в диапазоне измерений МЭД от 1,0 до 10 мкЗв/ч ± 20 %; - в диапазоне измерений МЭД от 10 мкЗв/ч до 1,0 Зв/ч ± 10 %.
Связь с компьютером USB порт ИК-порт ИК-порт
Класс защиты IP 65 IP 54 IP 31


Как видно из вышеизложенного, ТОО «СОЛО ЛЛП» разработало инновационный ИД «РКС-01ИМ-СОЛО», являющегося очень удобным в использовании, совмещающим все положительные свойства широко используемых ТЛД и имеющим все функции современных профессиональных прямопоказывающих ИД. Эргономика, малогабаритность, степень защиты, тип детектора данного ИД позволяют максимально расширить область использования данного ИД , включая сектора специального назначения.

06.09.2018

НОВАЯ ОТЕЧЕСТВЕННАЯ РАЗРАБОТКА- РАДИОИЗОТОПНЫЙ РЕЛЕЙНЫЙ ПРИБОР «РРП–01–СОЛО»

В.Н Севостьянов, Абеленцев В.В.

(ТОО «СОЛО ЛЛП»)

АННОТАЦИЯ

В статье описывается новая инновационная разработка прибора-радиоизотопного релейного прибора «РРП–01–СОЛО». Данный прибор может быть использован в агрессивных средах в тяжёлых условиях эксплуатации. Прибор имеет широкую область применения в добывающей, горной, горно-перерабатывающей, обогатительной, нефтенной, нефтегазовой отраслях промышленности.

Авторы

Севостьянов Владимир Николаевич- Научный руководитель
Абеленцев Владимир Владимирович-Технический директор

В Республике Казахстан развит сырьевой сектор экономики, в части добычи сырья. Интенсивно развиваются добывающая, горная, горно-перерабатывающая, обогатительная, нефтенная, нефтегазовая отрасли промышленности. Для повышения производительности труда необходима автоматизация и модернизация производства.

В автоматизированных производственных процессах возникает необходимость контроля уровней сыпучих материалов и жидкостей в соответствующих накопительных ёмкостях. Существует множество технических решений для создания приборов – уровнемеров. Но, как показывает практика, наиболее надёжными и широко используемыми для тяжёлых условий работы являются радиоизотопные уровнемеры и сигнализаторы. Подобные уровнемеры применяются для определения уровня сыпучих материалов в составных цехах, когда сырьевые материалы транспортируются от агрегата к агрегату и дозировочно-смесительных отделениях.

Принцип действия радиоизотопных уровнемеров или радиоизотопных релейных приборов (РРП) основан на использовании зависимости ин¬тенсивности потока ионизирующего излучения (ИИ), направленного на детектор излучения, от положения уровня измеряемой среды. Основными элементами РРП являют¬ся: источник ионизирующего излучения (ИИИ), как правило ИИ-это гамма -излучение; детектор ионизирующего излучения с усилителем и преобразователем сигнала; блок обработки информации поступающей с детектора и в котором вырабатывается управляющий сигнал ,который поступает на исполнительный механизм. Прибор может быть дополнен собственным стабилизированным источником электропитания.


Пример использования РРП показан на Рис.1.

В настоящее время, на отечественных предприятиях используютя РРП, в которых в качестве детектора используются газоразрядные счётчики типа Гейгера-Мюллера. При всех достоинствах данного типа детекторов, например относительной дешевизны, они на порядок и более менее чувствительны по сравнению со сцинтилляционными детекторами и обладают меньшей механической и ударной прочностью и имеют ограниченный ресурс работы.

Использование сцинтилляционных детекторов ранее требовало использование ламповых фотоэлектронных уножителей (ФЭУ), которые также обладают недостаточными механическими и ударными прочностными характеристиками. Использование счётчиков типа Гейгера-Мюллера и ламповых ФЭУ также требует использование стабильного высокого напряжения в диапазонах от 300 В до 800 В, что является нежелательным фактором в тяжёлых условиях эксплуатации, поскольку наличие высоковольтного источника питания часто приводит к поверхностному пробою. Существует техническое решение для использования в качестве детектора сцинтилляторов,когда вместо ламповых, используются кремниевые ФЭУ, с рабочим напряжением до 30 В. При отсутствии необходимости в использовании высокого напряжения в данном случае у детекторов значительно повышаются механические и ударопрочные характеристики. Полупроводниковые ФЭУ не боятся вибраций, ударов и электромагнитных полей, поэтому такой детектор допустимо применять в экстремально тяжёлых условиях эксплуатации. За внедрение полупроводниковых ФЭУ в практику приборостроения авторы были удостоены первой премии «За лучшее рационализаторское предложение» Республики Казахстан 2016 г.

Нами был разработан и внедрён в производство прибор «РРП-01-СОЛО».

Радиоизотопный релейный прибор «РРП-01-СОЛО» (в дальнейшем – прибор) предназначен для бесконтактного позиционного контроля уровня жидких и сыпучих материалов, контроля перемещения предметов, контроля раздела границы двух сред и т.д. Прибор имеет пороговый режим сигнализации.

Радиоизотопный релейный прибор «РРП-01-СОЛО» по метрологическим свойствам относится к классу приборов, не являющихся средствами измерений согласно ГОСТ 17134-80 «Приборы радиоизотопные релейные. Общие технические условия». Прибор является пороговым сигнализатором в режиме индикатора.

Основные техические характеристики прибора:

Прибор состоит из блока детектирования гамма-излучения (БДГ), блока обработки информации (БОИ) и блока питания, общий вид прибора «РРП-01-СОЛО» показан на рис.2.

Рис.2 Общий вид прибора «РРП-01-СОЛО».

1. Блок детектирования гамма-излучения (БДГ)
 1.1. Блок детектирования сцинтилляционный.
 1.2. БДГ выполняет измерение в диапазоне от 1 имп./с до 500000 имп./с.
 1.3. Время срабаты
вания сигнала реле: от 0,02 с до 1,0 с, с шагом 0,01 с.  1.4. Электрический порог срабатывания сигнала реле: от 10 имп./с до 100000 имп./с, с шагом дискретности 1 имп./с.
 1.5. Коэффициент гистерезиса может быть установлен в пределах 0,1 до 1,0 с шагом дискретности 0,1.
 1.6. Габаритные размеры БДГ: Ø63×200 мм.
 1.7. Масса БДГ: 0,6 кг.
 1.8. Условия эксплуатации БДГ: от -50 до +50 °С, влажность до 95 %.
 1.9. Исполнение БДГ от проникновения воды и посторонних твердых тел: IP68.
2. Блок обработки информации БОИ
 2.1. Габаритные размеры БОИ: 200×130×130 мм
 2.2. Масса БОИ: 2,0 кг. 95 %.
 2.4. Исполнение БОИ от проникновения воды и посторонних твердых тел: IP67.
3. Питание прибора осуществляется от источника постоянного тока напряжением 12 В.
4. Интерфейс обмена данными БДГ с БОИ: RS-485, скорость 115200 бит/сек.

Блок-схема прибора приведена на рисунке 3.


Для повышения надежности в приборе установлены два детектора. При выходе из строя одного автоматически включается другой детектор.В электронных платах применяются современные электронные компоненты, благодаря чему повышается надежность работы прибора. В приборе использован современный высоконадёжный ультрамалоэнергопотребляющий малогабаритный микроконтроллер серии STM32. Приборы с помощью интерфейса RS-485 можно объединить в единую сеть, позволяющую работать на расстоянии до 1,5 км.Информация от приборов приходит на серверный компьютер, с которого можно управлять всеми режимами работы. Герметичный ударопрочный корпус блока детектирования позволяет работать в агрессивных средах.


На задней панели прибора находятся разъемы, представленные на рисунке 5.





В качестве примера работы компьютерного интерфейса для управления работы прибора с компьютера на рис.8 показан скриншот отображения текущих данных работы прибора «РРП-01-СОЛО».

В данном скриншоте (Рисунок 8) отображаются:

- Текущее время в приборе и кнопка синхронизации времени с ПК.

- Состояния каналов детектора БДГ, а также их скорости счета;

- Состояние сигнала реле (Разомкнуто/Замкнуто); - Состояние связи БОИ с БДГ (БДГ подключен/отключен).

На рисунке 9. представлен скриншот элемента программы для проведения необходимых настроек (конфигурации) устройства.


Рис.9 – Скриншот для конфигурации настроек прибора.

В данном скриншоте (Рисунок 9) отображаются для чтения/записи настройки БДГ:

- Время срабатывания реле;

- Порог срабатывания;

- Коэффициент гистерезиса для установки порога отпускания;

- Мин. и макс. скорости счета детектора для проверки работоспособности каналов. Для изменения настроек необходимо ввести новые значения напротив названий параметров и нажать на кнопку «Записать».

В целом, программа управления имеет множество других дополнительных функций, таких как запись данных, чтение архива, контроль работоспособности и др., что создаёт доволнительное удобство его эксплуатации и его включение в общие системы автоматизации промышленных процессов.

В заключение отметим, что прибор «РРП-01-СОЛО» является современным аналогом подобного рода приборов, является полностью отечественной разработкой, служит целям цифровизации технологических процессов и импортзамещения в высокотехнологичной области приборостроения.

Инновационное развитие продукции ТОО «СОЛО ЛТД»
26.08.2013

Инновационное развитие продукции ТОО «СОЛО ЛТД»

Севостьянов В.Н., Абеленцев В.В., Гребенникова Е.В.

Отличительными чертами инновационного продукта является получение новых потребительских свойств, резкое улучшение качественных характеристик и производительности.
Для измерительных радиометрических приборов внедрение инноваций позволяет существенно улучшить их эргономические характеристики – вес, размер, энергоёмкость и физико-технические параметры – чувствительность, нижний порог регистрации, температурная стабильность, помехоустойчивость и т.д.
Научно-производственное предприятие ТОО «СОЛО ЛТД» работает в области радиационного контроля и приборостроения с 1991 года. С самого момента основания характерной чертой работы компании было постоянное использование в своей деятельности инноваций, саморазвитие и самосовершенствование.
В настоящее время ТОО «СОЛО ЛТД» выпускает целый спектр приборов радиационного и аналитического контроля. Во всех приборах реализованы самые последние достижения в области электроники, микропроцессорной техники и ядерной физики. Все приборы являются собственными разработками и пользуются широкой популярностью у потребителей. Вся информация о ТОО «СОЛО ЛТД» и выпускаемой продукции представлена в интернете на веб-сайте www.solo.kz.
НПП ТОО «СОЛО ЛТД» постоянно проводит научно-исследовательскую работу в области радиометрии, дозиметрии, ядерного приборостроения, уделяя особое внимание автоматизации процессов, повышению функциональных возможностей оборудования, созданию высоких эргономических и пользовательских характеристик выпускаемой продукции.
Развитие производства строится на принципе внедрения новых технологий, совершенствования методов оказания услуг с целью гибкого реагирования на потребности рынка.
В данной статье кратко описываются некоторые инновационные разработки нашего предприятия.
В 1992 году предприятием был выпущен первый прибор – радиометр радона «ИЗАР-01». В дальнейшем были разработаны следующие поколения радонометрических приборов: «РАМОН-01», предназначенный для измерения количества радона и торона, образцовый прибор «РАМОН-01М», радиометр радона и его дочерних продуктов распада «РАМОН-02». На Рисунке 1 наглядно представлено развитие и изменение внешнего облика радиометров радона типа «РАМОН».

Рисунок 1. История модернизации радиометров радона типа «РАМОН-02»

На сегодняшний день ТОО «СОЛО ЛТД» разработан новый прибор для автоматического измерения эквивалентной равновесной объемной активности радона, долгоживущей активности и пылерадиационного фактора, радионуклидов и радиоактивных аэрозолей, содержащихся в воздухе и усовершенствованы зарекомендовавшие себя на рынке Республики Казахстан радиометры-дозиметры «РКС-01-СОЛО». Их описания приведены в настоящей статье.

Прибор для автоматического измерения эквивалентной равновесной объемной активности радона, долгоживущей активности и пылерадиационного фактора, радионуклидов и радиоактивных аэрозолей, содержащихся в воздухе


Рисунок 2. Прибор для автоматического измерения ЭРОА радона, ДЖА и ПРФ, радионуклидов и радиоактивных аэрозолей, содержащихся в воздухе

Рисунок 3. УДА-1АБ


Требованиями Гигиенических норм «Санитарно-эпидемиологические требования к обеспечению радиационной безопасности» (утверждены постановлением Правительства РК от 3 февраля 2012 года № 201) и Санитарных правил «Санитарно-эпидемиологические требования к обеспечению радиационной безопасности» (утверждены постановлением Правительства РК от 3 февраля 2012 года № 202) нормируется контроль долгоживущих радионуклидов в воздухе и измерение радиоактивных аэрозолей при осуществлении производственного радиационного контроля на промышленных объектах.
В настоящее время отсутствует коммерчески доступный автоматический прибор для проведения измерений долгоживущей активности, пылерадиационного фактора и радиоактивных аэрозолей. Для проведения данных измерений требуется три вида различных приборов, кроме того измерение весовой концентрации пыли проводится с применением двух приборов:
- воздуходувное устройство;
- аналитические весы.
Новый прибор (Рисунок 2) позволяет оперативно проводить измерения, благодаря полностью автоматизированному процессу, можно проводить непрерывный мониторинг содержания радионуклидов в воздухе.
Прибор предназначен для измерения долгоживущей активности, пылерадиационного фактора, радиоактивных аэрозолей и радионуклидов, находящихся в воздухе на предприятиях добычи и переработки урана, на объектах нефтегазового комплекса, на горнодобывающих предприятиях, в рудниках, шахтах, на полиметаллических комбинатах и т.д.
Прибор состоит из ударопрочного корпуса, в котором размещены механические и электронные узлы.
Питание прибора осуществляется от встроенной аккумуляторной батареи, и от выносного сетевого адаптера.
Процессорная плата выполняется на базе малоэнергопотребляющего микроконтроллера.
Блок детектирования включает полупроводниковый детектор.
Существует установка для измерения объемной активности радиоактивных аэрозолей «УДА-1АБ» (Рисунок 3), которая используется для измерения объемной активности альфа-излучающих радионуклидов и бета-излучающих радионуклидов, содержащихся в виде аэрозолей в воздухе. Принцип действия основан на анализе энергетического спектра частиц, испускаемых радионуклидами, осевшими на фильтре в результате прокачки через него воздуха.
Недостатком данной установки является отсутствие возможности измерять с ее помощью весовую концентрацию пыли (пылерадиационный фактор) и эквивалентную равновесную объемную активность радона.
Также новый прибор более удобен в эксплуатации, т.к. является портативным.
Технические характеристики    Прибор для автоматического измерения ЭРОА радона, ДЖА и ПРФ, радионуклидов и радиоактивных аэрозолей, содержащихся в воздухе    УДА-1АБ (пульт управления без передвижной тележки)
Габаритные размеры    230×185×210    396×260×302 мм
Вес    не более 3 кг    15,6 кг
Питание    от встроенной аккумуляторной батареи и/или сеть 220 В, 50 Гц    сеть 220 В, 50 Гц

Индивидуальный дозиметр «РКС-01ГИ-СОЛО»


Рисунок 4. РКС-01ГИ-СОЛО

Индивидуальный дозиметр гамма излучения «РКС-01ГИ-СОЛО» (Рисунок 4) предназначен для измерения и контроля эквивалентной дозы, и мощности эквивалентной дозы рентгеновского (от 20 КэВ) и гамма-излучения.
Особенности индивидуальных дозиметров:
•    Непрерывный контроль с сигнализацией превышения порогов по дозе и мощности дозы;
•    Индикация разряда элемента питания отображается на ЖКИ;
•    Одновременное измерение дозы и мощности дозы.
Технические характеристики    РКС-01ГИ-СОЛО
старая модель    РКС-01ГИ-СОЛО
новая модель
Блок детектирования гамма-излучения    газоразрядный    сцинтилляционный
Диапазон энергий гамма-излучения    от 60 кэВ до 3 МэВ    от 20 кэВ до 10 МэВ
Масса прибора    не более 0,15 кг    не более 0,09 кг
Габаритные размеры прибора    135×70×25 мм    95×45×25 мм

К тому же преимуществом новой модели индивидуальных дозиметров «РКС-01ГИ-СОЛО» является повышенная чувствительность, благодаря применению полупроводникового ФЭУ, малое время измерения, малое энергопотребление, повышенная ударопрочность и вибростойкость по сравнению со старой моделью.

Радиометрические альфа-, бета-, гамма-, рентген-детекторы с применением силиконовых фотоэлектронных умножителей


Рисунок 5. РКС-01АМ-СОЛО

В профессиональных приборах радиационного контроля для регистрации альфа-, бета-, гамма-, рентген-излучений применяются сцинтилляционные детекторы, состоящие из сцинтиллятора и стеклянного лампового фотоэлектронного умножителя. Ламповые фотоэлектронные умножители (ФЭУ) являются весьма хрупкими и ненадежными элементами детектора, так как очень чувствительны к механическим нагрузкам, электромагнитным полям, требуется применение высоковольтных источников питания порядка 1000 В, поэтому необходима тщательная герметизация в условия повышенной влажности. При нарушении герметизации стеклянной колбы теряется вакуум и ФЭУ выходит из строя. Ламповые ФЭУ имеют большие размеры, поэтому детекторы громоздкие. Технология производства ФЭУ сложная и дорогостоящая, поэтому и стоимость ФЭУ высокая.
Нашим предприятием разработаны сцинтилляционные детекторы, в которых мы заменили ламповые ФЭУ на полупроводниковые ФЭУ.
Полупроводниковые ФЭУ имеют малые габариты и массу, не чувствительны к вибрации и электромагнитным полям, напряжение смещения 30 В, в отличие от ламповых ФЭУ, в которые подается напряжения в пределах 1000 В, надежны и имеют более длительный срок службы и значительно меньшую стоимость.
Возможно изготовление малогабаритных детекторов, позволяющих подвешивать их на удлинительных штангах.
Возможно изготовление индивидуального малогабаритного сцинтилляционного альфа-, бета-, гамма-дозиметра на основе полупроводниковых ФЭУ.
В качестве примера предлагаем рассмотреть улучшение некоторых характеристик новой улучшенной модели радиометра-дозиметра «РКС-01АМ-СОЛО» (Рисунок 5).
Технические характеристики    РКС-01АМ-СОЛО
старая модель    РКС-01АМ-СОЛО
новая модель
Масса прибора    не более 2 кг    не более 1 кг
Габаритные размеры прибора    230×115×250 мм    230×115×90 мм

Инновационные технологии внедрены также для автоматизированных систем радиационного контроля типа «Корғаушы». Внедрение в систему монитора нового принципа регистрации гамма излучение позволил резко улучшить такие важнейшие характеристики портального монитора, как нижний энергетический порог, минимально обнаруживаемая активность и помехозащищенность. Для сравнения с предыдущей модификацией системы «Корғаушы» и имеющей схожие характеристики российской системы типа «Янтарь» ниже приведены некоторые сравнительные характеристики.
Тип параметра    Предыдущий тип системы» Корғаушы»
или «Янтарь»    Новый тип системы
« Корғаушы»
Нижний эффективный энергетический порог обнаружения, КэВ    ~ 110    ~ 30
Помехозащищённость по порогу срабатывания в среднеквадратичных отклонениях σ    5÷6    2÷3
Минимально обнаруживаемое количество U238, обогащенного (3%) U235    300    10

Как видно из приведённых сравнительных характеристик, новая модификация системы «Корғаушы» значительно превосходит по всем своим физико-техническим характеристикам предыдущую разработку и систему типа «Янтарь».
Новые системы «Корғаушы» могут быть использованы на уранодобывающих, обогатительных и спецпроизводствах, связанных с переработкой и использованием источников ионизирующего излучения (ИИИ), делящихся и радиоактивных ядерных материалов (ДРЯМ), контрольно-пропускных пунктах (КПП), таможенных постах, первой и второй линий защиты, с целью недопущения незаконного оборота ИИИ и ДРЯМ.
В настоящее время несколько модернизированных систем «Корғаушы» успешно внедрены и эксплуатируются на ряде спецпредприятий и имеют хорошие отзывы об их надёжности, работоспособности, удобства эксплуатации и технических возможностях от специалистов.
Из вышеприведённых примеров разработки и внедрения новых технологических решений для измерительной аппаратуры, разработанной нашим предприятием, видно резкое улучшение их потребительских свойств и качеств. Снижение габаритных размеров, веса, энергопотребления при сохранении и даже улучшении метрологических характеристик приборов является ярким примером прогрессивности инновационных решений. При этом помимо снижение материалоёмкости происходит существенное (в разы) повышение производительности труда и снижение общих трудозатрат на выпуск единицы продукции. Все эти факторы в конечном итоге позволяют выпускать конкурентную, качественную, высокотехнологичную продукцию, достойно представляющую казахстанское отечественное производство.
На данном этапе наше предприятие, не только практически полностью производит импорт замещение аналогичных приборов, но и осуществляет экспорт выпускаемой продукции.


26.08.2013

Некоторые замечания о приборах для измерения радона и ЭРОА радона или повторение некоторых старых ошибок в новых разработках
Севостьянов В.Н., Абеленцев В.В.
ТОО «СОЛО ЛТД»

В настоящее время на пространстве Таможенного Союза наиболее распространёнными приборами для измерения радона и его дочерних продуктов являются приборы компаний ТОО «СОЛО ЛТД» (Казахстан) и ООО «НТМ Защита» (Российская Федерация). Это семейство приборов типа «Рамон», «Рамон-Радон» и «РРА», «РАА», «Альфарад» соответственно, причём первые наиболее распространены в Казахстане, а вторые – в России.
Технические характеристики всех приборов достаточно подробно приведены в литературе, каталогах и на интернет-страницах компаний и их дилеров.
Хотелось бы остановиться на самых существенных отличиях в конструкции наших приборов от других аналогов, за счёт чего достигается ряд преимуществ и более широкая их сфера применения.
Рассмотрим приборы для измерения дочерних продуктов распада изотопов радона.
В приборах типа «Рамон» используется экспрессная альфа-спектрометрическая методика измерения с полным циклом длительностью 4 мин. С равными 2-х минутными интервалами проботбора со скоростью 30 л/мин и измерением пробы со спектрометрического фильтра АФА-РСП-20 полупроводниковым детектором (ППД) площадью 20 см2. Нижний порог измерения эквивалентной равновесной объёмной активности (ЭРОА) радона составляет 4 Бк/м3. В приборах «Альфарад» используется пробоотбор со скоростью 10 л/мин на фильтр АФА-РСП-3 и соответственно используется ППД площадью 3 см2. Заявленный нижний порог измерения составляет 1 Бк/м3 при 30% погрешности. Нетрудно показать, что для измерения на нижнем пороге для заявленной погрешности для прибора «Альфарад» должно выполнятся соотношение: t1∙t2 ≥300 мин2, где t1 – время пробоотбора, t2 – время измерения. Нестрогое неравенство отражает консервативность оценки, при которой в качестве нижнего порога неопределённости измерения используется факт пуассоновского распределения радиоактивности при игнорировании иных приборных и методических погрешностей, учёт которых приведёт лишь к увеличению значения правой части неравенства.
Для измерения на нижнем пороге 4 Бк/м3правая часть неравенства составит 80 мин2. Таким образом, экспрессность измерения прибором «Рамон» в 80/4 = 20 раз превышает данную характеристику прибора «Альфарад». Скорость проведения одного измерения является одним из важнейших параметров при проведении крупномасштабных многократных съёмок радоновой обстановки. Если вдруг возникнет необходимость проведения измерения с нижним порогом 1 Бк/м3 (надеемся, что в очень редких исключительных случаях) для измерения прибором «Рамон» можно использовать заложенную в приборе 15-минутную Марковскую методику. Измерения в ручном режиме прибором «Рамон» позволяют измерять и более низкие значения ЭРОА радона.
Следующее преимущество прибора «Рамон» проявляется в том, что использование фильтра площадью 20 см2 при заданной скорости проотбора позволяет проводить измерения ЭРОА изотопов радона в условиях практически любой запылённости, т.е. в пределах до значения 600 мг/м3, соответствующего атмосфере бункера при заполнении его углём. Даже такие высокие уровни запылённости позволяют проводить пробоотбор на фильтр до значений толщины осаждённогослоя менее 2 мг/см2, что исключает эффект самопоглощения альфа-излучения в пробе. Использование же в приборе «Альфарад» фильтра площадью 3 см2 без контроля уровня содержания пыли в воздухе может приводить к ошибочным результатам измерения. Конечно, предварительное измерение весового содержания аэрозолей в воздухе контролируемой атмосферы и выбор соответствующего времени пробоотбора позволит избежать получение ошибочных результатов измерения.
Мы уже отмечали ранее, что при измерениях объёмной активности (ОА) радона в приборе «Альфарад» используется камера с электростатическим осаждением продуктов распада радона на ППД с последующим измерением возникающего альфа-излучения. Недостатком этого метода измерений служит эффект радиоактивного загрязнения площади детектора и необходимость выдержки прибора от одного измерения до повторного до практически полного радиоактивного распада осевших аэрозолей. При последовательном измерении значений ОА от нескольких тысяч до нескольких десятков Бк/м3 требуемый временной интервал между измерениями для получения корректных результатов может достигать несколько десятков часов. Ясно, что подобная радиационная инертность прибора резко ограничивает производительность работ по радиационному контролю. В отличие от этого метода измерения, в наших приборах типа «Рамон-Радон» электростатическое осаждение радиоактивных аэрозолей в камере происходит на сменный носитель с последующим измерением активности самого носителя, что исключает возможность радиоактивного загрязнения прибора и не ограничивает начало времени проведения повторного измерения при любых значениях ОА радона.
В последнее время появился коммерчески доступный новый прибор для измерения ЭРОА радона «Альфа-радиометр РАА-20П2». Одним из заявленных преимуществ прибора является одновременность процессов пробоотбора и измерения. В данном случае можно отметить, что самая первая модификация прибора «Рамон» имела подобную функцию, что, конечно, позволяет избежать процедуру переноса фильтра из отсека пробоотбора в модуль ППД или передвижения последнего в положение над фильтром. Однако, при таком конструктивном исполнении прибора неизбежно возникает ситуация, при которой пробоотбор проводится не из открытой атмосферы, а через некоторые щелевые каналы. Расчёт и эксперимент показывают, что наиболее опасная ультравысокодисперсная компонента радиоактивных аэрозолей интенсивно осаждается на поверхности воздухозаборных каналов, что во-первых приводит к ошибке (в десятки и сотни процентов) в результатах измерений, а во – вторых не позволяет исследовать содержание аэрозолей с размером менее 20 нм, что является очень актуальной проблемой.
В заключение отметим, что в настоящее время нами разработана и в ближайшее время будет запущена в производство новая модификация прибора «Рамон», где используются более совершенные технологии приборостроения. Её отличительными особенностями являются меньшие габаритные размеры, вес, энергопотребление, что обеспечивает большую надёжность, долговечность и удобство эксплуатации при сохранении всех важнейших метрологических характеристик прибора и при более низкой цене прибора.

14.06.2011

Научно-производственное предприятие «СОЛО ЛТД» - единственное в республике учреждение, которое на высоком технологическом уровне выпускает приборы радиационного контроля.

21.07.2010

Предлагаем Вашему вниманию препринт статьи В.Н.Севостьянова, В.В. Абеленцева «К вопросу о качестве и цене приборов радиационного контроля».