CN218331991U - 一种放射性废物桶测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种放射性废物桶测量装置，包括用于设置废物桶的测量转台，所述测量转台内装有具备废物桶表面γ剂量率测量功能的测量仪，在测量转台一侧设有水平滑轨，水平滑轨上设有探测器移动装置，探测器安装在探测器移动装置上，所述探测器移动装置能够沿水平滑轨在水平方向上移动，探测器能够被探测器移动装置带动实现垂直移动，所述测量仪和探测器分别与数据采集控制台连接，数据采集控制台连接用于控制装置运转的PLC控制器。本实用新型能够通过一套设备分别实现反射性废物桶的整体γ扫描(WGS)和分段γ扫描(SGS)，通过PLC控制器高效实时控制电机运转，实现机械部件的运动，具备较高的可靠性。

Description

一种放射性废物桶测量装置

技术领域

本实用新型属于放射性物质非破坏性分析技术，具体涉及一种既可以用于WGS方法，也可以用于SGS方法的放射性废物桶测量装置。

背景技术

根据国家标准要求，核设施产生的放射性废物应进行收集、预处理、处理、整备，形成密封包装的废物桶，经贮存后运输至处置场处置。废物产生单位需要在废物桶档案中填写废物总活度、主要放射性核素及其活度浓度等信息。由于废物桶产生后通常不再进行取样分析，只能采用无损检测方法对废物桶进行测量以得到核素及活度信息。其中，γ无损检测技术是目前使用最为广泛的方法。γ无损检测技术还可细分为整体γ扫描法(WholeGamma Scanning，WGS)、分段γ扫描法(Segmented Gamma Scanning，SGS)等类型。

整体γ扫描法WGS中，探测器正对废物桶中心，探测器视野能够包含整个废物桶。测量时废物桶匀速旋转而探测器保持在固定位置。探测器与废物桶的距离较大，通常还配备有可调整的屏蔽快门装置，测量范围可从低放废物一直涵盖到高放废物，测量时间短(最短仅需10分钟)。但该方法通常适用于整个废物桶内的废物密度和核素分布是均匀的，如果密度分布和核素分布在桶内差异较大时，该方法测量误差也较大。分段γ扫描法SGS更适合测量废物密度和核素不均匀的废物桶，这种方法可将废物桶划分为3-16个均匀层段，探测器对每个层段分别进行测量。测量时废物桶匀速旋转，探测器分段移动到正对每个层段中心的位置，测量数据分段计算后汇总给出整体分析结果。该方法测量过程较复杂，测量时间较长(最短约需30分钟)。

上述两种方法各有特点，但目前一种设备只能选择一种方法。现有核设施产生的废物桶往往种类较多，而测量设备从经济性考虑通常只能采购一套设备，无法根据废物桶特点选择最合适的方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种既可以用于WGS方法，也可以用于SGS方法的放射性废物桶测量仪。

本实用新型的技术方案如下：一种放射性废物桶测量装置，包括用于设置废物桶的测量转台，所述测量转台内装有具备废物桶表面γ剂量率测量功能的测量仪，在测量转台一侧设有水平滑轨，水平滑轨上设有探测器移动装置，探测器安装在探测器移动装置上，所述探测器移动装置能够沿水平滑轨在水平方向上移动，探测器能够被探测器移动装置带动实现垂直移动，所述测量仪和探测器分别与数据采集控制台连接，数据采集控制台连接用于控制装置运转的PLC控制器。

进一步，如上所述的放射性废物桶测量装置，其中，所述探测器设置在屏蔽准直体内，屏蔽准直体安装在所述探测器移动装置的升降支架上；升降支架通过丝杠的旋转实现垂直移动。

更进一步，所述屏蔽准直体的准直孔大小可调节。

进一步，如上所述的放射性废物桶测量装置，其中，所述测量转台与用于导入导出废物桶的辊道连接，在测量转台上设有用于确定废物桶位置的光电定位传感器。

更进一步，所述测量转台上设有能够带动废物桶升降的废物桶支撑架。

更进一步，所述测量转台上分别设置用于驱动废物桶支撑架升降和旋转的电机。

进一步，如上所述的放射性废物桶测量装置，其中，所述探测器移动装置的底部设有齿轮，所述齿轮与安装在水平滑轨上的齿条相互作用实现探测器移动装置的水平方向移动。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型所提供的放射性废物桶测量装置能够实现探测器的垂直移动和水平移动，废物桶能够进行升降和旋转，从而能够通过一套设备分别实现反射性废物桶的整体γ扫描(WGS)和分段γ扫描(SGS)，测量转台内的测量仪测得废物桶表面γ剂量率后，与预设的阈值进行对比进而确定两种测量方法的选择。本测量仪采用PLC控制器高效实时控制电机运转，实现机械部件的运动，具备较高的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型提供的放射性废物桶测量装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的放射性废物桶测量装置的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种既可以用于WGS方法，也可以用于SGS方法的放射性废物桶测量装置，该测量装置主要包括探测器、屏蔽准直体6、探测器移动装置4、水平滑轨5和测量转台2、废物桶表面γ剂量率测量仪。如图1所示，探测器安装在屏蔽准直体6中，两者安装在探测器移动装置4的升降支架7上，通过两个电机同步转动带动两根丝杆同时旋转,可实现探测器垂直移动；探测器移动装置4设置在水平滑轨5上，通过一个电机带动探测器移动装置4底部的齿轮转动,该齿轮与安装在水平滑轨5上的齿条相互作用实现探测器移动装置4的水平方向移动；测量转台2与用于导入导出废物桶1的辊道连接，通过一个电机转动带动测量转台2底部齿轮旋转实现废物桶旋转,测量转台2上设有能够带动废物桶升降的废物桶支撑架3，通过另一个电机带动齿轮转动,该齿轮与安装在废物桶支撑架3底部的齿条相互作用实现废物桶升降。测量转台内装有表面γ剂量率测量仪，具备废物桶表面γ剂量率测量功能。测得废物桶表面γ剂量率后，发送至数据采集控制台与预设的阈值进行对比进而实现两种测量方法的自动选择：放射性高于阈值而被判断为中放废物的废物桶采用WGS方法远距离测量；放射性低于阈值而被判断为低放废物的废物桶采用SGS方法近距离测量。探测器组件的位置信息、准直孔大小以及探测数据也发送至数据采集控制台进行处理。整个装置的测量原理如图2所示。

数据采集控制台连接PLC控制器，将确定的测量模式发送给PLC控制器。本测量装置采用PLC控制器高效实时控制电机运转，实现机械部件的运动，具备较高的可靠性。设备共设计了7个电机，分别为：M01和M02位于探测器移动装置支架结构对称位置，负责探测器的竖直移动；M03负责探测器移动装置的水平移动；M04负责废物桶支撑架的旋转；M05负责废物桶支撑架的竖直移动；M06负责辊道的旋转；M07负责探测器准直孔大小的调整。

若通过该测量装置采用WGS方法对废物桶测量，流程主要包括以下步骤：

(1)工艺生产线发送一个触发信号给本测量装置，M06电机旋转，辊道带动废物桶移动至测量转台中心，当废物桶触碰到光电定位传感器后M06电机停止。

(2)表面γ剂量率测量仪测得废物桶表面γ剂量率后，确定采用整体γ扫描法。给出探测器的水平位置和准直孔大小。水平方向可移动至距离废物桶1m，2m和3m三个位置，由M03实现；M07电机转动将准直孔大小调整为全开状态。

(3)M05电机旋转，将废物桶支撑架上升，直至触发上限位，停止旋转。

(4)M04电机开始旋转，带动废物桶一直匀速旋转。

(5)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到500mm，测量10min。

(6)M01和M02电机反向旋转，将探测器返回初始位置(即0mm位置)。

(7)M03电机转动将探测器移动至距离废物桶3m位置，M07电机转动将准直孔大小调整为全闭状态，使探测器免受长时间的高辐射影响。

(8)M04电机停止旋转，废物桶停止旋转。

(9)M05电机反向旋转，将废物桶支撑架下降，直至触发下限位，停止旋转。

(10)M06电机反向旋转，辊道带动废物桶离开测量转台，通过光电传感器后停止旋转。

(11)测量流程结束，本测量装置发送一个测量结束信号给工艺生产线。

若通过该测量仪采用SGS方法对废物桶测量，流程主要包括以下步骤：

(1)工艺生产线发送一个触发信号给本测量装置，M06电机旋转，辊道带动废物桶移动至测量转台中心，当废物桶触碰到光电定位传感器后M06电机停止。

(2)表面γ剂量率测量仪测得废物桶表面γ剂量率后，确定采用分段γ扫描法。给出探测器的水平位置和准直孔大小。水平方向可移动至距离废物桶0m位置，由M03实现。M07电机转动将准直孔大小调整为半开状态。

(3)M05电机旋转，将废物桶支撑架上升，直至触发上限位，停止旋转。

(4)M04电机开始旋转，带动废物桶一直匀速旋转。

(5)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到100mm，测量3min。

(6)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到200mm，测量3min。

(7)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到300mm，测量3min。

(8)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到400mm，测量3min。

(9)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到500mm，测量3min。

(10)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到600mm，测量3min。

(11)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到700mm，测量3min。

(12)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到800mm，测量3min。

(13)M01和M02电机同步旋转，将探测器上升到900mm，测量3min。

(14)M01和M02电机反向旋转，将探测器返回初始位置(即0mm位置)。

(15)M03电机转动将探测器移动至距离废物桶3m位置，M07电机转动将准直孔大小调整为全闭状态，使探测器免受长时间的高辐射影响。

(16)M04电机停止旋转，废物桶停止旋转。

(17)M05电机反向旋转，将废物桶支撑架下降，直至触发下限位，停止旋转。

(18)M06电机反向旋转，辊道带动废物桶离开测量转台，通过光电传感器后停止旋转。

(19)测量流程结束，本测量装置发送一个测量结束信号给工艺生产线。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型的结构不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种放射性废物桶测量装置，包括用于设置废物桶(1)的测量转台(2)，其特征在于，所述测量转台内装有具备废物桶表面γ剂量率测量功能的测量仪，在测量转台(2)一侧设有水平滑轨(5)，水平滑轨(5)上设有探测器移动装置(4)，探测器安装在探测器移动装置(4)上，所述探测器移动装置(4)能够沿水平滑轨(5)在水平方向上移动，探测器能够被探测器移动装置(4)带动实现垂直移动，所述测量仪和探测器分别与数据采集控制台连接，数据采集控制台连接用于控制装置运转的PLC控制器。

2.如权利要求1所述的放射性废物桶测量装置，其特征在于，所述探测器设置在屏蔽准直体(6)内，屏蔽准直体(6)安装在所述探测器移动装置(4)的升降支架(7)上。

3.如权利要求2所述的放射性废物桶测量装置，其特征在于，所述屏蔽准直体(6)的准直孔大小可调节。

4.如权利要求1所述的放射性废物桶测量装置，其特征在于，所述测量转台(2)与用于导入导出废物桶的辊道连接，在测量转台(2)上设有用于确定废物桶位置的光电定位传感器。

5.如权利要求4所述的放射性废物桶测量装置，其特征在于，所述测量转台(2)上设有能够带动废物桶升降的废物桶支撑架(3)。

6.如权利要求5所述的放射性废物桶测量装置，其特征在于，所述测量转台(2)上分别设置用于驱动废物桶支撑架(3)升降和旋转的电机。

7.如权利要求1所述的放射性废物桶测量装置，其特征在于，所述探测器移动装置(4)的底部设有齿轮，所述齿轮与安装在水平滑轨(5)上的齿条相互作用实现探测器移动装置(4)的水平方向移动。

8.如权利要求2所述的放射性废物桶测量装置，其特征在于，所述升降支架(7)通过丝杠的旋转实现垂直移动。

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