FT648型测氡仪使用说明书.doc

一、概述FT648型测氡仪是携带式（双滤膜）环境氡钍仪，主要用于含222Rn气体样品中氡浓度的测定，同时又能测量氡子体的浓度及潜能浓度，可供放射医学研究、地震监测、气象研究等部门，实时测量环境大气氡及氡钍子体的浓度。二、使用环境温度： 04湿度： 90%（40）供电： 交流 220V/ 直流 两用野外工作可采用直流工作方式采样泵电池：18V（蓄电池）主机电池： 9V（镉镍蓄电池，1#6节）重量： 采样测量器：5kg 空气采样器：3kg主机：1kg主机功耗：1W三、技术性能1 灵敏度： 优于3.3Bqm-3（90%置信度，采样流速40Lmin-1）2 固有误差： 30%（典型值）3 本底： 25计数h-14 温度影响 0.5%K-15 定时： 60s 180s 300s 840s 900s 1800s 3600s6 工作方式： 手动（MEN），半自动（SEM），全自动（AUT）7 显示： 多参数数字显示8 探测器： ZnS（Ag）65mm9 出口滤膜： 65mm10 入口滤膜：65mm11 衰变室： 14.8L12 应用功能：充电结束鸣笛提示，自动断电，电池欠压报警功能,主机充电/测量可同时进行。四、成套一览表1FT648 型测氡仪主机 1台2采样测量器 1套3衰变室 1套4空气采样器 KB40E 交流采样泵（3040L/min） 1套5参考源卡 239 Pu 1个6滤膜卡 3个7塑料导管 （入口导管、出口导管） 各一条8工具 1套9信号线 1根10主机充电导线 1根11玻璃纤维纸 49#（上海红光造纸厂） 5张12滤布 LXGX151 20块（65）13包装箱 4个14使用说明书 1本选配件（费用另计）1蓄电池 2块2直流供电箱 1台五、仪器工作原理1 FT648型测氡仪组成示意图 图1 FT648型测氡仪组成示意图2 222Rn浓度测量空气采样器按抽气状态采样，流速为 40Lmin-1，如图1所示，被测空气由“样气进口”进入“入口导管”，经“入口滤膜”时，空气中原有的氡钍子体几乎全部被滤掉，只有氡随空气进入“衰变室”。在“衰变室”内，空气由“入口滤膜”至“出口滤膜”的渡越过程中，其中所含的氡不断的衰变成子体RaA、RaB、RaC及RaC。后者，在通过“出口滤膜”时，被收集在“出口滤膜” 上。采样t min后，将滤膜卡从“采样位”移到ZnS（Ag）闪烁探头内“滤膜测量位”上，对采样滤膜进行放射性活度测量。若从停止采样时刻起，至开始放射性测量，时间间隔为T1，至测量结束时为T2，根据托马斯公式 CRn=16.65X（Bqm-3）（1）S.E.V.Z.Ff.G.便可算出被测气体中氡的浓度CRn。式中：EZnS（Ag）探头探测粒子的探测效率（4效率）V衰变室容积（L）Z-衰变修正因子 (见八、附录 表1)Ff扩散损失修正因子 (见八、附录 表2)出口滤膜过滤效率S能谱修正因子，取S=1.06探头几何因子，取=0.735自吸收修正，=0.91G重力沉降修正因子，G=13 氡钍子体的测量将装好滤膜的滤膜卡，安放在“子体采样器”的支架上，用固定螺栓压紧，开动空气采样泵采样，直接采集空气中氡钍的子体。经过时间t后，关闭采样泵，将采过样的滤膜连同滤膜卡一同推入ZnS（Ag）闪烁探头内，即“滤膜测量位”，进行计数测量。测量子体的方法很多，用户可以自行选定。下面推荐使用“五段法”测定氡钍子体浓度及其潜能浓度，CpX（Ta、Tb）表示采样结束后第TaTb时间间隔内的总计数（含本底）。推荐t=5min，采样结束停留2min，然后测量滤膜卡上第一计数段（TaTb）25min，第二计数段（TcTd）620min，第三、四、五计数段（TeTf）、（TgTh）与（TiTj）2130min，150250min与360560min的计数X1，X2，X3，X4与X5，则RaA、RaB、RaC、ThB与ThC子体的浓度以及由它们计算出的潜能浓度，采用单滤膜取样，“五段计数”的经典方法（见公式2）便可以得出。该方法也是绝对测量方法。RaA、RaB、RaC、ThB与ThC子体的浓度XRaA、XRaB、XRaC、XThB与XThC分别为：XRaA=（6.2933X1-3.0915X2+2.9806X3-0.083584X4+0.037063X5）1（Bqm-3）EQFXRaB=（0.24634X1-1.0350X2+2.3523X3-0.40203X4+0.20847X5）1（Bqm-3）EQFXRaC=（-0.63644X1+0.95989X2-0.87181X3-0.39243X4+0.22949X5）1（Bqm-3）EQFThB=（1.963010-3X1-2.670410-3X2+5.227910-3X3-4.067210-4X4+27.49210X5）1（Bqm-3）EQFThC=（-0.22130X1+0.30102X2-0.58872X3+0.44137X4-0.25134X5）1（Bqm-3）EQFCRnp=（3.012X1-2.734X2+6.623X3-2.022X4+1.100X5）1（nJm-3）EQFCThp =（-1.316X1+1.790X2-3.501X3+2.614X4+0.2509X5）1（nJm-3）EQF式中：Q采样流速，Lmin-1 F=S （2）4氡、氡钍子体测量时序图2 测量时序图5 主机电路工作原理1）电路原理框图LCD显示器甄别整形跟随器微处理器CPUROMRAMI/O高压LED提示器低压蜂鸣器电路检测和充电电路面板操作按钮图3 主机电路框图2）主机工作原理简述主机由甄别整形、微处理器、低压电源、高压电源、充电电路、LCD显示器、LED提示器及蜂鸣器构成。微处理器选用美国Intel公司生产的高性能MCS51系列单片机,电路集中了中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、定时器和输入/输出（I/O）接口。既能对信号进行智能化处理，又有显示和存储功能，使仪器功能增强。主机耗电低（80mA），操作维修方便。为了方便用户使用，仪器设有“自动”、“半自动”、“手动”三种工作模式。面板的测量指示灯，可以直观了解仪器当时的工作状态。计数时，测量指示灯亮；计数停止，测量指示灯灭，并发出声响。仪器设有自检功能，在“自动”位置上，自检重复进行，基数为3001。3) 显示器显示器采用点阵式162液晶显示器，可同时显示多个参数。测量数据的存储和显示分成二个区：第一区显示正在测量的数据；第二区显示前次测量的数据，以方便用户使用和查询；用户还可以根据显示器下方的提示选择工作方式和测量时间，倒计数是测量时间的倒计时。显示器面板示意见图4。图4 162位LCD显示器面板示意4）供电： 仪器采用220V电源供电。主机和交流采样泵，接通220电源即可使用。为了方便野外测量，仪器也可以采用蓄电池供电。利用仪器后面板交流插座，可以随时给主机充电。充电时，充电指示灯亮。充电到预定值9V发出鸣笛提示，表示充电完成。若需要选配交/直流两用采样泵、蓄电池和直流供电箱，费用另计。六、操作使用方法1.探头、主机面板示意图1接地；2信号输出；3高压；5低压图5a 探头示意图1接地；2信号输出；3高压；5低压图5b 主机面板示意图2.面板按钮/开关功能简介电源：开关拨向“开”，仪器电源接通，电源指示灯亮。拨向“电源”，仪器电源断开，电源指示灯灭。高压： 按下此按钮，表头指示显示高压值（指示值10）。低压： 按下此按钮，表头指示显示低压值（指示值10），若表头指示电压低于7V，应对电池充电。充电：开关拨向“充电”，充电插座插入220V市电，主机电池充电，充电指示灯亮；充电完成，仪器发出鸣笛提示，同时充电指示灯灭，表明充电过程结束。仪器在使用时可以拔掉充电电缆，鸣笛提示停止。自检：开关拨向“自检”，按动“计数”键，仪器自检，显示3001视为正常。开关拨向“工作”，配合其它键，可进行计数测量。定时：选择测量时间。“自检”键位于“工作”，按动“定时”键，显示器显示60s,再按“定时”键，出现180s,反复按键，可依次出现以下测量时间，选中测量时间，停止按动。注意只有在初始状态时，方可修改定时时间。AUT方式：选择工作方式。按下此键，可选择AUT（自动）；SEM（半自动）；MEN（手动）任一种工作方式。开机显示SEM（半自动）。AUT AUT SEM MEN 计数：自动 启动“计数”键，仪器自动停止、自动复位、重复进行计数。 半自动 每次计数，均需按下此键，仪器仅能自动停止。 手动 第一次为开始计数，第二次为停止计数，一切由人工操作。复位：仪器不论在何种状态，按动复位后立即恢复到初始状态，此时可修改有关参数。 测量指示灯：仪器在工作状态时红灯亮。甄别阈电位器：调整输入信号幅度。高压调节电位器：调节工作高压。 3操作步骤1)按FT648型测氡仪组成示意图连接仪器2)接通电源 （电池供电按下低压按钮，电表指示电压应7V）3)接通高压4)选择测量时间（定时选择）5)选择工作方式6)装滤膜卡(参见4.测量举例) a入口滤膜卡：将49#玻璃纤维滤纸三层剪成与孔板一样大小组装在一起（入口滤膜卡没有导向板）。然后将纸板背向衰变室装入入口滤膜卡位，紧固。 b出口滤膜卡：将LXGL151滤布层剪成与孔板一样大小组装好。c采样与滤膜卡换位 将“采样泵”进气口接上“流量计”，“流量计”上口用塑料管与多功能探头气嘴接通。 d 把一个出口滤膜卡推入蔽光滑道盒内，然后再推入第二个滤膜卡。注意板侧面上的定位孔朝操作者右侧，滤膜面朝下，听到第二次“咔嚓”声说明第一个滤膜卡到达测量位，第二个滤膜卡到达采样位。 e将“蔽光升降轮”顺时针方向拧紧，则在测量位的滤膜卡被装入探头内并蔽光，打开仪器电源开关，设定参数，进行测量。将“气密升降轮”顺时针方向拧紧，则抽气压嘴下降压紧，采样回路被密闭，气体采样准备就绪。 7)按“计数”，开始测量8) 采样结束后，沿逆时针方向旋转“气密升降轮”抽气压嘴被上提。利用第三个滤膜卡、推入蔽光滑道盒，将处于“采样位”的滤膜卡顶至“测量位”。 9）按八、附录FT648K2表 q=40Lmin-1 一栏查到对应的K2值乘以计数即可得到测量结果，也可按公式计算，得出测量结果。 4测量举例 1） 调整步骤将装有239Pu参考源的滤膜卡推到“出口滤膜（测量位）”上。将“蔽光升降轮”拧紧。打开电源开关。调节主机面板“高压调节”与“阈值调节”电位器，使计数为源参考值计数的80%，探头的探测效率E=0.40，调整完毕。 2） 本底测量a 将未装滤膜的滤膜卡推到“滤膜测量位，”旋紧“蔽光升降轮”，接通电源将定时按钮置于3600s档，功能按钮置于“半自动” 档，按动计数按钮，测量指示灯亮，计数开始。时间到，测量指示灯灭，同时给出声响，数字显示屏的数字即是无膜本底值Nob，该值应计数/3600s。 b 将装上LXGL151滤布的滤膜卡代替无膜滤膜卡重复上述步骤，得出有膜本底值N。3）氡子体测量 将装上LXGL151滤布的滤膜卡置于“子体采样滤膜（采样位）”，旋紧紧固螺丝。另外将无膜滤膜卡推入“出口滤膜（采样位）”，旋紧“气密升降轮”。启动采样泵，按“五、仪器工作原理 3.氡钍子体的测量”进行氡子体采样与测量。按公式（2）计算氡子体潜能浓度Cp。4） 氡气采样与测量 将装上LXGL151滤布的滤膜卡推入“出口滤膜（采样位）”，旋紧“气密升降轮”。接通采样泵电源。按“五、仪器工作原理 2. 222Rn浓度测量”进行氡采样与测量。按公式（1）计算氡浓度CRn。采样时间与计数时间的选择，视被测量环境的氡浓度而定。计数时间T2内得到计数X。对于典型环境氡浓度为8Bqm-3选t=30min,T1=0.5min,T2=30.5min即可得到满意的X计数统计值。对于氡浓度较高地下室环境，选t=15min,T1=0.5min,T2=15.5min即可。但是对于类似海湖沿岸地区等低浓度氡的环境，必须选取t=60min,T1=0.5min,T2=60.5min方可得到可取的结果。七、安装、故障排除与维修1安装1）将仪器从专用包装箱中取出，将衰变室支架支起，销紧。然后按图1所示，将各部分连接完毕，注意将气密连接部分的橡皮垫挤紧，以防漏气。2）装入电池（直流工作方式）：将仪器电池盒盖打开装入六节蓄电池（或1#电池）。电池极性：正极接红色标志的导线端；负极接白色标志的导线端。3）将主机与探头用专用电缆连接。插头皆为推拔式，插入时推插头靠线一端，拔出时，手捏远离导线一端。2故障排除与维修故障现象产生原因排除方法开电源，无显示a.电池引线或电源开关接触不良；b.电池电压低；c.电池极性不对。a.排除接触不良；b.检查低压电源,充电；c.重新装电池。电池充满，无报警LM339组件不正常。更换LM339组件。自检正常，连接探头后主机无计数a.探头与主机连接电缆接触不良。b.若高压，低压，自检正常，但主机无计数，可能跟随器前放坏。重新连接；厂家维修。按工作方式或定时选择，光标不移动设置错误或操作步骤不对。按说明书重新设置、操作。测氡浓度时值大a.衰变室入口或出口滤膜螺口不紧，泄漏；b.入口滤膜破；c.入口滤膜层数不够。a.用扳手拧紧；b.在接口“O”型密封圈上涂密封脂；c.更换入口滤膜；d.入口滤膜确实够三层。氡子体测量值过小a.滤膜卡在“子体采样滤膜（采样位）”密封不佳导致泄漏；b.“入口滤膜”与“出口滤膜”位置有泄漏。紧固。无膜本底升高ZnS（Ag）闪烁体被污染。a.取下用水清洗，重新安装；b.更换ZnS(Ag)闪烁体。以上故障或其它故障用户无法自行排除，请联系厂家维修。3注意事项 1） 光电倍增管使用正高压、输出为负极性脉冲。 2） “滤膜卡”进入蔽光滑道之前，仪器应切断电源。只有当“滤膜卡”在“测量位”上，旋紧“蔽光升降轮”之后，方可接通主机电源。否则光电倍增管容易受损，性能变坏。 3） 采样测量器与衰变室组装过程中，应注意将连接环拧紧。并用专用扳手再紧固。最好在橡皮圈上涂少量真空脂，以获得良好的气密效果。否则易泄漏导致计数偏大（对氡），对子体计数偏小。 4） 本设计选用ZnS（Ag）闪烁体无窗测量，以提高探测效率。使用时需防止闪烁体污染。 5） 参考源面不能用手触摸！ 6） 主机工作中，发生欠压时应立即充电。 7） 测量期间，不允许按动高压、低压按钮，避免产生误计数。厂家联系信息：单位： 中核（北京）核仪器厂地址：北京经济技术开发区宏达南路3号邮编：100176电话8053/8054/8066/8070/8099/8251传真8333网站：E-mail：八、附录表1 衰变修正因子Z（t.T1.T2）t minT1 minT2 minZ5161.67251152.59751303.411511006.31410162.312101153.803101305.42510110011.06815162.656151154.634151307.07015110015.2813013011.1213016019.184300.53012.249300.56020.5356013120.2296016133.691600.530.520.632600.560.534.184150.530.57.522150.560.512.003300.530.512.344300.560.520.570表2 扩散损失修整因子Ff（=DL/q）FfFf0.0050.8770.250.4200.0080.8490.300.3840.010.8340.350.3490.020.7780.400.3240.030.7370.450.3020.040.7050.500.2820.050.6780.600.2480.060.6540.700.2200.070.6330.800.1970.080.6140.900.1780.090.5961.000.1620.100.5801.500.1100.120.5512.000.0830.140.5252.500.0670.160.5023.000.0560.180.4814.000.0420.200.4625.000.033式中：D扩散常数，对RaA原子取0.085cm2/s L衰变筒长度，78cm q采样流速，cm3/s Ff在衰变筒内产生（考虑扩散损失后，达到出口滤膜）的原子份额。FT648K2表衰变修正因子Z（t，T1，T2），Ff（L，q）及K1，K2（E=0.40）（注：K1为托马斯系数 K2为改进托马斯系数）衰变修正因子Z（t，T1，T2）FT648，q=30Lmin-1FT648，q=35Lmin-1FT648，q=40Lmin-1tT1T2ZFfK1K2FfK1K2FfK1K25161.6720.7012.402.610.7192.342.540.7332.292.4851152.5970.7011.541.670.7191.511.640.7331.481.6151303.4110.7011.181.280.7331.121.22511006.3140.7010.6350.6890.7190.621.6730.7330.6080.6610162.3120.7011.741.890.7191.691.830.7331.661.80101153.8030.7011.051.140.7191.031.120.7331.011.10101305.4250.7010.7480.8030.7190.7210.7820.7330.7070.76710110011.0680.7010.3620.3930.7190.3530.3830.7330.3470.37615162.6560.7011.511.640.7191.471.600.7331.441.56151154.6340.7010.8660.940.7190.8440.9160.7330.8280.898151307.0700.7010.5670.615