基于多微处理器主从式核物位监测系统的研制

３２１ 探 测器 ．．
核仪表 按探 测器 的不 同 ， 可分 为 闪烁 体 、盖 革计数
管 、电离 室等几 种 。在本 课题 中 ， 过综 合 比较 ， 经 探测 器 选用 了盖格计 数管 。优 点 ： 成本 低 、温度影 响小 、外
围 电路 简单、工作可靠 。缺点 ： 探测效率 低（ 相对于 闪烁 体探测器 ） 。根据盖革计 数管的特点 ， 计了如 图所示 的 设
和 自 动 控 制 技 术 的 研 究
（ 接第 ６ 上 ９页 ）
０ 毒
，
参考 文献 ：
［］李 朝 晖 ， 弘 ． 字 图像 处 理 及 应 用 【 ． 京 ： 械 工 业 １ 张 数 Ｍ】北 机 出 版 社 ，０ ４ １－８ ． ２ ０ ：０ ０ ［］卢 结 成 ， 龙 标 ， ２ 吴 宋卫 国 ． 种 火 灾 图像 探 测系 统 的研 究 一
ｄ为 介质 厚 度 ；
当盛 装 介质 的容器 内有 、 无 介质 时其 射 线 强度 将 分 别 为 Ｉ ｌ Ｉ２ 、 。根 据 公 式 则有 Ｉ ｌ １０ｅ一“ 、 ＝
Ｉ ２＝ １ 一 ０ ｅ
式 中 Ｉ 为 有介 质 时 的射 线强 度 ；Ｉ， 介 质 时射 无
作 者 简介： 林奇峰 （ ８ 一 ， 研 究生 ， 究方向 ： １ ５ ） 男， ９ 研 虚拟仪 器
与硬件在 环仿真 。
Ｔ ｃ ｎ ｕ ｓｏ ｔｍａｉ ＆ Ａ ｐｉ ｔ ｎ ７７ ｅ ｈ ｉ ｅ ｆ ｏ ｔ ｎ ｑ Ａｕ ｏ ｐ ｌ ａｉ ｓ Ｉ ｃ ｏ
图２
核物 位监 测 系统各 部分 外形 结构 图
线强度 ， ｄ， ０时的 射线 强度 。 即 ＝
由于 上述 公 式 中 ｅ ０ 因子的作 用 ，Ｉ， ＞ Ｉ 的 ＞ 将被 测 的两 种状态 下 的射线 强度进行 Ｎ ￣ 比较 ， Ｉ ｔ Ｊ 即 可判 断介质 的 “ ”“ ” 空 满 。
之 间 的信 息交 换 采用 主从 方 式 的串行 通讯 。主控 制 器
对 ８个通道控 制器 轮流查 询 ， 各通道控 制器 只对 与本通 道相 关的命 令 做 出反 应 。
量 现 场 ， 次仪 表一 般 安 装在 控 制 室 。辐 射 源安 装 在 二
特 制 的工 作 铅罐 中 ， 辐射 源 经 铅罐 上 的准直 孔形 成 一 个 直径 很 小 的射 线束射 出 ， 作 铅罐 备 有 可 以控 制 辐 工
集 中控制 的工 业现 场 ， 可用较 少仪 表 ， 成高密 度物 位 形
的集 约化 控制 ， 具有广 泛 的应用 前景 。
参考 文献 ：
［］丁 富荣 等 ． 射 物 理 【 】北 京 ： 京 大学 出版 社 ，０ ４ １ 辐 Ｍ ． 北 ２０ ．
【】 ２ 童诗 白等 ． 模拟 电子技术基 础 【 ． Ｍ】北京 ： 高等教育出版
图 ３ 二 次仪表 电路 图
自动 化 技 术 与 应 用 》２ １年 第 ３ ０１ ０卷第 ５期
主控 制器 软 件 的功 能 主要 是 显 示各 通 道 的实 时数 据和 报警 状态 ， 各通道 的预设 参数 进 行修 改 、存 储 。 对
通道 控 制器 软件 的功能 是 通过 控 制单 片机 内部计 数器
通 【 ． 京 ： 华 大 学 出版 社 ，０ ７ ３ ２ １ ． Ｍ］北 清 ２ ０ ： １ ３ ３
［ ３ 菊清 ， 】吴 李祥 萍 ， 伟 芳 等 ． 粉 离 合 器 磁 粉 特 性 及 其 相 包 磁 关 参 数 关 系 ［］ 海 有 色 金属 ，９ ９ ２ （）５ ＿ ６ Ｊ． 上 １９ ，０２ ： １ ５ ． ［】穆 安 乐 ， 大 宁 ． 向混 合 驱 动 实 验 平 台 加 载 的 磁 粉 制 ４ 原 面
射 源射 出的 开 关 。探 测器 采 用 金 属外 壳 ， 壳 能有 效 外
屏 蔽 各 种 电磁 辐 射 并 保 护 内 部 电路 ， 以 适 应 应 用 现 可
场 的各 种 恶劣 环 境 。
３ ２ 仪 器 硬 件 电路 设 计 。
多 通 道 主 从 式 核 物 位 监 测 系 统 硬 件 电路 可 分 为 探 测器 和 二 次仪 表 两 部分 。 １台二 次 仪表 可 以带 ８个
４ 结束 语
多通 道主从 式核物位 监测系 统采用多 ＣＰＵ 的设计
思 想 的 同 时 采 用 了 微 处 理 器 对 信 号 进 行 数 字 化 技 术 处
进 行数 据 采集 ， 并将采 集 的数据 进行 处理 ， 转化 为辐 射 强度 ， 后根据 数据 结果 进行 各种 输 出控 制 。 最
理， 抗干扰 鉴 别技术 的 应用 ， 得核 物位 监测 系统具 有 使 数字标 定 、测量 准确 、反应 时间快 、抗干扰 能力 强 、测 量 灵敏 度高 ， 在检 测点处辐射 强度达到 ７ ｕ ｈ物位计 ５ Ｒ／ 即可正 常工作等性 能。 同时具有 掉 电保护 、安 装方便等 特点 。多 通道主 从式 核物位 监测系 统应用 于多点检 测 、
社 ，０ １ ２０ ．
［】Ａ Ｍ Ｅ ９ ５ 用 户 手 册【】２ １ ｍｅ Ｃ ｒｏａｉｎ ３ Ｔ Ｌ ８Ｃ ２ Ｚ ．０ ０Ａｔ ｌ ｏｐ ｒｔ ． ｏ ［】马 忠 梅 ， 顺 心 ， 凯 等 ． 片 机 的 ｃ 言 应 用 程 序 设 计 ４ 籍 张 单 语
【 ． 京 ： 空 航 天 大 学 出版 社 ，９ ９ Ｍ】北 航 １９ ．
动 器 磁 滞 特性 研 究 【１西 安 理 工 大 学 学 报 ，０ ８ ２ （）５ — １ Ｊ． ２ ０ ，４１：８ ６ ．
Ｉ ｎ ｕ ｌ ｅｉｇＣ ． ａｒｎ ＵＳ Ｇ ｎ ｒｌＭｏｏｓ １９ ． ＡＳ Ａ ｎ ａ Ｍｅｔ ［ ］ ｎ Ｗ ｒｅ ， Ａ： ｅ ｅａ ｔｒ ，９ ４
［】陈锡辉 ， ５ 张银鸿 ．ａ ＶＩ Ｗ ．０程序设计从入门到精 Ｌ ｂ Ｅ ８２
探 测 器 电路 。探 测 器 传 来 的 信 号 经 过 ３个 反 向器 先 整
形 ， 形后 的信 号作 为振 荡器 的控制 开 关 ， 整 振荡 器的 输 出经整 形 、驱动 后提供 给主机 处理Ｉ 。盖革 计数管 的探 ２ 】 测效率 是很低 的 ， 以在 低辐射剂 量下 的信号捕捉 很 困 所
积增 长产生 的干扰 ， 实验 表 明该 判别方 法能有 效 的区分
出稳定 火焰 和 失控 火焰 。
作 者 简介：冯世 成 （ 一），男， 理 工程 师，研 究方 向： １９８３ 助 通
信 、 仪 控 设 计
（ 接第 ７ 上 ３页 ）
Ｅ ｅ ｔ ｏ ｇ ｅ ｉ ｒｉ ｌ ｌ ｔ Ｉ ＥＥ Ｐ ｏ ｅ ｄ ｎ ｓ ｏ ｈ ９ ｈ ｌｃ ｒ ｍａ ｎ ｔｃ Ｐａ ｔ ｅ Ｃ ｕ ｈ：Ｅ ｒ ｃ ｅ ｉ ｇ ｆｔ ｅ ２ ｔ ｃ
【】姜 志 海 ， 艳 雷 ． 片机 的 Ｃ语 言 设 计 程 序 设 计 与 应 用 ５ 赵 单
【 ． 京： Ｍ】北 电子 工 业 出版 社 ，０ ８ ２０ ．
作 者 简介 ：罗向 东 （ １９ ６一） ６ ，，副研 究 员，主要从 事仪表 设计
图５
各通 道控 制器软 件流 程 图
控 火 焰 其 尖 角 数 目随 时 间 变 化 较 大 。 本 文 通 过 计 算 连
【 】 Ｗ ＡＮＧ Ｓ ＵＨ ＡＩ ＣＨＥＮ Ｓ ３ Ｈ ， ＨＵ ＸＩ ， Ｎ ＣＨＥ Ｎ
ＳＨＵ Ｗ ＡＮＧ． ｈｅ ｇ ｉ ｏ． ｘｐ ｒｍ ｅ ｔ ｌ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ Ｆｉｅ Ａｎ ｓ ｎ ｂ ａ Ｅ ｅ ｉ ｎ ａ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ
难， 而且信号 的统计 涨落很 大 。使用设 计的探 测器 电路
处理 后 ， 得信 号 的捕捉 非常 容易 ， 使 相应 ．
多通道 主从 式核物 位监 测系统 是一个 基于 ５ 单 片 １
图１
多通道 核料 位测 量 计原 理 示意 图
机 的分布 式系统 。二 次仪表见 图所 示。主要 由 １ 主控 个 制器和 ８ 个通道 控制器组 成。主控制器 与各通道控制器
３ 系 统 设 计
３ １ 外 部 结 构 设 计 ．
多通道 主从 式核 物 位监 测 系 统包 含 辐射 源 、探 测 器 和二 次 仪表 ３部分 ， 中辐 射 源 和探 测 器 安 装在 测 其
续火 焰 图像 的平均 面积 ， 而迭代 出其 面积 增 长率 ， 从 通
过设 定面积 增长率 阀值来确 定是否 为 失控 火焰 ； 通过火
焰 尖 角判据 来 排 除稳定 火 焰 向摄像 头靠 近等 造 成 的面
Ｓ ｋ ｏ ｉｅ Ａｕ ｏ ｔ ｅ ｅ ｔ ｎ Ｃ ．Ｃ ＭＩ ０ ７ Ｘｉ ｍｏ ｅ ｆ ｒ Ｆ ｒ ｔ ｍａ ｉ Ｄ ｔ ｃｉ ［ 】Ｉ Ｅ ’２ ０ ． ’ ｃ ｏ ａ ｈ ｎ ． ０ ７ Ｘｉ ｎ Ｉ Ｅ ’２ ０ ， ０ ７ （ ） ２ ０ ２ ２ ｎ Ｃ ｉ ａ ２ ０ ． ’ａ ：Ｃ ＭＩ ０ ７ ２ ０ ， ： ２ － ２ ． ４
［】仪 器 仪 表 学 报 ， ０ １ （ ）４ ８ ４ ． Ｊ． ２ ０ ，４ ： ３ ４ ０
综上 所述 ， 于非移 动 稳定 火焰 而 言 ， 火焰 面 积 对 其 随时 问变化 不大 ， 而失控火焰其火焰 面积随时 问增 大 ； 对
于移 动的稳 定火焰其 尖角数 目随时间变化 小 ， 对于 失 而
仪 器 仪 表 与 检 测 技 术
Ｉ ｓ ｕｒ ｎ ｔ ｒ Ａｅ ｎｔ Ｉ ｎ ａｔｏ ａｎｄ ｅａｓ ｕｒ ｅｎｔ Ｍ ｍ
《 动 化 技 木 与 应 用 ｚ １ 自 ０ １年第 ３ ０眷 第 ５期
Ｉ
１ 一 ０ ｅ
探 测器 。
式 中 ：Ｉ 为射 线被 介质 吸收后 的强 度 ； Ｉ 为射 线被介质 吸收前的强度 ； 为介质吸收 系数 ；