一种Cs-138连续监测装置及检测方法
阅读说明：本技术 一种Cs-138连续监测装置及检测方法 (Cs-138 continuous monitoring device and detection method ) 是由 沈辐 张贞 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种Cs-138连续监测装置及检测方法,包括箱体,所述箱体的内壁固定连接有上卡箱,所述箱体的内壁滑动连接有下卡箱,所述箱体的一侧内壁转动连接有第三转轴和第一转轴,所述第一转轴和第三转轴传动连接,所述第一转轴的外壁固定套设有送纸辊,所述第三转轴的外壁固定套设有卷纸辊,所述箱体的内壁固定连接有对称设置的两个固定杆,本发明结构简单,通过驱动组件带动第一转轴和第三转轴转动,进而利用一个伺服电机便可以完成对下卡箱的下移以及第一转轴和第二转轴的转动,降低成本,毛刷将滤网表面的灰尘刷下,避免滤网堵塞,干燥箱内部空气的水分会附着在加热管上,使用方便。(The invention discloses a Cs-138 continuous monitoring device and a detection method, which comprises a box body, wherein the inner wall of the box body is fixedly connected with an upper clamping box, the inner wall of the box body is connected with a lower clamping box in a sliding manner, the inner wall of one side of the box body is rotatably connected with a third rotating shaft and a first rotating shaft, the first rotating shaft and the third rotating shaft are in transmission connection, the outer wall of the first rotating shaft is fixedly sleeved with a paper feeding roller, the outer wall of the third rotating shaft is fixedly sleeved with a paper winding roller, and the inner wall of the box body is fixedly connected with two symmetrically arranged fixing rods. Is convenient to use.)
技术领域
本发明涉及空气监测技术领域，尤其涉及一种Cs-138连续监测装置及检测方法。
背景技术
空气是指地球大气层中的混合气体，因此空气属于混合物，它主要由氮气、氧气、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)，二氧化碳以及其他物质(如水蒸气、杂质等)组合而成。其中氮气的体积分数约为78％，氧气的体积分数约为21％，稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)的体积分数约为0.934％，二氧化碳的体积分数约为0.04％(2017年数据)，其他物质(如水蒸气、杂质等)的体积分数约为0.002％。空气的成分不是固定的，随着高度的改变、气压的改变，空气的组成比例也会改变。但是长期以来人们一直认为空气是一种单一的物质，直到后来法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氧气和氮气组成的结论，19世纪末，科学家们又通过大量的实验发现，空气里还有氦、氩、氙等稀有气体。
随着放射性医学和核技术应用的不断发展，CS-138有了广泛的应用，然而目前没有空气中CS-138的连续监测方法和装置，难以了解当前空气中CS-138的含量是否对人体造成危害，所以我们提出一种Cs-138连续监测装置及检测方法，用以解决上述所提到的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种Cs-138连续监测装置及检测方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种Cs-138连续监测装置，包括箱体，所述箱体的内壁固定连接有上卡箱，所述箱体的内壁滑动连接有下卡箱，所述箱体的一侧内壁转动连接有第三转轴和第一转轴，所述第一转轴和第三转轴传动连接，所述第一转轴的外壁固定套设有送纸辊，所述第三转轴的外壁固定套设有卷纸辊，所述箱体的内壁固定连接有对称设置的两个固定杆，所述卷纸辊、送纸辊和两个固定杆的外壁绕设有同一条滤纸带，所述下卡箱的顶部两侧均开设有下卡槽，所述上卡箱的底部两侧均开设有上卡槽，所述上卡槽和下卡槽均与滤纸带配合使用，所述下卡箱的内部设置有风扇，所述下卡箱的底部固定连接有相连通的出气管，所述出气管的一端延伸至箱体的外部，所述上卡箱的内部设置有伽马能谱探测器，所述上卡箱的顶部固定连接有相连通的第一进气管，所述箱体的顶部内壁固定连接有干燥箱，所述干燥箱的一侧与第一进气管的一端相连通，所述干燥箱远离第一进气管的一侧固定连接有相连通的第二进气管，所述第二进气管的一端延伸至箱体的外部，所述箱体的一侧设置有用于驱动第一转轴和第三转轴转动的驱动组件。
优选地，所述驱动组件包括固定连接在箱体一侧的驱动盒，所述驱动盒的一侧内壁固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出轴贯穿箱体并固定连接有第二转轴，所述第二转轴的一端固定连接有不完全齿轮，所述第一转轴的外壁固定套设有与不完全齿轮相啮合的正齿轮。
优选地，所述第一转轴的外壁固定套设有第一同步轮，所述第三转轴的外壁固定套设有第二同步轮，所述第一同步轮和第二同步轮的外壁传动套设有同一条同步带。
优选地，所述干燥箱的顶部内壁固定连接有加热管，所述加热管的内部设置有电热丝。
优选地，所述干燥箱的内部固定连接有滤网，所述干燥箱远离滤网的一侧内壁固定连接有固定板，所述固定板的内部开设有多个通孔，所述干燥箱的顶部内壁固定连接有电动推杆，所述电动推杆的底部固定连接有毛刷，所述毛刷与滤网的一侧相抵触。
优选地，所述上卡箱的底部开设有两两对称的四个定位槽，所述下卡箱的顶部开设有两两对称的四个定位块，所述定位槽与定位块相卡合。
优选地，所述下卡箱的底部固定连接有竖板，所述竖板的一侧固定连接有轮齿，所述箱体的一侧内壁固定连接有安装板，所述安装板的顶部与竖板的底部之间固定连接有同一个弹簧。
所述的一种Cs-138连续监测方法，包括以下步骤：
S1、启动风扇，风扇将箱体外部的空气依次通过第二进气管、干燥箱和第一进气管吸入上卡箱内，再通过滤纸带的过滤之后，将空气中的Cs-138留存在滤纸带的上表面，过滤后的空气通过出气管排出，再通过伽马能谱探测器实时对滤纸带表面的Cs-138进行监测，测量辐射谱，采用Cs-138浓度测量方法从辐射谱中提取取样获得的CS-138全能峰信息，结合取样、测量时间计算CS-138在空气中的浓度；
S2、滤网可以将较大的灰尘过滤掉，避免后续影响Cs-138的监测，同时启动电热丝和电动推杆，电动推杆带动毛刷在竖直方向上做往复运动，毛刷将滤网表面的灰尘刷下，避免滤网堵塞，电热丝将加热管内部的空气加热，当箱体外部的空气通过第二进气管进入干燥箱的内部时，干燥箱内部空气的水分会附着在加热管上，并通过通孔滴落至固定板的下方，并将灰尘打湿，避免灰尘漂浮，影响进气；
S3、启动伺服电机，伺服电机的输出轴带动第二转轴转动，第二转轴带动不完全齿轮转动，不完全齿轮带动竖板竖直向下移动，竖板带动下卡箱竖直向下移动并挤压弹簧，下卡箱带动定位块竖直向下移动，进而解除定位块与定位槽的卡合状态，同时不完全齿轮与轮齿不再啮合；
S4、下卡箱开始在弹簧的弹力作用下竖直向上移动，此时不完全齿轮带动正齿轮转动，正齿轮带动第一转轴转动，第一转轴带动送纸辊和第一同步轮转动，送纸辊开始将滤纸带向前传送，第一同步轮带动同步带转动，同步带带动第二同步轮转动，第二同步轮带动第三转轴转动，第三转轴带动卷纸辊转动，卷纸辊开始收滤纸带，使得滤纸带可以向前移动一段距离，并且此时由于上卡箱和下卡箱分离，风扇的吸力不会太大，当下卡箱在弹簧的弹力作用下竖直向上移动，并使得定位块与定位槽再次卡合时，风扇的吸力再次加大，滤纸带也被上卡槽和下卡槽夹紧，不会出现皱褶，并且保证滤纸带的过滤效果，如此循环往复，可以实现对空气中Cs-138的连续监测。
优选地，所述步骤S1中Cs-138浓度测量方法的公式为：
其中式中8.0612×105、2.8392×102、1.1781、3.3386×102，实际计算机使用时可以有一定差异，优选误差控制15％以内，其探测有效面积移动时间为ts，td为测量时间，CS-138的有效净计数量为Ni，探测效率为ε，期间采样量为Fq。
优选地，所述td时间小于15min，ts小于15min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，启动风扇，风扇将箱体外部的空气依次通过第二进气管、干燥箱和第一进气管吸入上卡箱内，再通过滤纸带的过滤之后，将空气中的Cs-138留存在滤纸带的上表面，过滤后的空气通过出气管排出，再通过伽马能谱探测器实时对滤纸带表面的Cs-138进行监测，测量辐射谱，采用Cs-138浓度测量方法从辐射谱中提取取样获得的CS-138全能峰信息，结合取样、测量时间计算CS-138在空气中的浓度；
2、本发明中，滤网可以将较大的灰尘过滤掉，避免后续影响Cs-138的监测，同时启动电热丝和电动推杆，电动推杆带动毛刷在竖直方向上做往复运动，毛刷将滤网表面的灰尘刷下，避免滤网堵塞，电热丝将加热管内部的空气加热，当箱体外部的空气通过第二进气管进入干燥箱的内部时，干燥箱内部空气的水分会附着在加热管上，并通过通孔滴落至固定板的下方，并将灰尘打湿，避免灰尘漂浮，影响进气；
3、本发明中，启动伺服电机，伺服电机的输出轴带动第二转轴转动，第二转轴带动不完全齿轮转动，不完全齿轮带动竖板竖直向下移动，竖板带动下卡箱竖直向下移动并挤压弹簧，下卡箱带动定位块竖直向下移动，进而解除定位块与定位槽的卡合状态，同时不完全齿轮与轮齿不再啮合；
4、本发明中，下卡箱开始在弹簧的弹力作用下竖直向上移动，此时不完全齿轮带动正齿轮转动，正齿轮带动第一转轴转动，第一转轴带动送纸辊和第一同步轮转动，送纸辊开始将滤纸带向前传送，第一同步轮带动同步带转动，同步带带动第二同步轮转动，第二同步轮带动第三转轴转动，第三转轴带动卷纸辊转动，卷纸辊开始收滤纸带，使得滤纸带可以向前移动一段距离，并且此时由于上卡箱和下卡箱分离，风扇的吸力不会太大，当下卡箱在弹簧的弹力作用下竖直向上移动，并使得定位块与定位槽再次卡合时，风扇的吸力再次加大，滤纸带也被上卡槽和下卡槽夹紧，不会出现皱褶，并且保证滤纸带的过滤效果，如此循环往复，可以实现对空气中Cs-138的连续监测。
本发明结构简单，通过驱动组件带动第一转轴和第三转轴转动，进而利用一个伺服电机便可以完成对下卡箱的下移以及第一转轴和第二转轴的转动，降低成本，毛刷将滤网表面的灰尘刷下，避免滤网堵塞，干燥箱内部空气的水分会附着在加热管上，使用方便。
附图说明
图1为本发明提出的一种Cs-138连续监测装置及检测方法的主视剖视结构示意图；
图2为本发明提出的一种Cs-138连续监测装置及检测方法的后视剖视结构示意图；
图3为本发明中上卡箱和下卡箱的主视剖视结构示意图；
图4为本发明中上卡箱和下卡箱的侧视剖视结构示意图；
图5为本发明中干燥箱的主视剖视结构示意图；
图6为本发明中箱体的部分俯视剖视结构示意图；
图7为本发明中Cs-138的衰变图。
图中：1、箱体；2、上卡箱；3、第一进气管；4、干燥箱；5、第二进气管；6、第一转轴；7、送纸辊；8、正齿轮；9、不完全齿轮；10、第二转轴；11、轮齿；12、安装板；13、弹簧；14、竖板；15、出气管；16、下卡箱；17、同步带；18、第三转轴；19、卷纸辊；20、滤纸带；21、固定杆；22、第一同步轮；23、第二同步轮；24、上卡槽；25、下卡槽；26、风扇；27、伽马能谱探测器；28、定位槽；29、定位块；30、加热管；31、电热丝；32、滤网；33、通孔；34、固定板；35、驱动盒；36、伺服电机；37、电动推杆；38、毛刷。
具体实施方式
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。
实施例一
参照图1-7，一种Cs-138连续监测装置及检测方法，包括箱体1，箱体1的内壁固定连接有上卡箱2，箱体1的内壁滑动连接有下卡箱16，箱体1的一侧内壁转动连接有第三转轴18和第一转轴6，第一转轴6和第三转轴18传动连接，第一转轴6的外壁固定套设有送纸辊7，第三转轴18的外壁固定套设有卷纸辊19，箱体1的内壁固定连接有对称设置的两个固定杆21，卷纸辊19、送纸辊7和两个固定杆21的外壁绕设有同一条滤纸带20，下卡箱16的顶部两侧均开设有下卡槽25，上卡箱2的底部两侧均开设有上卡槽24，上卡槽24和下卡槽25均与滤纸带20配合使用，下卡箱16的内部设置有风扇26，下卡箱16的底部固定连接有相连通的出气管15，出气管15的一端延伸至箱体1的外部，上卡箱2的内部设置有伽马能谱探测器27，上卡箱2的顶部固定连接有相连通的第一进气管3，箱体1的顶部内壁固定连接有干燥箱4，干燥箱4的一侧与第一进气管3的一端相连通，干燥箱4远离第一进气管3的一侧固定连接有相连通的第二进气管5，第二进气管5的一端延伸至箱体1的外部，箱体1的一侧设置有用于驱动第一转轴6和第三转轴18转动的驱动组件。
实施例二
参照图1-7，一种Cs-138连续监测装置及检测方法，包括箱体1，箱体1的内壁固定连接有上卡箱2，箱体1的内壁滑动连接有下卡箱16，箱体1的一侧内壁转动连接有第三转轴18和第一转轴6，第一转轴6和第三转轴18传动连接，第一转轴6的外壁固定套设有送纸辊7，第三转轴18的外壁固定套设有卷纸辊19，箱体1的内壁固定连接有对称设置的两个固定杆21，卷纸辊19、送纸辊7和两个固定杆21的外壁绕设有同一条滤纸带20，下卡箱16的顶部两侧均开设有下卡槽25，上卡箱2的底部两侧均开设有上卡槽24，上卡槽24和下卡槽25均与滤纸带20配合使用，下卡箱16的内部设置有风扇26，下卡箱16的底部固定连接有相连通的出气管15，出气管15的一端延伸至箱体1的外部，上卡箱2的内部设置有伽马能谱探测器27，上卡箱2的顶部固定连接有相连通的第一进气管3，箱体1的顶部内壁固定连接有干燥箱4，干燥箱4的一侧与第一进气管3的一端相连通，干燥箱4远离第一进气管3的一侧固定连接有相连通的第二进气管5，第二进气管5的一端延伸至箱体1的外部，箱体1的一侧设置有用于驱动第一转轴6和第三转轴18转动的驱动组件，驱动组件包括固定连接在箱体1一侧的驱动盒35，驱动盒35的一侧内壁固定连接有伺服电机36，伺服电机36的输出轴贯穿箱体1并固定连接有第二转轴10，第二转轴10的一端固定连接有不完全齿轮9，第一转轴6的外壁固定套设有与不完全齿轮9相啮合的正齿轮8，用于驱动第一转轴6和第三转轴18转动，第一转轴6的外壁固定套设有第一同步轮22，第三转轴18的外壁固定套设有第二同步轮23，第一同步轮22和第二同步轮23的外壁传动套设有同一条同步带17，干燥箱4的顶部内壁固定连接有加热管30，加热管30的内部设置有电热丝31，干燥箱4内部空气的水分会附着在加热管30上，干燥箱4的内部固定连接有滤网32，干燥箱4远离滤网32的一侧内壁固定连接有固定板34，固定板34的内部开设有多个通孔33，干燥箱4的顶部内壁固定连接有电动推杆37，电动推杆37的底部固定连接有毛刷38，毛刷38与滤网32的一侧相抵触，毛刷38将滤网32表面的灰尘刷下，避免滤网32堵塞，上卡箱2的底部开设有两两对称的四个定位槽28，下卡箱16的顶部开设有两两对称的四个定位块29，定位槽28与定位块29相卡合，下卡箱16的底部固定连接有竖板14，竖板14的一侧固定连接有轮齿11，箱体1的一侧内壁固定连接有安装板12，安装板12的顶部与竖板14的底部之间固定连接有同一个弹簧13，使得下卡箱16可以回弹。
一种Cs-138连续监测方法，包括以下步骤：
S1、启动风扇26，风扇26将箱体1外部的空气依次通过第二进气管5、干燥箱4和第一进气管3吸入上卡箱2内，再通过滤纸带20的过滤之后，将空气中的Cs-138留存在滤纸带20的上表面，过滤后的空气通过出气管15排出，再通过伽马能谱探测器27实时对滤纸带20表面的Cs-138进行监测，测量辐射谱，采用Cs-138浓度测量方法从辐射谱中提取取样获得的CS-138全能峰信息，结合取样、测量时间计算CS-138在空气中的浓度；
S2、滤网32可以将较大的灰尘过滤掉，避免后续影响Cs-138的监测，同时启动电热丝31和电动推杆37，电动推杆37带动毛刷38在竖直方向上做往复运动，毛刷38将滤网32表面的灰尘刷下，避免滤网32堵塞，电热丝31将加热管30内部的空气加热，当箱体1外部的空气通过第二进气管5进入干燥箱4的内部时，干燥箱4内部空气的水分会附着在加热管30上，并通过通孔33滴落至固定板34的下方，并将灰尘打湿，避免灰尘漂浮，影响进气；
S3、启动伺服电机36，伺服电机36的输出轴带动第二转轴10转动，第二转轴10带动不完全齿轮9转动，不完全齿轮9带动竖板14竖直向下移动，竖板14带动下卡箱16竖直向下移动并挤压弹簧13，下卡箱16带动定位块29竖直向下移动，进而解除定位块29与定位槽28的卡合状态，同时不完全齿轮9与轮齿11不再啮合；
S4、下卡箱16开始在弹簧13的弹力作用下竖直向上移动，此时不完全齿轮9带动正齿轮8转动，正齿轮8带动第一转轴6转动，第一转轴6带动送纸辊7和第一同步轮22转动，送纸辊7开始将滤纸带20向前传送，第一同步轮22带动同步带17转动，同步带17带动第二同步轮23转动，第二同步轮23带动第三转轴18转动，第三转轴18带动卷纸辊19转动，卷纸辊19开始收滤纸带20，使得滤纸带20可以向前移动一段距离，并且此时由于上卡箱2和下卡箱16分离，风扇26的吸力不会太大，当下卡箱16在弹簧13的弹力作用下竖直向上移动，并使得定位块29与定位槽28再次卡合时，风扇26的吸力再次加大，滤纸带20也被上卡槽24和下卡槽25夹紧，不会出现皱褶，并且保证滤纸带20的过滤效果，如此循环往复，可以实现对空气中Cs-138的连续监测；
步骤S1中Cs-138浓度测量方法的公式为：
其中式中8.0612×105、2.8392×102、1.1781、3.3386×102，实际计算机使用时可以有一定差异，优选误差控制15％以内，其探测有效面积移动时间为ts，td为测量时间，CS-138的有效净计数量为Ni，探测效率为ε，期间采样量为Fq，td时间小于15min，ts小于15min。
工作原理：在使用时，启动风扇26，风扇26将箱体1外部的空气依次通过第二进气管5、干燥箱4和第一进气管3吸入上卡箱2内，再通过滤纸带20的过滤之后，将空气中的Cs-138留存在滤纸带20的上表面，过滤后的空气通过出气管15排出，再通过伽马能谱探测器27实时对滤纸带20表面的Cs-138进行监测，测量辐射谱，采用Cs-138浓度测量方法从辐射谱中提取取样获得的CS-138全能峰信息，结合取样、测量时间计算CS-138在空气中的浓度，滤网32可以将较大的灰尘过滤掉，避免后续影响Cs-138的监测，同时启动电热丝31和电动推杆37，电动推杆37带动毛刷38在竖直方向上做往复运动，毛刷38将滤网32表面的灰尘刷下，避免滤网32堵塞，电热丝31将加热管30内部的空气加热，当箱体1外部的空气通过第二进气管5进入干燥箱4的内部时，干燥箱4内部空气的水分会附着在加热管30上，并通过通孔33滴落至固定板34的下方，并将灰尘打湿，避免灰尘漂浮，影响进气，启动伺服电机36，伺服电机36的输出轴带动第二转轴10转动，第二转轴10带动不完全齿轮9转动，不完全齿轮9带动竖板14竖直向下移动，竖板14带动下卡箱16竖直向下移动并挤压弹簧13，下卡箱16带动定位块29竖直向下移动，进而解除定位块29与定位槽28的卡合状态，同时不完全齿轮9与轮齿11不再啮合，下卡箱16开始在弹簧13的弹力作用下竖直向上移动，此时不完全齿轮9带动正齿轮8转动，正齿轮8带动第一转轴6转动，第一转轴6带动送纸辊7和第一同步轮22转动，送纸辊7开始将滤纸带20向前传送，第一同步轮22带动同步带17转动，同步带17带动第二同步轮23转动，第二同步轮23带动第三转轴18转动，第三转轴18带动卷纸辊19转动，卷纸辊19开始收滤纸带20，使得滤纸带20可以向前移动一段距离，并且此时由于上卡箱2和下卡箱16分离，风扇26的吸力不会太大，当下卡箱16在弹簧13的弹力作用下竖直向上移动，并使得定位块29与定位槽28再次卡合时，风扇26的吸力再次加大，滤纸带20也被上卡槽24和下卡槽25夹紧，不会出现皱褶，并且保证滤纸带20的过滤效果，如此循环往复，可以实现对空气中Cs-138的连续监测。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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