МОБИЛЬНОЕ РАДИОУСТРОЙСТВО С ДОЗИМЕТРОМ-РАДИОМЕТРОМ

Настоящая полезная модель относится к дозиметрам-радиометрам, то есть к устройствам, служащим для контроля поверхностей и предметов, которые потенциально могут быть загрязнены гамма-, альфа- и бета-излучающими нуклидами. В частности, к мобильным устройствам, которые дополнительно содержат детекторы излучения, то есть блоки, измеряющие число частиц, пересекающих в единицу времени площадь специального узла детектирования.
Широко известны дозиметры-радиометры на основе счетчика Гейгера-Мюллера - очень популярного детектора ионизирующего излучения (httD://www.voutube.coni/watch?v=UZopH8xpi I w). К таким дозиметрам-радиометрам относятся, в частности, устройства, описанные в патентах US №4672544 G01T 1/18, 001T 1/22 от 12.08.1983, ЕР №0881507 G01T 1/169, G01T 7/00 от 28.05.1997. Такие устройства содержат в своем составе источник высокого напряжения, счетчик Гейгера-Мюллера и выходной усилитель-формирователь, выходной сигнал которого используется для индикации излучения.
Однако эти устройства не позволяют проводить оперативную передачу информации об обнаружении радиоактивного загрязнения. '
Известно устройство, описанное в полезной модели RU №109625 Н04М 1/22. Данное устройство является ближайшим аналогом к заявляемой полезной модели. Известное устройство представляет собой мобильное радиоустройство с дозиметром-радиометром, содержащее измерительный блок, содержащий детектор излучения и блок сопряжения, и мобильное радиоустройство, в корпусе которого, размещен блок питания, выполненный с возможностью подачи питающих напряжений ко всем электронным узлам и блокам, расположенным в корпусе мобильного радиоустройства, процессор, соответствующие входы и выходы которого соединены с радиоблоком и с блоком памяти, а также блок индикации, вход которого подключен к соответствующему выходу процессора, и клавиатура, подключенная к соответствующему входу процессора. В состав известного устройства входит также усилитель, вход которого подключен к выходу детектора излучения, а выход через блок сопряжения соединен с процессором.
В отличие от других известных устройств, ближайший аналог позволяет проводить оперативную передачу информации об обнаружении радиоактивного загрязнения, используя для этого радиоблок.
Наиболее близкий аналог (прототип) по функциям напоминает мобильный телефон, выполняющий лишь функцию передачи данных по обнаруженному радиоактивному загрязнению. Несомненно, прототип может быть реализован на основе обычного мобильного телефона, однако такая реализация несомненно вызовет значительные технические трудности, потому что ввод информации от детектора излучения в процессор мобильного телефона потребует доступ к информационной шине процессора, возможность чего существует не во всех моделях мобильных телефонов и характеризуется разнообразием используемых протоколов в разных моделях мобильных телефонов. Кроме того, потребуется источник питания для детектора излучения, усилителя и блока сопряжения. Все это сильно затрудняет аппаратурную реализацию прототипа и требует наличия многих ее вариантов для разных моделей мобильных телефонов.
Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является упрощение устройства за счет обеспечения возможности использования любого мобильного телефона (мобильного радиоустройства) и за счет отсутствия блока питания в составе измерительного блока. Достигается это путем ввода информации с выхода детектора излучения в процессор через аудиовход аудиоблока (микрофонный вход), и питания детектора излучения энергией с аудиовыхода аудиоблока (выход на наушники). Так, как аудиовход и аудиовыход есть во всех моделях мобильных телефонов, то и подключение к мобильным телефонам разных моделей не вызывает трудности, а само мобильное радиоустройство с дозиметром-радиометром получается проще из-за отсутствия блока питания в измерительном блоке.
Предметом настоящей полезной модели является мобильное радиоустройство с дозиметром-радиометром, содержащее измерительный блок, содержащий детектор излучения и блок сопряжения, и мобильное радиоустройство, в корпусе которого, размещен блок питания, выполненный с возможностью подачи питающих напряжений ко всем электронным узлам и блокам, расположенным в корпусе мобильного радиоустройства, процессор, соответствующие входы и выходы которого соединены с радиоблоком и с блоком памяти, а также блок индикации, вход которого подключен к соответствующему выходу процессора,и клавиатура, подключенная к соответствующему входу процессора, - при этом в состав измерительного блока введены повышающий трансформатор, выпрямитель и формирователь импульсов, причем повышающий трансформатор, выпрямитель, детектор излучения, формирователь импульсов и блок сопряжения включены последовательно, а в состав мобильного радиоустройства введен аудиоблок, соединенный с процессором, аудиовыход подключен ко входу измерительного блока, который является входом повышающего трансформатора, а вход микрофона аудио-блока соединен с выходом измерительного блока, который является выходом блока сопряжения.
Частными существенными признаками предлагаемой полезной модели являются следующие.
Процессор выполнен с программным обеспечением для сигнализации о допустимой и недопустимой дозе облучения, а блок индикации выполнен с возможностью вывода сигнализации процессора в графическом, табличном или текстовом виде и подачи необходимых звуковых, световых и/или вибрационных сигналов.
Процессор выполнен с программным обеспечением для сигнализации о допустимой и недопустимой дозе облучения в часовом, дневном, недельном, месячном, годовом интервале.
Детектор излучения выполнен с возможностью измерения альфа, бета, гамма и нейтронного излучений, а также солнечной радиации, с возможностью передачи результатов измерения через радиоблок.
Клавиатура содержит дополнительные клавиши для управления работой в режиме измерения дозы облучения.
Радиоблок выполнен с возможностью определения местоположения контролируемого объекта в пространстве с помощью систем GPS или ГЛО-НАСС, и с возможностью передавать через радиоблок установленные координаты местоположения контролируемого объекта в пространстве.
Процессор выполнен с возможностью, позволяющей наносить установленные координаты местоположения контролируемого объекта в пространстве на карту местности.
Процессор выполнен с возможностью, позволяющей сохранять в блоке памяти дату и время каждого проведенного измерения, и с возможностью передавать через радиоблок дату и время каждого проведенного измерения.
Процессор выполнен с возможностью, позволяющей производить встроенным в мобильное радиоустройство фотоаппаратом фотографирование проверяемого объекта и его окружения и сохранять фотографии и видеоролики в блоке памяти, а также с возможностью передавать фотографии и видеоролики на приемную сторону через радиоблок.
Процессор выполнен с возможностью, позволяющей фиксировать в блоке памяти дополнительные текстовые или речевые комментарии пользователя к каждому проведенному измерению, и с возможностью передавать через радиоблок дополнительные текстовые или речевые комментарии пользователя к каждому проведенному измерению.
Повышающий трансформатор, выпрямитель, детектор излучения, формирователь импульсов и блок сопряжения, входящие в состав измерительного блока, размещены в едином кожухе.
Повышающий трансформатор и блок сопряжения соединены с аудио-блоком через штекер JACK AUDIO.
Задачей настоящей полезной модели является создание достаточно простого и удобного в использовании мобильного радиоустройства, обеспечивающего индикацию радиоактивного излучения и позволяющего проводить оперативную передачу результатов контроля радиоактивности контролируемого образца или контролируемого участка местности.
Суть предлагаемого технического решения поясняется на фиг.1, где представлена обобщенная структурная схема заявляемой полезной модели.
На фиг.1 использованы следующие обозначения: 1 - блок питания, 2 - аудиоблок, 3 - повышающий трансформатор, 4 - блок сопряжения, 5 - клавиатура, 6 - процессор, 7 - блок памяти, 8 - блок индикации, 9 - выпрямитель, 10 - детектор излучения, 11 - формирователь импульсов, 12 - радиоблок.
Рассматриваемое мобильное радиоустройство с дозиметром-радиометром, содержит измерительный блок и мобильное радиоустройство. В кожухе измерительного блока размещены последовательно соединенные повышающий трансформатор 3, выпрямитель 9, детектор 10 излучения, формирователь 11 импульсов, блок 4 сопряжения. В корпусе мобильного радиоустройства размещен блок 1 питания, выполненный с возможностью подачи питающих напряжений ко всем электронным узлам и блокам, расположенным в корпусе мобильного радиоустройства (соединения блока 1 питания с другими электронными узлами и блоками на фиг.1 не показаны). В состав мобильного радиоустройства входит также аудиоблок 2, клавиатура 5, процессор 6, блок 7 памяти, блок 8 индикации и радиоблок 12. Соответствующие входы и выходы процессора 6 соединены с радиоблоком 12 и с блоком 7 памяти. Вход блока 8 индикации подключен к соответствующему выходу процессора 6. Клавиатура 5 подключена к соответствующему входу процессора 6. Информационные вход и выход аудиоблока 2 соединены с соответствующими выходом и входом процессора 6, аудиовыход подключен ко входу измерительного блока, который является входом повышающего трансформатора 3, а вход микрофона аудиоблока 2 соединен с выходом измерительного блока, который является выходом блока 4 сопряжения.
Мобильное радиоустройство (с входящими в его состав блоком 1 питания, аудиоблоком 2, клавиатурой 5, процессором 6, блоком 7 памяти, блоком 8 индикации и радиоблоком 12) представляет собой обычный мобильный телефон, блок 7 памяти которого позволяет производить введение дополнительных программ работы, а клавиатура 5 позволяет переходить на эти программы работы и возвращаться к выполнению стандартных программ.
Повышающий трансформатор 3 и выпрямитель 9 представляют собой стандартные электротехнические блоки.
Детектор 10 излучения может быть выполнен на основе счетчика Гейгера-Мюллера - очень популярного детектора ионизирующего излучения (http://www.youtube.coni/watch?v=UZopH8xpi I w). Такой же детектор используется в указанных выше аналогах данной полезной модели: патентах US №4672544 G01T 1/18, G01T 1/22 от 12.08.1983, ЕР №0881507 G01T 1/169, G01T 7/00 от 28.05.1997.
Формирователь 11 импульсов в простейшем случае может включать в свой состав схему согласования (на двух резисторах, стабилитроне и конденсаторе). Несколько отличный от простейшего вариант схемы формирователя 11 импульсов приведен в указанном выше аналоге данной полезной модели (патент US №4672544 G01T 1/18, G01T 1/22 от 12.08.1983).
Блок 4 сопряжения в простейшем случае может быть выполнен в виде делителя напряжения на двух резисторах.
В качестве элемента, обеспечивающего соединение и разъединение мобильного радиоустройства и измерительного блока может быть использован штекер ^АСК AUDIO. Такие штекеры широко выпускаются и доступны на
коммерческом рынке.
Таким образом, все функциональные узлы и элементы рассматриваемого устройства широко известны и доступны на коммерческом рынке или могут быть легко изготовлены. Поэтому возможность практической реализации рассматриваемого мобильного радиоустройства с дозиметром-радиометром не вызывает сомнений.
Предлагаемое мобильное радиоустройство с дозиметром-радиометром (фиг.1) работает следующим образом.
Перед началом контроля испытуемого образца мобильное радиоустройство выполняет функции обычного мобильного телефона. Блок 1 питания при этом включен, и требуемое питание поступает на все узлы, расположенные внутри корпуса мобильного радиоустройства.
Измерение радиоактивного загрязнения контролируемого образца начинается с того, что пользователь подключает измерительный блок к мобильному радиоустройству.
При таком подключении осуществляется связь корпусных контактов мобильного радиоустройства и измерительного блока (то есть, создается общая шина земли мобильного радиоустройства и измерительного блока). Кроме того, внутри кожуха измерительного блока:
- вход повышающего трансформатора 3 подключается к контакту аудиовыхода аудиоблока 2,
- выход блока 4 сопряжения подключается к контакту входа микрофона аудиоблока 2.
Затем пользователь с помощью клавиатуры 5 формирует на процессор 6 команду, запускающую программу измерения радиоактивного загрязнения контролируемого образца. Эта команда может подаваться, например, путем нажатия специальных клавиш (если такие имеются на клавиатуре 5). Процессор 6 после получения команды обращается к блоку 7 памяти для введения программы работы в режиме измерения радиоактивного загрязнения контролируемого образца. После ввода программы процессор 6 включает блок 8 индикации, информируя пользователя об изменении режима работы мобильного радиоустройства. Вид этой информации пользователя устанавливается программой работы в режиме измерения радиоактивного загрязнения контролируемого образца и может быть звуковым, видеосигналом на экране монитора блока 8 индикации, специальным вибросигналом или комбинацией этих сигналов.
Затем аудиоблок 2 по команде процессора 6 формирует на своем аудиовыходе сигнал в виде немодулированного сигнала с заданной частотой и амплитудой, установленными в программе режима измерения радиоактивного загрязнения контролируемого образца.
Этот сигнал является входным сигналом для повышающего трансформатора 3, входящего в состав измерительного блока. Повышающий трансформатор 3 повышает напряжение входного сигнала до требуемой величины, после чего этот сигнал поступает на выпрямитель 9. Выходным сигналом выпрямителя 9 является высокое напряжение, необходимое для обеспечения работы детектора 10 излучения. Напряжение должно соответствовать так называемому "плато", то есть диапазону питающих напряжений детектора 10 излучения, небольшие колебания внутри которого не влияют на результат измерения.
На выходе детектора 10 излучения вследствие ударной ионизации формируются короткие импульсы. Формирователь 11 импульсов приводит поступающие на него короткие импульсы к заданной амплитуде и длительности, после чего передает полученные импульсы в блок 4 сопряжения.
Блок 4 сопряжения приводит поступающие на его вход импульсы к виду, необходимому для поступления на вход микрофона аудиоблока 2. Далее эти импульсы попадают в мобильное радиоустройство - на вход микрофона аудиоблока 2.
Напряжение питания для формирователя 11 импульсов и блока 4 сопряжения может быть, например, сформировано на повышающем трансформаторе 3 путем намотки дополнительной обмотки и последующего выпрямления.
В мобильном радиоустройстве импульсные сигналы с аудиблока 2 поступают в процессор 6, где подсчитываются за установленный при программировании интервал времени. Полученные результаты сравниваются в процессоре 6 с предельно допустимыми, взятыми из блока 7 памяти. Далее процессор 6 формирует и отражает на блоке 8 индикации информационное сообщение, типа "НОРМА 80% ДОПУСКА" или "ПРЕВЫШЕНИЕ 240% ДОПУСК". Сигнал о формировании такого сообщения передается для запоминания в блок 7 памяти в сопровождении в сопровождении служебной информации о дате и времени каждого проведенного измерения. В общем случае информационные сообщения могут выводиться на блоке 8 индикации в графическом, табличном или текстовом виде и сопровождаться подачей необходимых звуковых или вибрационных сигналов.
При этом процессор 6 выполняется с программным обеспечением для сигнализации о допустимой и недопустимой дозе облучения в часовом, дневном, недельном, месячном и годовом интервале.
Через радиоблок 12 полученный результат, при необходимости, передается процессором 6 заинтересованному потребителю. Дополнительно может передаваться служебная информация о дате и времени каждого проведенного измерения. Эта информация поступает в процессор 6 из блока 7 памяти для передачи через радиоблок 12.
При этом результат может быть дополнен данными местоположения объекта, для которого производился контроль. Эти данные могут быть получены навигационными приборами с помощью систем GPS или ГЛОНАСС (если в состав радиоблока 12 мобильного радиоустройства входят такие навигационные приборы). В этом случае результатом проверки может быть, например, вывод о превышении допустимого уровня радиоактивного загрязнения на определенном поле или на определенной свалке мусора.
При необходимости процессор 6 через блок 8 индикации может проставить местоположение контролируемого объекта на карте местности.
В состав мобильного радиоустройства может быть встроен фотоаппарат (на чертеже фиг.1 не показан). В этом случае процессор 6 может проводить фотографирование проверяемого объекта и его окружения, после чего сохранять фотографии и видеоролики в блоке 7 памяти. В зависимости от установленной в процессоре 6 программы работы, фотографии и видеоролики могут быть также переданы на приемную сторону через радиоблок 12.
По окончании измерения пользователь может передать через аудио-блок 2 в процессор 6 дополнительные текстовые или речевые комментарии к проведенному измерению. Эти комментарии пользователя, в зависимости от установленной программы работы, могут быть зафиксированы в блоке 7 памяти и/или переданы на приемную сторону, заинтересованному пользователю, через радиоблок 12.
По окончании всех измерений пользователь с помощью клавиатуры 5 формирует на процессор 6 команду отключения программы измерения радиоактивного загрязнения контролируемого образца.
По описанной выше методике может быть проведено измерение альфа, бета, гамма и нейтронного излучений, а также солнечной радиации. Вид проводимого измерения определяется типом используемого детектора 10 излучения, который, в общем случае, может быть съемным и заменяемым.
Наиболее комфортные для потребителя соединение и разъединение мобильном радиоустройстве и измерительного блока, в кожухе которого размещены повышающий трансформатор 3, выпрямитель 9, детектор 10 излучения, формирователь 11 импульсов и блок 4 сопряжения, обеспечиваются при использовании для соединения и разъединения штекера JACK AUDIO. Такие штекеры серийно выпускаются.
При использовании штекера JACK AUDIO его контакты служат для:
- передачи сигнала с аудиовыхода аудиоблока 2 на вход повышающего трансформатора 3;
- передачи сигнала с выхода блока 4 сопряжения на вход микрофона аудиоблока2;
- соединения корпусных шин (-^-) мобильного радиоустройства и измерительного блока.
Таким образом, благодаря введенным узлам и связям, решена задача полезной модели: осуществлено создание простого и удобного в использовании мобильного устройства на базе широко известного мобильного телефона, которое обеспечивает оперативный контроль радиоактивности и оперативную передачу результатов контроля радиоактивности контролируемого образца или контролируемого участка местности.