Соло ЛЛП качество, опыт, надежность

Статьи

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».