RU124101U1 - MOBILE RADIO DEVICE WITH DOSIMETER-RADIOMETER - Google Patents
MOBILE RADIO DEVICE WITH DOSIMETER-RADIOMETER Download PDFInfo
- Publication number
- RU124101U1 RU124101U1 RU2012120884/07U RU2012120884U RU124101U1 RU 124101 U1 RU124101 U1 RU 124101U1 RU 2012120884/07 U RU2012120884/07 U RU 2012120884/07U RU 2012120884 U RU2012120884 U RU 2012120884U RU 124101 U1 RU124101 U1 RU 124101U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mobile radio
- radio device
- radiation
- graphene
- processor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
1. Мобильное радиоустройство, содержащее размещенные в корпусе и электрически связанные между собой процессор, к которому подключены монитор, клавиатура, блок памяти, блок питания, приемопередающее устройство и средства звуковой сигнализации, а также последовательно связанные полупроводниковый детектор излучения, усилитель и блок сопряжения, выход которого подключен к процессору, выполненному с возможностью формирования сигналов о воздействии альфа-, бета-, гамма- и нейтронного излучений, а также солнечной радиации с помощью упомянутых средств звуковой сигнализации и монитора, при этом детектор излучения выполнен в виде нанокластера из ленты графена, которая расположена между слоем стабилизации кристаллической решетки графена и изолирующим покрытием, при этом на концах ленты графена выполнены электроды из проводящего материала, подключенные через усилитель и блок сопряжения к процессору, а клавиатура снабжена, по меньшей мере, одной клавишей для включения процессора и монитора в режим обработки и визуализации сигналов с электродов детектора излучения.2. Мобильное радиоустройство по п.1, отличающееся тем, что детектор выполнен в виде жесткого моноблока, включающего, по меньшей мере, один виток непрерывной ленты графена, а слой стабилизации кристаллической решетки графена выполнен из гексагонального нитрида бора h-BN, снабженного подложкой из диэлектрика.3. Мобильное радиоустройство по п.2, отличающееся тем, что подложка из диэлектрика выполнена из кремния и покрыта со стороны стабилизирующего слоя пленкой оксида кремния (Si/SiO).4. Мобильное радиоустройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что витки из 1. A mobile radio device containing a processor located in the housing and electrically connected to each other, to which a monitor, keyboard, memory unit, power supply unit, transceiver device and sound alarm devices are connected, as well as a semiconductor radiation detector, an amplifier and an interface unit connected in series, an output which is connected to a processor configured to generate signals about the effects of alpha, beta, gamma and neutron radiation, as well as solar radiation using sound alarm and a monitor, while the radiation detector is made in the form of a nanocluster of graphene tape, which is located between the stabilization layer of the graphene crystal lattice and an insulating coating, while at the ends of the graphene tape are made electrodes of conductive material connected through an amplifier and an interface unit to the processor and the keyboard is equipped with at least one key for turning on the processor and monitor in the processing and visualization mode of signals from the electrodes of the radiation detector. 2. The mobile radio device according to claim 1, characterized in that the detector is made in the form of a rigid monoblock, including at least one turn of a continuous graphene ribbon, and the stabilization layer of the graphene crystal lattice is made of hexagonal boron nitride h-BN, equipped with a dielectric substrate. 3. A mobile radio device according to claim 2, characterized in that the dielectric substrate is made of silicon and coated on the side of the stabilizing layer with a film of silicon oxide (Si / SiO). A mobile radio device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the turns of
Description
Полезная модель относится к устройствам мобильной связи (электронный коммуникатор, мобильный, сотовый телефон, смартфон), оснащенных вспомогательным оборудованием, в частности к портативным устройствам радиосвязи, имеющим встроенный модуль, предназначенный для измерений и обработки результатов измерений в виде дозиметра-радиометра (DOzimetr-RAdiometr, сокращенно «DO-RA»).The utility model relates to mobile communication devices (electronic communicator, mobile, cell phone, smartphone) equipped with auxiliary equipment, in particular to portable radio communication devices having a built-in module for measuring and processing measurement results in the form of a dosimeter-radiometer (DOzimetr-RAdiometr , abbreviated "DO-RA").
В связи с катастрофами в Чернобыле и на Фукусима-1 в мире значительно обострилось внимание к воздействию радиации на организм человека в зоне зараженной радиацией, в приграничных зонах заражения, так и в отдаленных местах, где могут появиться продукты радиоактивного распада, занесенные ветром, дождем, грунтовыми водами, водами рек, морей и океанов. Существуют различные конструкции дозиметров и радиометров, имеющих самостоятельный корпус, в котором размещено оборудование, и средства звуковой и визуальной индикации. Однако, обеспечение всех людей средствами контроля радиационной обстановки в виде мобильных приборов, требующих постоянного ношения и содержащих каждый индивидуальные средства питания, сигнализации и индикации, и не удобно и не рационально.In connection with the disasters in Chernobyl and Fukushima-1, the world has significantly increased attention to the effects of radiation on the human body in the zone of radiation contamination, in border areas of infection, and in remote places where radioactive decay products may appear, carried by wind, rain, groundwater, river, seas and oceans. There are various designs of dosimeters and radiometers having an independent housing in which the equipment is located, and sound and visual indicators. However, providing all people with radiation monitoring means in the form of mobile devices that require constant wearing and each containing individual means of power, alarm and indication is neither convenient nor rational.
Известны мобильные телефоны в комбинации с встроенным вспомогательным оборудованием.Known mobile phones in combination with built-in accessories.
В частности, известен сотовый телефон, в котором используется отдельно выполненное командное устройство в виде футляра для мобильного телефона, предназначенное для преобразования электрического сигнала, поступающего с электронного блока после срабатывания охранного датчика, в механическое воздействие посредством электромеханического узла на клавишу сотового телефона для подачи сигнала тревоги, представляющего собой вызов абонента с помощью функции сотового телефона «быстрый вызов», при возможности использования GSM связи с функцией «блокирование всех входящих» (RU №102282).In particular, a cell phone is known in which a separately executed command device is used in the form of a case for a cell phone, designed to convert an electric signal coming from an electronic unit after a security sensor has been triggered into mechanical action by means of an electromechanical unit on a cell phone key to give an alarm , representing a subscriber’s call using the “quick call” function of a cell phone, if it is possible to use GSM communication with the function st "blocking all incoming" (RU No. 102282).
Известно мобильное радиоустройство, в котором установлен измерительный модуль, экранированный от воздействия электромагнитных волн, генерируемых мобильным радиоустройством (WO 2006/092323).A mobile radio device is known in which a measurement module is installed that is shielded from the effects of electromagnetic waves generated by a mobile radio device (WO 2006/092323).
Известен мобильный (сотовый) телефон с дополнительными функциями, содержащий в себе приемопередающее устройство (приемопередатчик) для передачи и приема звуковых (средства звуковой сигнализации) и информационных сигналов, схему обработки сигналов, которая при работе соединяется с приемопередатчиком и микропроцессором для обработки сигналов, переданных и принятых приемопередатчиком, запоминающее устройство (блок памяти), кнопочную панель (клавиатуру), дисплей (монитор), аккумулятор (блок питания), корпус, он дополнительно снабжен встроенным дополнительным специальным средством - электронно-оптическим модулем для измерения расстояний, площадей, объемов и обработки результатов измерений, который при работе соединяется со схемой обработки сигналов, кнопочной панелью, дисплеем, аккумулятором, приемопередатчиком и микропроцессором, выполненным с возможностью прекращения работы электронно-оптического модуля и сохранения результатов его работы при поступлении входящего телефонного звонка. (RU №70434).A well-known mobile (cellular) telephone with additional functions, comprising a transceiver (transceiver) for transmitting and receiving sound (means of sound signaling) and information signals, a signal processing circuit, which, when connected, is connected to a transceiver and a microprocessor to process signals transmitted and received by the transceiver, a storage device (memory unit), a keypad (keyboard), a display (monitor), a battery (power supply), a housing, it is additionally equipped with a built-in an additional special tool - an electron-optical module for measuring distances, areas, volumes and processing of measurement results, which during operation is connected to a signal processing circuit, keypad, display, battery, transceiver and microprocessor, configured to stop the operation of the electron-optical module and save the results of his work when an incoming phone call. (RU No. 70434).
Недостатками указанных известных мобильных радиоустройств является узость функциональных возможностей, не обеспечивающих контроль радиационной обстановки.The disadvantages of these known mobile radio devices is the narrowness of the functionality that does not provide control of the radiation situation.
Известно мобильное радиоустройство, наиболее близкое к заявляемому, содержащее корпус, в котором размещены электрически связанные между собой приемопередающее устройство и процессор, к которому подключены монитор, клавиатура, блок памяти, блок питания и средства звуковой сигнализации, оно снабжено последовательно связанными полупроводниковым детектором излучения, усилителем и блоком сопряжения, выход которого подключен к процессору, выполненному с возможностью формирования звуковых и визуальных сигналов дозиметра и радиометра с помощью упомянутых средств звуковой сигнализации и монитора (RU №109625, прототип).A mobile radio device closest to the claimed one is known, comprising a housing in which a transceiver device and a processor are connected electrically connected to each other, to which a monitor, keyboard, memory unit, power supply and sound signaling devices are connected, it is equipped with a semiconductor radiation detector, an amplifier, connected in series and a coupler, the output of which is connected to a processor, configured to generate sound and visual signals of the dosimeter and radiometer with the power of the aforementioned means of sound signaling and a monitor (RU No. 109625, prototype).
Недостатком данного мобильного радиоустройства и детектора является низкая чувствительность, обусловленная отсутствием доступного: недорогого освоенного промышленностью полупроводникового материала, который при моноблочном исполнении сочетал бы в себе такие свойства, как большая ширина запрещенной зоны и высокая подвижность носителей (выбитых квантами излучения электронов) в нормальных условиях окружающей среды (без принудительного охлаждения).The disadvantage of this mobile radio device and detector is its low sensitivity, due to the lack of affordable: inexpensive semiconductor material developed by industry, which, when monoblock, would combine such properties as a large band gap and high carrier mobility (knocked out by electron radiation quanta) under normal environmental conditions environment (without forced cooling).
Например, германиевые детекторы, обладающие, в основном, нужными качествами, охлаждают до температуры жидкого азота, что делает их неприемлемыми для мобильных (карманных) радиоустройств. Кремниевый моноблочный детектор содержит, при нормальных условиях, нежелательно много собственных свободных электронов. Для повышения чувствительности, необходимо увеличивать объем полупроводника, чтобы повысить вероятность попадания и рассеяния в нем, например, гамма-кванта и, соответственно повысить скорость счета частиц радиационного потока. Но с ростом объема, пропорционально увеличивается и число собственных носителей, на фоне которых добавочные носители, вызванные действием кванта излучения, становятся малозаметными и выделение их оказывается непростой задачей, и требует привлечения криогенной техники, прецизионных усилительных устройств или непосредственного лавинного усиления сигнала в сильном электрическом поле, чтобы регистрировать события проникающей радиации.For example, germanium detectors, which have mainly the necessary qualities, are cooled to the temperature of liquid nitrogen, which makes them unacceptable for mobile (pocket) radio devices. A silicon monoblock detector contains, under normal conditions, undesirably many intrinsic free electrons. To increase the sensitivity, it is necessary to increase the volume of the semiconductor in order to increase the likelihood of hitting and scattering in it, for example, a gamma quantum and, accordingly, increase the count rate of particles of the radiation flux. But with an increase in volume, the number of intrinsic carriers also increases proportionally, against which additional carriers caused by the action of a radiation quantum become invisible and their selection is not an easy task and requires the use of cryogenic technology, precision amplification devices or direct avalanche amplification of a signal in a strong electric field to record penetrating radiation events.
В целом, недостатками известного радиоустройства являются высокая себестоимость, сложность компоновки детектора, а также низкая ударная прочность и вибрационная устойчивость известных детекторов, не оптимальные условия теплоотвода, большие габариты и значительные затраты энергии, не приемлемые для мобильных радиоустройств.In general, the disadvantages of the known radio devices are the high cost, the complexity of the detector arrangement, as well as the low impact strength and vibration stability of the known detectors, poor heat removal conditions, large dimensions and significant energy costs that are not acceptable for mobile radio devices.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного мобильного радиоустройства с функцией детектора излучения, и расширение арсенала мобильных радиоустройств.The technical task of the utility model is the creation of an effective mobile radio device with the function of a radiation detector, and the expansion of the arsenal of mobile radio devices.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи состоит в повышении чувствительности при обеспечении минимальных габаритов, улучшении теплоотвода работающих элементов, высокой ударной прочности и вибрационной устойчивости, более точного измерения (без привлечения криогенной техники, прецизионных усилительных устройств или непосредственного лавинного усиления сигнала в сильном электрическом поле, не пригодного для мобильных радиоустройств), с одновременным обеспечением хранения и обработки параметров радиационной обстановки: контроля радиационной чистоты территории и формирования соответствующей информации в доступном виде, пригодном для использования, при минимальной себестоимости радиоустройства.The technical result that provides a solution to the problem is to increase sensitivity while ensuring minimum dimensions, improve heat dissipation of working elements, high impact strength and vibration resistance, more accurate measurement (without involving cryogenic equipment, precision amplification devices or direct avalanche amplification of a signal in a strong electric field, unsuitable for mobile radio devices), while providing storage and processing of radiation parameters environment: monitoring the radiation purity of the territory and generating relevant information in an accessible form suitable for use, with a minimum cost of radio equipment.
В частности, для сигнализации о допустимой в часовом, дневном, недельном, месячном, годовом интервале предельной и недопустимой дозе облучения, определения величины фона радиоактивного излучения, формирования графиков состояния органов и систем человека в зависимости от накопленной дозы облучения, формирования рекомендаций для профилактики, в зависимости от накопленной дозы радиоактивного облучения, а также вывода на монитор соответствующих информационных визуальных сообщений.In particular, for signaling the maximum and unacceptable radiation dose in the hourly, daily, weekly, monthly, annual interval, determining the background radiation level, generating graphs of the state of human organs and systems depending on the accumulated radiation dose, and making recommendations for prevention, depending on the accumulated dose of radiation exposure, as well as the output to the monitor of the corresponding informational visual messages.
Сущность полезной модели заключается в том, что мобильное радиоустройство содержит размещенные в корпусе и электрически связанные между собой процессор, к которому подключены монитор, клавиатура, блок памяти, блок питания, приемопередающее устройство и средства звуковой сигнализации, а также последовательно связанные полупроводниковый детектор излучения, усилитель и блок сопряжения, выход которого подключен к процессору, выполненному с возможностью формирования сигналов о воздействии альфа, бета, гамма и нейтронного излучений, а также солнечной радиации, с помощью упомянутых средств звуковой сигнализации и монитора, при этом детектор излучения выполнен в виде нанокластера из ленты графена, которая расположена между слоем стабилизации кристаллической решетки графена и изолирующим покрытием, при этом на концах ленты графена выполнены электроды из проводящего материала, подключенные через усилитель и блок сопряжения к процессору, а клавиатура снабжена, по меньшей мере, одной клавишей для включения процессора и монитора в режим обработки и визуализации сигналов с электродов детектора излучения.The essence of the utility model lies in the fact that a mobile radio device contains a processor located in the housing and electrically connected to each other, to which a monitor, keyboard, memory unit, power supply unit, transceiver device and sound signaling devices are connected, as well as a series-connected semiconductor radiation detector, amplifier and a conjugation unit, the output of which is connected to a processor configured to generate signals about the effects of alpha, beta, gamma and neutron radiation, and e of solar radiation, using the aforementioned sound signaling means and a monitor, while the radiation detector is made in the form of a nanocluster of graphene tape, which is located between the stabilization layer of the graphene crystal lattice and an insulating coating, while the ends of the graphene tape are made of conductive material electrodes connected through the amplifier and the interface unit to the processor, and the keyboard is equipped with at least one key to enable the processor and monitor in the processing and visualization of signals from electronic ktrodov radiation detector.
Предпочтительно, детектор выполнен в виде жесткого моноблока, включающего, по меньшей мере, один виток непрерывной ленты графена, а слой стабилизации кристаллической решетки графена выполнен из гексагонального нитрида бора h-BN, снабженного подложкой из диэлектрика, при этом подложка из диэлектрика выполнена из кремния и покрыта со стороны стабилизирующего слоя пленкой оксида кремния (Si/SiO2), витки из непрерывной ленты графена со стабилизирующим слоем сжаты в гармошку и, по меньшей мере, один виток из непрерывной ленты графена со стабилизирующим слоем выполнен спиральным, а лента графена выполнена сплошной и нанесена на стабилизирующий слой равномерно, подложка диэлектрика из кремния (Si) и пленка оксида кремния (SiO2) выполнены сплошными, наружное изолирующее покрытие выполнено из упругого композитного затвердевающего материала, например, эпоксидной смолы, а электроды выполнены из высоко проводящих материалов из группы: медь, серебро, золото.Preferably, the detector is made in the form of a rigid monoblock comprising at least one turn of a continuous graphene ribbon, and the stabilization layer of the graphene crystal lattice is made of hexagonal boron nitride h-BN, provided with a dielectric substrate, the dielectric substrate made of silicon and covered by a stabilizing layer of silicon oxide film (Si / SiO 2), the turns of a continuous strip with stabilizing graphene layer are compressed in an accordion, and at least one turn of a continuous belt with graphene Stability ruyuschim layer formed spiral, and graphene belt is continuous and is applied to the stabilization layer uniformly, a dielectric substrate made of silicon (Si) and silicon oxide film (SiO 2) are solid, the outer insulating cover is made from a resilient composite hardening material such as epoxy resin, and the electrodes are made of highly conductive materials from the group: copper, silver, gold.
Одновременно процессор выполнен с программным обеспечением для сигнализации о допустимой, предельной и недопустимой дозе облучения в часовом, дневном, недельном, месячном, годовом интервале, клавиатура содержит клавиши для управления работой в режиме дозиметра-радиометра.At the same time, the processor is made with software for signaling the permissible, maximum and unacceptable dose in the hourly, daily, weekly, monthly, annual interval, the keyboard contains keys for controlling operation in the dosimeter-radiometer mode.
Мобильное радиоустройство снабжено навигационным устройством для определения местоположения в пространстве с помощью систем GPS и ГЛОНАС, детектор излучения, усилитель и блок сопряжения размещены в его корпусе, а в других случаях детектор излучения, усилитель и блок сопряжения размещены в съемно-надевном кожухе.A mobile radio device is equipped with a navigation device for determining a location in space using GPS and GLONAS systems, a radiation detector, an amplifier and an interface unit are placed in its housing, and in other cases, a radiation detector, an amplifier and an interface unit are placed in a removable-casing cover.
На чертеже фиг.1 изображена принципиальная блок-схема мобильного радиоустройства с дозиметром-радиометром, на чертеже фиг.2 - конструктивная схема детектора излучения.The drawing of figure 1 shows a schematic block diagram of a mobile radio device with a dosimeter-radiometer, in the drawing of figure 2 is a structural diagram of a radiation detector.
Мобильное радиоустройство (персональный электронный коммуникатор) («DO-RA») содержит корпус 16 (изображен условно), в котором размещен процессор 1. К процессору 1 подключены блок 2 памяти, монитор 3, средства 4 звуковой сигнализации, клавиатура 5, блок 6 питания, навигационное устройство 9 систем GPS и ГЛОНАС, приемопередающее устройство (приемопередатчик Wi-Fi/GPRS) 15. Мобильное радиоустройство снабжено последовательно связанными между собой полупроводниковым детектором 8 радиоактивного излучения, операционным электронным усилителем 7 и блоком 10 сопряжения, подключенным к процессору 1 для взаимодействия с помощью последнего с остальными вышеуказанными элементами устройства.A mobile radio device (personal electronic communicator) (“DO-RA”) contains a housing 16 (conventionally shown) in which the
Детектор 8 - чувствительный элемент, служащий для преобразования явлений, вызываемых радиоактивными (ионизирующими) излучениями в электрический сигнал. Детектор 8 радиоактивного излучения выполнен с возможностью измерения альфа, бета, гамма и нейтронного излучения, а также солнечной радиации.
Процессор 1 оснащен программным обеспечением для как для реализации функций радиоустройства связи, так и для контроля, накопления сведений и сигнализации о допустимой, предельной и недопустимой дозе облучения, определения величины фона радиоактивного излучение, формирования графиков состояния органов и систем человека в зависимости от накопленной дозы облучения, формирования рекомендаций для профилактики, в зависимости от накопленной дозы радиоактивного облучения, а также вывода на монитор 3 соответствующих информационных графических, табличных, текстовых визуальных сообщений, которое состоит из четырех режимных программных модулей, условно показанных на чертеже:The
- информационный модуль 11 "Дозиметр"-
- информационный модуль 12 "Радиометр"-
- информационный модуль 13 "Воздействие на отдельные человеческие органы"-
- информационный модуль 14 "Уровень солнечной радиации".-
Дозиметр (режим дозиметр) реализует определение дозы или мощности дозы ионизирующего излучения, полученной детектором 8 (и тем, кто им пользуется) за некоторый промежуток времени, например, за период нахождения на некоторой территории или за рабочую смену.The dosimeter (dosimeter mode) implements the determination of the dose or dose rate of the ionizing radiation received by the detector 8 (and those who use it) for a certain period of time, for example, for a period of stay in a certain territory or for a shift.
Радиометр (режим радиометр) реализует определение плотности потока ионизирующих излучений, воспринятого детектором 8, для проверки на радиоактивность подозрительных предметов и оценки радиационной обстановки в данном месте в данный момент.The radiometer (radiometer mode) implements the determination of the density of the ionizing radiation flux perceived by the
Таким образом, ни детектор 8, как таковой, ни сама по себе цепь, состоящая из детектора 8 радиоактивного излучения, операционного усилителя 7 и блока 10 сопряжения не может реализовать функции дозиметра или радиометра, как самостоятельного средства.Thus, neither the
Процессор 1 выполнен с программным обеспечением для визуальной или звуковой (с помощью средств 4) сигнализации о допустимой, предельной и недопустимой дозе облучения в часовом, дневном, недельном, месячном, годовом интервале.The
Клавиатура 5 содержит дополнительные клавиши (не обозначены) для управления работой в режиме дозиметра и/или радиометра.
Реализация функций дозиметра или радиометра определяется программой процессора 1, причем схема, как дозиметра, так и радиометра, образуется детектором 8, блоком 10 сопряжения, усилителем 7 и всей совокупностью оборудования мобильного радиоустройства. Детектор 8, блок 10 сопряжения и усилитель 7 могут быть размещены в корпусе 16 мобильного радиоустройства или в съемно-надевном кожухе (не изображен).The implementation of the functions of the dosimeter or radiometer is determined by the program of
Смартфон - это продвинутый вариант мобильного телефона, с широкими возможностями по настройке под нужды пользователя.A smartphone is an advanced version of a mobile phone, with extensive options for customization to the needs of the user.
Детектор 8 излучения содержит слой нанокластера в виде ленты 18 из графена толщиной 1-10 нм. Графен - это модификация углерода, в которой плоскость толщиной в один атом имеет структуру кристаллической решетки. Графен обладает высокой механической прочностью. Нанокластеры - разновидность наночастиц, хотя бы один характерный размер которых находится в пределах 1-10 нм (П.Суздалев. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М. КомКнига, 2006).The
Лента 18 расположена под(над) слоем 19 гексагонального нитрида бора h-BN, который является слоем стабилизации кристаллической решетки графена. Указанные слои заключены в моноблок с наружным изолирующим покрытием 17 из нейтрального к излучениям материала (композитный затвердитель).
На концах ленты 18 графена выполнены электроды 22 из высоко проводящего материала. Детектор 8 выполнен из, по меньшей мере, одного витка из непрерывной ленты 18 графена со стабилизирующим слоем 19, при этом со стороны последнего размещена подложка 20 из диэлектрика.At the ends of the
Подложка 20 из диэлектрика Si/SiO2 выполнена из кремния Si и покрыта со стороны слоя 19 пленкой 21 оксида кремния SiO2.The
Витки или один виток из непрерывной ленты 18 графена со стабилизирующим слоем 19 из гексагонального нитрида бора сжаты в гармошку (фиг.2). В иных случаях, по меньшей мере, один виток из непрерывной ленты 18 графена на слое 19 из гексагонального нитрида бора выполнен спиральным (не изображено).The turns or one turn of a
Лента 18 графена нанесена на слой 19 гексагонального нитрида бора равномерно.A
Лента 18 графена на слое 19 гексагонального нитрида бора, а также подложка 18 диэлектрика кремния - Si и пленка 21 оксида кремния - SiO2 выполнены сплошными.The graphene tape 18 on the hexagonal
Электроды 22 ленты 18 выполнены из высоко проводящих материалов из группы: медь, серебро, золото.The
Наружное покрытие 17 из нейтрального к излучениям наполнителя выполнено из упругого композитного затвердевающего материала, например эпоксидной смолы.The
Подложка 20 из кремния - Si, покрытая пленкой из оксида кремния - SiO2 предназначена для придания жесткости конструкции детектора 8 излучения. Это вызвано тем, что при промышленном производстве кремния технической чистоты 98-99.9%, последний получается восстановлением расплава SiO2 при температуре около 1800 C и имеет поверхностное пленочное покрытие из оксида кремния SiO2. Благодаря оксидной пленке SiO2 кремний становится устойчивым даже на воздухе при повышенной температуре.The
Детектор 8 представляет собой жесткий моноблок - пакет из вышеуказанных слоев и пленок 17-21.
Благодаря нано размеру ленты 18 графена (ее толщина составляет 1-10 нм) детектор 8 выполняется практически плоским, т.е. с минимальным перечным размером (толщиной), это позволяет встроить его в корпус 16 без увеличения габаритов изделия, что не реально для других детекторов. Так как детектор 8 представляет собой жесткий моноблок - пакет плотно сжатых тонких слоев и пленок 17-21, он не чувствителен к вибрационным, ударным и иным нагрузкам, характерным для мобильных радиоустройств, эксплуатируемых вручную. Такой моноблок служит опорой для защиты от этих нагрузок оборудования радиоустройства, расположенного в корпусе 16 смежно с детектором 8. Поскольку графен, наряду с высокой прочностью, обладает исключительно высокой теплопроводностью, детектор 8 одновременно служит эффективным теплоотводом (подобно радиатору) для оборудования радиоустройства, расположенного в корпусе 16 смежно с детектором 8.Due to the nano size of the graphene tape 18 (its thickness is 1-10 nm), the
Изложенное исполнение позволяет создать детектор 8, с оптимальными массо-габаритными, теплопроводными и прочностными характеристикам для компоновки и использования в качестве составной части мобильного радиоустройства.The stated design allows you to create a
Таким образом, объединение взаимодействующих между собой устройств (элементов схемы) 1-21 в одно целое, привело к их конструктивному единству и функциональной взаимосвязи, и, соответственно, к созданию нового мобильного радиоустройства с расширенными функциональными возможностями, практически, без изменения габаритов.Thus, the combination of devices (circuit elements) 1-21 interacting with each other as a whole led to their constructive unity and functional interconnection, and, accordingly, to the creation of a new mobile radio device with advanced functionality, practically without changing dimensions.
Мобильное радиоустройство с дозиметром-радиометром работает следующим образом.A mobile radio device with a dosimeter-radiometer works as follows.
При включении радиоустройства в работу активизируется навигационное устройство 9, приемопередатчик 15 и детектор 8. Устройство 9 принимает координаты систем GPS/ГЛОНАСС и фиксирует их в блоке 2 памяти. Радиоустройство в целом функционирует с питанием от блока 6 обычным образом как мобильный телефон (смартфон). В пассивном состоянии детектор 8 участвует в теплоотводе и дополнительно защищает от механических воздействий элементы радиоустройства.When the radio device is turned on, the
При отсутствии излучения на электродах ленты 18 из графена напряжение отсутствует, поскольку имеет место полная симметрия между электронами и дырками в кристаллической структуре графена ленты 18. При этом в режиме молчания детектор не потребляет энергии. При воздействии излучения на ленту 18 графен проявляет специфические, в отличие от других двумерных систем, электрофизические свойства. При этом происходит деформация кристаллической решетки графена и активация электронов, равномерно распределенных в кристаллической решетке ленты 18. Поскольку графен представляет собой двумерную аллотропную модификацию углерода, образованную слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp2-гибридизации и соединенных посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решетку и, в тоже время, графен является двумерным газом, даже незначительное движение электронов позволяет формироваться на его электродах 22 току, достаточному для детектирования наличия и величины излучения практически любого вида - электромагнитных полей или жесткого Альфа, Бета, Гамма, рентгеновского и нейтронного излучения.In the absence of radiation at the electrodes of the
Выполнение ленты 18 с витками (в гармошку или спиральными) не существенно (в пределах долей миллиметра) увеличивает толщину детектора 8, но позволяет усиливать протекающий ток за счет индукции и, тем самым, увеличить чувствительность детектора при различных видах излучений благодаря фиксации большего количества излучения в единице объема катушки (гармошки или спирали).The implementation of the
При этом слой 20 диэлектрика Si/SiO2 обеспечивает электрическое разобщение слоев (витка ленты 18) графена друг от друга, не допуская поверхностных межслойных эффектов, электрических пробоев и т.д. Слой 19 буфера и стабилизатора позволяет сохранять структуру ленты 18 на подложке диэлектрика Si/SiO2 в устойчивом равновесном состоянии кристаллической решетки графена, при котором атомы углерода создают правильную двухмерную кристаллическую структуру, которую следует зафиксировать во время изготовления и стабилизировать на весь срок службы, не допуская тем самым, изменения характеристик детектора во времени.The
С помощью специальной клавиши (клавиш) клавиатуры 5 запускается одна из программ по обработке сигнала (тока), поступающего с электродов 22 детектора 8 и включение процессора 1 и монитора 3 в режим обработки и визуализации сигналов с электродов 22 детектора 8 излучения.Using a special key (s) of the
Так как величина тока зависит от вида излучения, может быть произведено определение вида излучения. Использование в качестве подложки диэлектрика Si/SiO2 и пленки стабилизатора слоя 19 гексагонального нитрида бора h-BN обеспечивает наиболее равномерное нанесение ленты 18. Это придает заявляемому устройству более устойчивые электрические характеристики измерения излучения, и устраняет излишние «шумовые» эффекты (помехи), которые могли бы возникнуть при наличии неоднородности ленты 18 графена при непосредственном размещении ее на подложку Si/SiO2. Наличие в качестве пленки стабилизатора слоя 19 гексагонального нитрида бора, обладающего высоким сопротивлением окислению и антиадгезионными свойствами по отношению ко многим жидким металлам и сплавам, позволяет полностью и стабильно реализовать специфические электрофизические свойства графена ленты 18.Since the magnitude of the current depends on the type of radiation, a determination of the type of radiation can be made. The use of a Si / SiO 2 dielectric and a stabilizer film of
Графен обладает такими преимуществами, как более низкая стоимость (из-за меньшей энергоемкости и сложности производства), большая эффективная площадь поверхности и относительная безопасность (он является планарной, протяженной структурой, что затрудняет преодоление излучением биологических барьеров), что позволяет использовать его в качестве основы детектора для массового индивидуального радиоустройства.Graphene has such advantages as lower cost (due to lower energy intensity and production complexity), a large effective surface area and relative safety (it is a planar, extended structure, which makes it difficult to overcome biological barriers by radiation), which makes it possible to use it as a basis detectors for mass individual radio devices.
Детектор 8 под воздействием радиационного излучения формирует сигналы, которые усиливаются усилителем 7, преобразуются блоком 10 сопряжения, подвергаются обработке процессором 1 с определением допустимой, предельной и недопустимой дозе облучения в часовом, дневном, недельном, месячном, годовом интервале, определением величины фона радиоактивного излучение, формированием графиков состояния органов и систем человека в зависимости от накопленной дозы облучения, формированием рекомендаций для профилактики, в зависимости от накопленной дозы радиоактивного облучения, а так же текущим параметрами солнечной радиации и фиксирует их в блоке 2 памяти. Далее эти данные предаются через приемопередатчик 15 (Wi-Fi/GPRS) на централизованный, например стационарный, сервер обработки данных провайдера мобильной связи, накапливаются, обрабатываются и предоставляются, например, участникам акции "Наш Радиоактивный Мир". Участники акции «Наш Радиоактивный Мир» - добровольные владельцы прибора DO-RA и сервиса GPS/ГЛОНАС по картированию территорий и ареалов заражения радиоактивными элементами распада.The
В случае активации радиоустройства и нажатия соответствующих клавиш на клавиатуре 5 производится вывод на один и тот же монитор 3 соответствующих информационных визуальных сообщений, как о текстовых сообщениях и пропущенных звонках, так и вышеперечисленных сведений о радиационной обстановке, включая солнечную радиацию. Одни и те же средства 4 звуковой сигнализации информируют пользователя о входящих сигналах на радиочастоте, поступивших на процессор 1, и, при достижении порогового значения - о допустимой предельной и/или недопустимой дозе облучения в заранее установленном программно часовом, дневном, недельном, месячном, годовом интервале. Информация об уровне экспозиционной дозы ионизирующего излучения, выявленного дозиметром 8, выводится на одном и том же мониторе 3 радиоустройства в виде числового значения в таких единицах, как например, мкР/час. Эти единицы могут пересчитываться, корректироваться и выводиться на экран монитора 3 в системе мер и величин, принятых в стране пребывания пользователя. Устройство 9 реализует навигационными средствами (не изображены) определение местоположения в пространстве на базе систем GPS и ГЛОНАС. Навигационные средства для определения местоположения в пространстве на базе систем GPS и ГЛОНАС с помощью устройства 9 и процессора 1 выводят на один и тот же монитор 3 сведения о местонахождении радиоустройства.In the case of activating a radio device and pressing the corresponding keys on the
В составе мобильного радиоустройства, за счет связей и взаимодействия с элементами последнего с использованием общего программного обеспечения, одновременно реализуются функции мобильной связи, повсеместного удобного и оперативного визуального контроля как потребителем, так и взаимодействующими с ним абонентами радиационной обстановки, с одновременным определением местоположения в пространстве.As part of a mobile radio device, through communications and interaction with the elements of the latter using common software, mobile communication functions are implemented simultaneously, ubiquitous convenient and quick visual control by both the consumer and the users of the radiation environment interacting with him, while simultaneously determining the location in space.
Заявляемое техническое решение позволяет за счет использования существующих цепей и средств, входящих в состав мобильных телефонов и смартфонов, реализовать функции дозиметра-радиометра на основе минимального числа встроенных, либо навесных элементов, которые придают возможность радиоустройству в целом не только поддерживать телефонную связь, но и измерять дозу облучения его владельца и фон территории местоположения измерения. Актуальность такого технического решения определяется тем, что на сегодня мобильный телефон является фактически принадлежностью нашего тела. Весь рабочий день мы непрерывно носим с собой мобильный телефон, смартфон, поэтому функция дозиметра-радиометра в нем органично сочетается с другими функциями телефона или смартфона, тем самым, дополняя и значительно расширяя его возможности.The claimed technical solution allows, through the use of existing circuits and means included in the composition of mobile phones and smartphones, to realize the functions of a dosimeter-radiometer based on the minimum number of built-in or mounted elements, which make it possible for the radio device as a whole not only to support telephone communication, but also to measure radiation dose of its owner and the background of the territory of the measurement location. The relevance of such a technical solution is determined by the fact that today a mobile phone is actually an accessory of our body. All the day we carry a mobile phone and a smartphone with us, so the function of the dosimeter-radiometer in it is organically combined with other functions of the phone or smartphone, thereby complementing and greatly expanding its capabilities.
При реализации дозиметра, на той же элементарной базе программно реализуется функция радиометра, для анализа окружающей радиационной обстановки. Эта опция в телефоне, смартфоне поможет контролировать пользователям радиационную чистоту не только территории, где бы они не находились, но и качество продуктов питания, воды и других объектов используемых в жизни и в быту, тем самым, оберегая и защищая их здоровье.When the dosimeter is implemented, the radiometer function is programmatically implemented on the same elementary base for analyzing the surrounding radiation situation. This option in the phone and smartphone will help users to control the radiation purity of not only the territory wherever they are, but also the quality of food, water and other objects used in life and in everyday life, thereby protecting and protecting their health.
Использование в смартфонах опции определения местоположения радиоустройства в пространстве на базе навигационных систем GPS и ГЛОНАС позволяет обеспечить сбор объективной информации об уровне радиационного фона в местах пребывания владельцев смартфонов в автоматическом режиме.Using in smartphones the option of determining the location of a radio device in space based on GPS and GLONAS navigation systems allows the collection of objective information about the level of radiation background in the places where smartphone owners are in automatic mode.
Полезная модель может быть реализована на основе любого мобильного телефона, смартфона, причем функции дозиметра-радиометра реализуются частично элементами схемы мобильного телефона, смартфона. Питание в режиме дозиметра-радиометра производится от штатного аккумулятора (блока 6) мобильного телефона, смартфона. Цепь детектора 8 может быть как конструктивно встроенной в схему телефона для новых моделей мобильных телефонов, смартфонов, так и съемно-надевной (навесной). Дозиметр-радиометр работает благодаря внутренним соединениям и коммуникациям мобильного телефона, смартфона, управляемый специализированным пакетом программ процессора 1.The utility model can be implemented on the basis of any mobile phone, smartphone, and the dosimeter-radiometer functions are partially implemented by elements of the circuit of a mobile phone, smartphone. Power in the dosimeter-radiometer mode is made from a standard battery (block 6) of a mobile phone, smartphone. The
Таким образом, заявляемое радиоустройство в целом пригодно для осуществления множества функций:Thus, the claimed radio device as a whole is suitable for the implementation of many functions:
- реализация мобильной телефонной связи.- implementation of mobile telephony.
- определение уровня радиационного фона в окружающем пространстве.- determination of the level of background radiation in the surrounding space.
- находит или выявляет предметы, представляющие радиационную опасность- Finds or identifies objects that pose a radiation hazard
- определяет полезный уровень солнечной радиации для загара человека, определяя допустимую дозу и величину воздействия на разные типы кожного покрова человека, от светлого до темного, сигнализируя через системы оповещения о нормах пребывания на отрытом солнечном освещении на пляже или других местах принятия загара.- determines the useful level of solar radiation for tanning a person, determining the allowable dose and magnitude of the effect on different types of human skin, from light to dark, signaling through the warning system about the rates of exposure to outdoor sunlight on the beach or other places where tanning is made.
- Определение накопительной дозы радиоактивного облучения владельца мобильного телефона, смартфона оснащенного в часовом, дневном, недельном, месячном, годовом интервале, в режиме дозиметра, показывается на мониторах благодаря специальным графическим файлам и программам.- Determination of the cumulative dose of radiation exposure to the owner of a mobile phone, smartphone equipped in hourly, daily, weekly, monthly, annual intervals, in dosimeter mode, is displayed on monitors thanks to special graphic files and programs.
- Сигнализация о допустимой, предельной и недопустимой дозе облучения, в режиме дозиметра, сообщается через голосовые системы мобильного телефона, смартфона в виде голосовых команд: «нормальная доза облучения», «предельная доза облучения», «недопустимая доза облучения». Размер дозы облучения так же обозначается звуковыми сигналами опасности соответствующих тональностей.- Alarm about the permissible, maximum and unacceptable dose of radiation, in dosimeter mode, is reported through the voice systems of a mobile phone, smartphone in the form of voice commands: “normal dose of radiation”, “maximum dose of radiation”, “invalid dose of radiation”. The size of the radiation dose is also indicated by sound hazard signals of the corresponding tonality.
- Постоянный мониторинг уровня солнечной радиации, с рекомендациями, в зависимости индивидуального типа кожного покрова человека.- Constant monitoring of the level of solar radiation, with recommendations, depending on the individual type of human skin.
- Определение величины фона радиоактивного излучение территории, предметов, воды, продуктов питания и других объектов, в режиме радиометра. Визуализация величины радиоактивного фона излучения территории и объектов на экране мобильного телефона, смартфона с помощью специальных графических файлов и программ.- Determination of the background radioactive radiation of the territory, objects, water, food and other objects in the radiometer mode. Visualization of the amount of radioactive background radiation of the territory and objects on the screen of a mobile phone, smartphone using special graphic files and programs.
- Формирование графиков состояния органов и систем человека, владельца мобильного телефона, смартфона оснащенного «DO-RA» в зависимости от полученной, накопленной дозы облучения, на основе данных дозиметра, осуществляется специальными графическими файлами и программами, выводится на мониторы мобильных радиоустройств.- Formation of state graphs of the organs and systems of a person, the owner of a mobile phone, smartphone equipped with “DO-RA”, depending on the received, accumulated radiation dose, based on dosimeter data, is carried out by special graphic files and programs, and is displayed on the monitors of mobile radio devices.
- Формирование рекомендаций владельцу мобильного телефона, смартфона оснащенного «DO-RA» для профилактики, в зависимости от полученной, накопленной дозы радиоактивного облучение, на основе данных дозиметра, осуществляется в текстовом виде, выводится на мониторы мобильных радиоустройств.- Formation of recommendations for the owner of a mobile phone, a smartphone equipped with "DO-RA" for prevention, depending on the received, accumulated dose of radiation, based on the dosimeter data, is carried out in text form and displayed on the monitors of mobile radio devices.
- Автоматическое формирование отчетов о радиоактивном фоне территории местоположения владельца мобильного телефона, смартфона в режиме реального времени, оснащенного «DO-RA» с координатами на основе GPS и ГЛОНАС, осуществляется через провайдеров мобильной связи.- Automatic generation of reports on the radioactive background of the location of the owner of a mobile phone, smartphone in real time, equipped with "DO-RA" with coordinates based on GPS and GLONAS, is carried out through mobile communication providers.
- Автоматическая передача сведений о радиационной обстановке владельца мобильного телефона, смартфона оснащенного «DO-RA» согласно его наземных координат автоматически передается в центр анализа радиационной обстановки в Мире, в режиме радиометра, для дальнейшей обработки и анализа данных.- Automatic transmission of information about the radiation situation of the owner of a mobile phone, a smartphone equipped with "DO-RA" according to its ground coordinates is automatically transmitted to the center for analysis of radiation conditions in the World, in the radiometer mode, for further processing and analysis of data.
- Формирование центром радиационной обстановки визуализированных карт ареалов местности, водных пространств и других объектов, говорящих об уровне радиоактивного заражения, полученного в результате сбора данных от мобильных радиоустройств, оснащенных «DO-RA» обеспечивается на бесплатной основе всем участникам акции «Наш Радиоактивный Мир».- The formation by the center of the radiation environment of visualized maps of the area, water spaces and other objects that indicate the level of radioactive contamination obtained as a result of data collection from mobile radio devices equipped with DO-RA is provided free of charge to all participants of the Our Radioactive World campaign.
Таким образом, создано эффективное мобильное радиоустройство, обеспечивающее улучшение прочностных и теплоотводящих функций и дополнительные функции в части приема и измерений излучения, и расширен арсенал мобильных радиоустройств.Thus, an effective mobile radio device has been created, providing improved strength and heat-removing functions and additional functions in terms of receiving and measuring radiation, and the arsenal of mobile radio devices has been expanded.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120884/07U RU124101U1 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | MOBILE RADIO DEVICE WITH DOSIMETER-RADIOMETER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120884/07U RU124101U1 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | MOBILE RADIO DEVICE WITH DOSIMETER-RADIOMETER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU124101U1 true RU124101U1 (en) | 2013-01-10 |
Family
ID=48807658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012120884/07U RU124101U1 (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | MOBILE RADIO DEVICE WITH DOSIMETER-RADIOMETER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU124101U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD946460S1 (en) * | 2020-02-10 | 2022-03-22 | Harry Winston Sa | Ring |
USD946459S1 (en) * | 2020-07-14 | 2022-03-22 | Harry Winston Sa | Ring |
-
2012
- 2012-05-22 RU RU2012120884/07U patent/RU124101U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD946460S1 (en) * | 2020-02-10 | 2022-03-22 | Harry Winston Sa | Ring |
USD946459S1 (en) * | 2020-07-14 | 2022-03-22 | Harry Winston Sa | Ring |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA025350B1 (en) | Mobile radio unit with a dosimeter-radiometer | |
JP3205512U (en) | Smart umbrella based on APP | |
RU124101U1 (en) | MOBILE RADIO DEVICE WITH DOSIMETER-RADIOMETER | |
RU109625U1 (en) | MOBILE RADIO DEVICE WITH DOSIMETER-RADIOMETER | |
JP2013044648A (en) | Portable communication terminal device with dosimeter and environmental radiation monitoring system | |
WO2014054964A1 (en) | Multifunction watch | |
US20040220738A1 (en) | Portable personal data processing device | |
CN103983863A (en) | Tiny thunder early warning device | |
RU116725U1 (en) | MOBILE RADIO DEVICE WITH RADIATION CONTROL FUNCTION | |
KR101186132B1 (en) | A portable detecting device of radioactive ray and the radioactive ray detecing system using both mobile phone and this device and the detecting method thereof | |
US20080132213A1 (en) | Method and system for measuring and displaying current weather conditions within wireless cellular phones at the cellular phone's current location | |
RU126484U1 (en) | MULTIFUNCTIONAL WATCHES | |
CN208241658U (en) | A kind of multifunctional interphone | |
KR101430460B1 (en) | Mobile terminal, charging efficiency display device, and charging efficiency display method of solar cell | |
RU125008U1 (en) | MOBILE RADIO DEVICE WITH RADIATION DETECTOR | |
CN205263519U (en) | Intelligent wrist -watch moves | |
RU167308U1 (en) | MOBILE RADIO DEVICE WITH DOSIMETER-RADIOMETER | |
RU145480U1 (en) | MINIATURE DOSIMETER-RADIOMETER-SPECTROMETER | |
CN205861911U (en) | Wearable personal dose monitoring instrument | |
CN213274281U (en) | Indoor positioning device based on wireless WIFI inertial positioning | |
CN210090687U (en) | Crystal-based environment radiation monitoring mobile terminal | |
US10024987B2 (en) | Neutron detector | |
CN213842158U (en) | Novel protection of multi-functional surveying instrument device | |
CN107728187A (en) | Using the gamma ray detection system of composite structure shell | |
CN209198547U (en) | Mining ann's type electromagnetic radiation detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190523 |