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随着我国核电站的大规模建设和运行,辐射防护及环境保护对核电站的安全运行提出了进一步要求。辐射监测系统是核电站安全运行所必要的配套设施。随着国家核电国产化的进程,辐射监测系统的国产化也将是必然趋势,与辐射监测系统的国产化相关基础研究和技术开发,对于国家核能长期安全稳定发展具有重要战略意义和现实意义。实时放射性气体气溶胶监测仪是核电站安全运行辐射监测系统的重要组成,在核电站周围配置该监测仪不仅可以有效控制工作场所的污染程度、保证工作人员的健康,而且可以第一时间发现核设施的事故隐患,以便及时采取补救措施。
辐射安全监控对于辐射监测系统的方便、快捷、安全可靠提出了新需求,包括实时性与远程访问。信号传输与网络技术的新发展,使得这些新需求成为可能。本论文论述了开发方便、快捷、安全可靠的实时放射性气体气溶胶监测仪的数据采集系统。一般地,实时放射性气体气溶胶监测仪由以下四个基本系统组成:采样系统、测量系统、报警系统以及数据采集系统。本文重点研究该监测仪的数据采集系统。通过广泛而深入的调研,采用基于B/S(Browser/Server)结构的嵌入式Internet技术来取代传统的基于C/S(Client/Server)结构来实现系统的数据采集部分。B/S结构是随着Internet技术的兴起,对C/S结构的一种变化或者改进的结构。其最大的优点是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。从数据的安全性、一致性、实时性、溯源性以及网络应用限制方面来比较,B/S结构大有取代C/S结构之势。因此基于B/S结构的辐射监测设备对于核电站周围环境的监控而言,具有重大现实意义。
本文第1章论述了本课题的学术意义及背景、国内外的研究现状等;第2章系统地介绍了典型的实时放射性气体气溶胶监测仪的工作原理,包括对放射性气溶胶的介绍,测量技术的概述等;第3章数据采集系统硬件平台构建,重点论述了数据采集系统硬件平台构建方法,同时系统地介绍了基于ARM7内核的LPC2210的硬件开发平台SmartARM2200,包括对硬件平台的主要芯片的介绍以及主要电路的描述。在第4章重点讨论了如何在建立的硬件平台上进行软件平台的搭建工作,主要包括uCLinux操作系统的移植、NFS网络文件系统的建立、嵌入式Boa服务器在硬件平台上的实现以及相关数据采集代码的实现。第5章描述了数据采集系统的实验室模拟调试方法和调试结果。最后是对本课题的总结与展望。
通过本课题的研究,在深刻地理解实时放射性气体气溶胶监测仪的工作原理的基础上,创新性地提出了基于B/S结构的嵌入式Internet技术来实现实时放射性气体气溶胶监测仪的数据采集系统。该数据采集系统具有通用性,可以扩展为多个配置在核电站周围,实现对核电站释放的放射性气体气溶胶实施全方位的方便、快捷、安全可靠的实时监控。本研究开发的数据采集系统,还可以通过扩展电路以满足不同的采集信号特征,从而可以推广应用在其它辐射监测仪器。本课题的研究对实现该监测仪的国产化的前期预研内容的一部分起到了重要的探索性作用。