AH3型環(huán)境氚在線自動監(jiān)測系統(tǒng)

一、執(zhí)行標準

1.   HJ/T 61-2001 輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范；

2.   GB 12379-90 環(huán)境核輻射監(jiān)測規(guī)定；

3.   HJT 22-1998 氣載放射性物質取樣一般規(guī)定；

4.   GB 12375-90 水中氚的分析方法。

二、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)原理圖如下所示：

系統(tǒng)組成包括：

1)   氚采樣單元：連續(xù)采集空氣中的氚水樣品，供系統(tǒng)分析之用；

2)   樣品處理單元：對氚水樣品進行分析前的自動蒸餾預處理；

3)   樣品試劑進樣單元：自動按照一定比例添加樣品和閃爍液，制備可滿足分析儀進樣要求的樣品；

4)   進樣控制單元：垂直方向上可移動，用于控制進樣、排廢；停止進樣時，進樣口應垂直向上運動遠離試劑瓶，避免對樣品切換單元旋轉時產生干涉；

5)   自動封瓶單元：可實現(xiàn)試劑瓶自動加裝瓶蓋功能，確保試劑瓶的密封性；

6)   轉盤單元：可存儲30個試劑瓶并設置一個廢液口位置，根據(jù)測量任務要求自動旋轉試劑瓶位置；

7)   機械臂單元：可實現(xiàn)試劑瓶在取樣位、稱重位、搖勻位、進樣位與回收位之間任意切換；

8)   自動稱重單元：試劑瓶注入樣品以及混合前后，檢測試劑瓶重量，對樣品注入以及混合過程是否正常進行判斷；

9)   自動搖勻單元：對試劑瓶內樣品和閃爍液進行充分混合；

10)  分析儀及其進樣器：檢測氚水樣品的氚活度，并輸出測量數(shù)據(jù)；

11)  系統(tǒng)控制/數(shù)據(jù)采集、處理及存儲單元：實現(xiàn)系統(tǒng)總體控制，分析單元數(shù)據(jù)的采集、處理及存儲功能；

12)  數(shù)據(jù)傳輸單元：可支持無線/有線等多種數(shù)據(jù)傳輸模式。

 三、系統(tǒng)工作模式

AH3型環(huán)境氚在線自動監(jiān)測系統(tǒng)主要支持如下工作模式：

1.   在線非循環(huán)分析模式

該模式下氚分析儀可設置測量重復次數(shù)，循環(huán)次數(shù)為1，可實現(xiàn)環(huán)境氚樣品的在線自動采集、自動蒸餾、自動制備、自動分析以及數(shù)據(jù)自動傳輸功能，常規(guī)分析均采用該模式。

2.   在線循環(huán)分析模式

該模式下氚分析儀除設置測量重復次數(shù)外，還可設置循環(huán)次數(shù)，可實現(xiàn)環(huán)境氚樣品的在線自動采集、自動蒸餾、自動制備、自動分析以及數(shù)據(jù)自動傳輸功能，當系統(tǒng)分析時使用該模式，可對測量條件進行探索研究。

3.   自動采樣模式

該模式下僅執(zhí)行采樣操作，主要應用于氚分析儀維護狀態(tài)下的應急采樣。

四、系統(tǒng)關鍵技術

1.   樣品采集/處理/進樣技術

1)   樣品采集：可適用于中國北方、南方不同的氣候條件；采樣過程對氣體流量進行精準計量，用于換算空氣中氚放射性活度；

2)   樣品處理：采用自動蒸餾技術，對樣品進行分離提純，降低對分析過程測量精度的影響；

3)   樣品進樣：采用雙注射泵精確定量抽取樣品和閃爍液，可按照任意配比配置樣品+閃爍液試樣。

2.   樣品自動制備—機器人技術

1)   進樣控制技術：由一系列氣動/電動執(zhí)行機構組成，可自由控制進樣嘴垂直、水平方向移動，動作過程中可對機構執(zhí)行異常情況進行故障診斷并進行報警提示；

2)   轉盤控制技術：由伺服電機驅動轉盤精確轉動至目標位置，動作過程中可對機構執(zhí)行異常情況進行故障診斷并進行報警提示；

3)   自動封瓶技術：由由一系列氣動/電動執(zhí)行機構組成，可自動抓取瓶蓋并對相應的試劑瓶執(zhí)行擰瓶蓋操作，動作過程中可對機構執(zhí)行異常情況進行故障診斷并進行報警提示；

4)   三軸機器人技術：由一系列氣動/電動執(zhí)行機構組成，可抓取試劑瓶并移栽至任意位置，動作過程中可對機構執(zhí)行異常情況進行故障診斷并進行報警提示；

5)   自動搖勻技術：由一系列氣動/電動執(zhí)行機構組成，可模擬手工搖勻過程，搖勻過程振幅、頻率可靈活設置，動作過程中可對機構執(zhí)行異常情況進行故障診斷并進行報警提示；

6)   自動檢漏技術：采用高精分析天平對搖勻前后的試劑瓶質量進行稱重比較，對試劑瓶是否漏液進行判斷，動作過程中可對機構執(zhí)行異常情況進行故障診斷并進行報警提示。

3.   樣品分析及數(shù)據(jù)處理技術

1)   樣品分析：采用超低本底液閃儀進行分析，本系統(tǒng)設計可兼容行業(yè)內各種分析儀設備；

2)   數(shù)據(jù)處理：通過對本底、標準樣品的測定，可獲取數(shù)據(jù)計算所優(yōu)選的噪音值B以及效率值E；通過獲取待測樣品檢測的原始數(shù)據(jù)，可自動計算出CPM、DPM以及放射性活度（空氣中）值。

4.   系統(tǒng)控制技術

   系統(tǒng)采用*的嵌入式控制技術對系統(tǒng)進行總體控制，采用10.4寸彩色觸摸屏作為人機交互界面，可實時顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)以及氚分析儀分析狀態(tài)。

五、系統(tǒng)主要特點

1.   監(jiān)測頻率高：系統(tǒng)可實現(xiàn)連續(xù)、自動、在線監(jiān)測，可至少每天獲取一組環(huán)境氚樣品監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測頻率高；

2.   方法一致性好：系統(tǒng)自動采樣及分析過程模擬實驗室手工過程，與實驗室分析過程方法一致性好；

3.   多種工作模式：可支持在線非循環(huán)分析模式、在線循環(huán)分析模式以及自動采樣模式等多種工作模式；

4.   多種采樣模式：可根據(jù)系統(tǒng)不同應用環(huán)境，選擇冷凝法、冷凍法等多種氚采樣模式；

5.   可靠的分析技術：系統(tǒng)采用超低本底液閃譜儀作為檢測模塊，可檢出環(huán)境中極低濃度的氚樣品；

6.   樣品自動預處理：系統(tǒng)采用氚樣品的自動蒸餾分離提出技術，可保證樣品測量的準確性；

7.   *的機器人技術：系統(tǒng)進樣控制、轉盤驅動、擰瓶蓋及封瓶蓋、樣品輸送均采用*的機器人技術，系統(tǒng)自動化程度高，運行穩(wěn)定可靠。

8.   試劑瓶灌裝自動檢漏：采用高靈敏度稱重傳感器對試劑瓶灌裝過程是否產生泄露進行檢測，從而保護后端氚分析不受污染；

9.   系統(tǒng)參數(shù)可靈活設置：可設置氚樣品采集時間、閃爍液與樣品的配置比例、氚分析儀分析時間、樣品靜置時間、氚分析循環(huán)次數(shù)、重復測量次數(shù)等重要參數(shù)，滿足不同用戶、不同使用環(huán)境使用需求；

10.  全面的故障診斷及保護機制：豐富的傳感器設置，可對氚樣品采集過程、樣品預處理過程、各機械部分動作進行全過程故障診斷，并對系統(tǒng)進行故障保護；

11.  狀態(tài)實時顯示：系統(tǒng)采用10.4寸彩色觸摸屏，可實時顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)以及氚分析儀分析狀態(tài)，人機界面友好；

12.  網(wǎng)絡通訊功能：產品支持RS232/485通訊方式；支持無線（GPRS/3G/4G）或有線網(wǎng)絡傳輸方式；

13.  維護工作量低：僅需要定期（每個月）更換試劑瓶和瓶蓋，系統(tǒng)維護工作量極低。

六、系統(tǒng)性能指標