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专利名称：核辐射探测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种辐射测量技术，特别是核辐射探测系统。
背景技术：
目前的辐射探测仪通常存在体积较大、携带不便、灵敏度低、功能单一的问题，许多辐射照射事故的发生就是由于现场缺少适合的系统或工作人员没能按照规定佩带报警式探测仪而引起的，而目前市面上的辐射仪一般包括以下两种一种为手掌式，外形与普通半导体收音机类似，所有的元器件均装于该壳体内，虽然灵敏度可以达到测量的药物，但是 体积比较大，不便于随身携带，当测量某一放射性目标时，必须用手拿着整个探测仪让探测元件靠近探测目标进行测试，对于特殊的场合区域探测不方便，另一种为佩戴式，一般配挂在腰间，体积比较�。械脑骷捕甲霸诳翘迥冢芴寤南拗疲讲馄骷挥胁捎眯⌒偷模虼颂讲獾姆段Р还淮螅槊舳炔还桓撸荒苈隳持址浞段Т蟮某『�。

发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种灵敏度高、体积小、操作简单、探测范围大且安全的核辐射探测系统。为了实现上述目的，本发明所设计的核辐射探测系统，包括控制电路板，在控制电路板上设有探测驱动电路、数据采集及处理�？�、显示及报警模块、按键操作面板和电源�？椋龅缭茨？橹猩栌懈ǖ缪梗鍪莶杉按砟？榈暮诵钠骷テ业テ直鹩胂允炯氨ň？�、按键操作面板和电源�？榈缌樱鎏讲馇缏飞仙栌蠫M计数管，在GM计数管和单片机之间连接有升压模块，所述升压�？榘�5V升压电路和计数管驱动升压电路，在控制电路板上还设有欠压保护驱动电路，且欠压保护驱动电路与单片机电连接，所述数据采集及处理�？橹谢拱ㄊ敝酉允厩缏罚沂敝酉允厩缏酚氲テ缌�。显示及报警�？榘ㄒ壕允厩缏泛驼穸ň缏�。通过上述的设计电路采用单片机技术实现了结构及操作简单、体积小、功能多且安全的特点。同时具有实时时钟显示功能及报警功能，关机后能使时钟正常运行，让使用的工作人员能安全的使用及自身的安全得到有效的防护。所述5V升压电路的核心器件为HT7750V型号的升压芯片，所述升压芯片的输入端连接给定电压，给定电压通过外围驱动元器件将电压进行提升后送给单片机和显示及报警�？樘峁┑缪�。所述计数管驱动升压电路的核心元件为升压变压器，所述电源�？橥ü谌芎捅溲蛊魍馕д竦吹缏酚肷贡溲蛊髁樱迪侄缘缭茨？榈奶嵘缪梗偻ü芎偷缛萋瞬ê筇峁〨M计数管的工作电压。所述时钟显示驱动电路的核心器件为DS1320的实时时钟芯片，所述实时时钟芯片的串行时钟脚和输入/输出脚分别连接单片机的串行口，所述实时时钟芯片的两个晶振引脚之间连接有晶振电路。所述液晶显示驱动电路包括第一电阻、液晶显示插组和第一三极管，所述第一电阻一端连接单片机的串行口，另一端连接第一三极管的基极，第一三极管的集电极连接液晶显示插组的一个引脚，所述振动报警驱动电路包括第二电阻、振荡马达和第二三极管，所述第二电阻一端连接单片机的串行口，另一端连接第二三极管的基极，第二三极管的集电极连接振荡马达。所述液晶显示驱动电路中连接有蜂鸣器，所述按键操作面板包括复位按键、电源�？榘醇湍Ｊ桨醇龅テ男秃攀�89C2051。上述的优选方案的设计使得整体操作更加简单，且探测驱动电路使用GM计数管使得测量的范围增加，同时该计数管能自动转换量程和调整响应时间，且测量的精度高，因此测量环境低、适合大多数工作场合的测量要求，同时选用新型单片机技术使得整体的电路结构及操作更加简单、功能多，体积小的优点。本发明得到的核辐射探测系统，通过上述的设计电路采用新型的单片机技术实现了简单的结构及操作功能、体积小、功能多且安全的特点。同时具有实时时钟显示功能及报警功能，关机后能使时钟正常运行，让使用的工作人员能安全的使用及自身的安全得到 有效的防护，且探测驱动电路使用GM计数管使得测量的范围增加，同时该计数管能自动转换量程和调整响应时间，且测量的精度高，因此测量环境低、适合大多数工作场合的测量要求。


图I是实施例的控制电路板的结构框 图2是图I的具体结构原理框 图3是本实施例的电路原理图。图中控制电路板I、探测驱动电路2、GM计数管21、升压�？�3、数据采集及处理�？�4、显示及报警�？�5、按键操作面板6、电源�？�7、单片机41、欠压保护驱动电路8、液晶显示驱动电路51、振动报警驱动电路52、时钟显示驱动电路44、5V升压电路31、升压芯片U4、给定电压XI、升压变压器BI、变压器外围振荡电路71、第三三极管Q5、实时时钟芯片U5、串行时钟脚SCK、输入/输出脚SDA、晶振电路441、第一电阻R11、液晶显示插组JP1、第一三极管Q6、第二电阻R5、第二三极管Q4、连接振荡马达DS1、复位按键SI、电源�？榘醇黃2、模式按键S3。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例
如图I、图2、图3所示，本实施例提供的核辐射探测系统，包括控制电路板1，在控制电路板I上设有探测驱动电路2、数据采集及处理�？�4、显示及报警�？�5、按键操作面板6和电源�？�7，所述电源�？�7中设有给定电压Xl，所述数据采集及处理�？�4的核心器件为单片机41，且单片机41分别与显示及报警�？�5、按键操作面板6和电源�？�7电连接，所述探测驱动电路2上设有GM计数管211，在GM计数管211和单片机41之间连接有升压�？�(3)，所述升压�？�3包括5V升压电路31和计数管驱动升压电路，在控制电路板I上还设有欠压保护驱动电路8，且欠压保护驱动电路8与单片机41电连接，所述数据采集及处理�？�4中还包括时钟显示驱动电路44，且时钟显示驱动电路44与单片机41电连接。所述显示及报警�？�5包括液晶显示驱动电路51和振动报警驱动电路52。所述5V升压电路31的核心器件为HT7750V型号的升压芯片U4，所述升压芯片U4的输入端连接给定电压Xl，给定电压Xl通过外围驱动元器件将电压进行提升后送给单片机41和显示及报警�？�5提供电压。所述计数管驱动升压电路的核心元件为升压变压器BI，所述电源�？�7通过第三三极管Q5和变压器外围振荡电路71与升压变压器BI连接，实现对电源�？�7的提升电压，再通过二极管和电容滤波后提供GM计数管21的工作电压。所述时钟显示驱动电路44的核心器件为DS1320的实时时钟芯片U5，所述实时时钟芯片U5的串行时钟脚SCK和输入/输出脚SDA分别连接单片机41的串行口，所述实时时钟芯片U5的两个晶振引脚之间连接有晶振电路441。所述液晶显示驱动电路51包括第一电阻R11、液晶显示插组JPl和第一三极管Q6，所述第一电阻一端连接单片机41的串行口，另一端连接第一三极管Q6的基极，第一三极管Q6的集电极连接液晶显不插组JPl的一个引脚，所述振动报警驱动电路52包括第二电阻R5、振荡马达DSl和第二三极管Q4，所述 第二电阻R5 —端连接单片机41的串行口，另一端连接第二三极管Q4的基极，第二三极管Q4的集电极连接振荡马达DSl。所述液晶显示驱动电路51中连接有蜂鸣器LS1，所述按键操作面板6包括复位按键SI、电源�？榘醇黃2和模式按键S3，所述单片机41的型号是89C2051。本实施例中的电路设计的各引脚连接结构不是唯一的一种设计方法，只是作为本实施例的优选方案考虑。具体实施操作情况首先给单片机41烧写程序，然后在该系统中装入二节5号电池，装好电池后，通过单片机41的程序编写及电路的结合实现以下功能按电源键S2，系统电源�？榭�。按住电源键S2，3秒钟后放开，则关闭系统电源�？�(系统关机或更换电池，累积剂量及参数不会丢失，时钟正常行走)。液晶显示驱动电路51会显示剂量率监控状态和时钟为月日时分的显示。操作模式为通过对模式键S3的变化使用可以实现对测量时间的修改、报警阈值的修改、报警方式振动或者是声音报警之间的修改、累积剂量的清除修改、实时时钟修改、剂量率监测与累积剂量监测间的切换、显示背光功能开关的功能修改。由于在给出硬件组成和所需控制方案后，单片机41的程序编写并写入是计算机软件技术人员所能完成的基本技术，所以在此不作详细描述。通过该电路的设计及与程序的结合对报警功能的实现方式为
(I)剂量率过载报警及过载保护
测量过程中，当剂量率超过系统的测量量程时，系统给出声音报警每秒钟响3下，并在屏幕上显示过载标志“OVER”。同时为保护探测器及延长系统使用寿命，将自动切断探测器电源模块。当测量率回到量程内时自动开启电源�？�。(2)剂量率报警
当测量过程中剂量率大于所设的报警阈值时，系统将根据设置的报警方式报警。声音报警开启时，I秒响一下。剂量率小于阈值后，将自动停止报警。(3)累积剂量报警
当累积剂量大于ImSv或累积剂量每增加lmSv，系统将给出声音报警，报警声音为2秒响一下，每次响三声。
(4)电池欠压指示 当系统供电电源�？榈缪共蛔闶保绯厍费怪甘颈曛鞠允�。提醒用户及时更换电池，否则可能造成系统测量数据的不准确。更换电池时，先关闭系统，打开电池盖，取出旧电池，然后装入新电池。
权利要求
1.一种核福射探测系统，包括控制电路板(I )，在控制电路板(I)上设有探测驱动电路(2)、数据采集及处理�？�(4)、显示及报警�？�(5)、按键操作面板(6)和电源�？�(7)，所述电源模块(7)中设有给定电压(XI)，所述数据采集及处理模块(4)的核心器件为单片机(41)，且单片机(41)分别与显示及报警�？�(5)、按键操作面板(6)和电源�？�(7)电连接，其特征是所述探测驱动电路(2)上设有GM计数管(21)，在GM计数管(21)和单片机(41)之间连接有升压�？�(3)，所述升压�？�(3)包括5V升压电路(31)和计数管驱动升压电路，在控制电路板(I)上还设有欠压保护驱动电路(8 )，且欠压保护驱动电路(8 )与单片机(41)电连接，所述数据采集及处理�？�(4)中还包括时钟显示驱动电路(44)，且时钟显示驱动电路(44)与单片机(41)电连接。
2.根据权利要求I所述的核辐射探测系统，其特征是所述显示及报警�？�(5)包括液晶显示驱动电路(51)和振动报警驱动电路(52 )。
3.根据权利要求I所述的核辐射探测系统，其特征是所述5V升压电路(31)的核心器件为HT7750V型号的升压芯片(U4)，所述升压芯片(U4)的输入端连接给定电压(XI )，给定电压(Xl)通过外围驱动元器件将电压进行提升后送给单片机(41)和显示及报警�？�(5)提供电压。
4.所述计数管驱动升压电路的核心元件为升压变压器(BI)，所述电源�？�(7)通过第三三极管(Q5)和变压器外围振荡电路(71)与升压变压器(BI)连接，实现对电源模块(7)的提升电压，再通过二极管和电容滤波后提供GM计数管(21)的工作电压。
5.根据权利要求I所述的核辐射探测系统，其特征是所述时钟显示驱动电路(44)的核心器件为DS1320的实时时钟芯片(U5)，所述实时时钟芯片(U5)的串行时钟脚(SCK)和输入/输出脚(SDA)分别连接单片机(41)的串行口，所述实时时钟芯片(U5)的两个晶振引脚之间连接有晶振电路(441)。
6.所述液晶显示驱动电路(51)包括第一电阻(R11)、液晶显示插组(JPl)和第一三极管(Q6)，所述第一电阻一端连接单片机(41)的串行口，另一端连接第一三极管(Q6)的基极，第一三极管(Q6)的集电极连接液晶显示插组(JPl)的一个引脚，所述振动报警驱动电路(52 )包括第二电阻(R5 )、振荡马达(DSI)和第二三极管(Q4 )，所述第二电阻(R5 ) —端连接单片机(41)的串行口，另一端连接第二三极管(Q4)的基极，第二三极管(Q4)的集电极连接振荡马达(DS1)。
7.根据权利要求I所述的核辐射探测系统，其特征是所述时钟显示驱动电路(44)的核心器件为DS1320的实时时钟芯片(U5)，所述实时时钟芯片(U5)的串行时钟脚(SCK)和输入/输出脚(SDA)分别连接单片机(41)的串行口，所述实时时钟芯片(U5)的两个晶振引脚之间连接有晶振电路(441)。
8.所述液晶显示驱动电路(51)包括第一电阻(R11)、液晶显示插组(JPl)和第一三极管(Q6)，所述第一电阻一端连接单片机(41)的串行口，另一端连接第一三极管(Q6)的基极，第一三极管(Q6)的集电极连接液晶显示插组(JPl)的一个引脚，所述振动报警驱动电路(52 )包括第二电阻(R5 )、振荡马达(DSI)和第二三极管(Q4 )，所述第二电阻(R5 ) —端连接单片机(41)的串行口，另一端连接第二三极管(Q4)的基极，第二三极管(Q4)的集电极连接振荡马达(DS1)。
9.根据权利要求I或2或3或4或5所述的核辐射探测系统，其特征是所述液晶显示驱动电路(51)中连接有蜂鸣器(LSI)，所述按键操作面板(6)包括复位按键(SI)、电源模块按键(S2)和模式 按键(S3)，所述单片机(41)的型号是89C2051。
全文摘要
本发明公开了一种核辐射探测系统，包括控制电路板，在控制电路板上设有探测驱动电路、数据采集及处理�？�、显示及报警模块、按键操作面板和电源�？椋龅缭茨？橹猩栌懈ǖ缪梗鍪莶杉按砟？榈暮诵钠骷テ业テ直鹩胂允炯氨ň？�、按键操作面板和电源�？榈缌樱鎏讲馇缏飞仙栌蠫M计数管，在GM计数管和单片机之间连接有升压�？椋錾鼓？榘�5V升压电路和计数管驱动升压电路，在控制电路板上还设有欠压保护驱动电路。本发明通过采用GM计数管和单片机技术结合，提高了测量范围及精度度，能自动转换量程和调整响应时间，实现了测量环境低，适合大多数工作场合，且体积小、使用安全。
文档编号G01T1/02GK102798881SQ20121029820
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者张岳立 申请人:宁波智明芯电子科技有限公司