[发明专利]自适应开环式测量氡析出率方法及装置

权利要求书

1.一种自适应开环式测量氡析出率方法，测量时将集氡罩扣在待测介质1的表面，然后开启气泵不断从外界泵入干净的空气，集氡罩中氡浓度的变化可用式（1）描述:

       （1）

J为被测介质表面氡析出率；S为集氡罩的底面积；V为集氡罩空间体积；L为泵的流量；为集氡罩内氡的衰变引起的氡浓度变化；λ为氡的衰变常数()；C(t)为集氡罩内积累t时刻的氡浓度；R为氡的泄漏和反扩散率；t为集氡的时间；

由于λ和R非常小，远远小于，式（1）可简化为：

          （2）

令集氡罩内氡的初始浓度为零，解得：

          （3）

当t足够大时，式（3）可简化为：

                 （4）

即：            （5）

这样利用式（5）就可快速得到氡析出率；其特征是：利用前几个测量周期的测量数据，自动得到氡析出率的近似值J₁，再自适应的调节气泵的流率大小，最终较准确的测量得到氡析出率；在测量开始的几个周期，利用控制器调节气泵的初始流率L₀，当L₀非常小时，集氡罩内氡浓度变化规律仍可用式（2）来近似描述：

对式（2）中的可以按泰勒级数近似展开保留1次项，式(2)变化为：

            （6）

由于管道的空隙体积非常小，可忽略，测氡仪的测量室内的氡浓度为：

            (7)

式中为测量室的体积，式（7）的解为：

      （8）

对按泰勒级数展开，保留二次项，式（8）可变化为：

                （9）

可以近似认为测氡仪内测量室内氡浓度按式（8）式或（9）变化，测氡仪测量前几个测量周期的氡浓度变化规律，利用数据拟合，就可得到氡析出率的近似值J₁，假设集氡罩内的氡浓度大于C₀，测氡仪就能够较准确的测量氡浓度，根据式（4）和C₀的值，就可以确定使得集氡罩内氡浓度大于C₀，气泵的流率的大小L₁，自动调节气泵的流率到L₁，气泵运行一段时间就可以使得集氡罩内氡浓度趋于恒定且大于C₀，就可以较准确的测量得到氡析出率。

2.根据权利要求1所述的一种自适应开环式测量氡析出率方法，其特征是：当采用带有电磁阀的装置测量时，在测量开始的几个个周期，电磁阀关闭，三通电磁阀A-C开通，B-C关闭，气泵的流率较高，这样就没有从外界抽入空气，集氡罩内的空气与测氡仪内测量室内的空气高速循环，可以近似认为测氡仪内测量室内氡浓度按式（6）变化，只是式（6）中的体积V不仅仅包含集氡罩的体积，还需包括测氡仪的测量室的体积，即：

             (10)

式中为测氡仪的测量室的体积；

测氡仪测量前几个测量周期的氡浓度变化规律，利用式（10）进行数据拟合，就可得到氡析出率的近似值J₁，根据式（4）和C₀的值，就可以确定使得集氡罩内氡浓度大于C₀，气泵的流率的大小L₁，三通电磁阀A-C关闭，B-C开通，电磁阀开通，自动调节泵的流率到L₁，从外界抽入空气，泵运行一段时间就可以使得集氡罩内氡浓度趋于恒定且大于C₀，就可以较准确的测量得到氡析出率。

3.一种自适应开环式测量氡析出率装置，其特征是：它由集氡罩、控制器、流量计、测氡仪、可调流率的气泵组成；集氡罩的出气口通过管道与气泵连接，气泵通过管道与测氡仪的进气口连接，测氡仪的出气口通过管道与流量计连接，控制器通过电路与测氡仪、流量计及可调流率的气泵连接；测氡仪及流量计的测量数据都送到控制器，控制器控制可调流率气泵的流率。

4.根据权利要求3所述的一种自适应开环式测量氡析出率装置，其特征是：在集氡罩的进气管道上设有一个电磁阀，在流量计的出气管道上设有一个三通电磁阀，三通电磁阀的A端通过管道与电磁阀和集氡罩之间的进气管道连接；测氡仪及流量计的测量数据都送到控制器，控制器控制可调流率气泵的流率、电磁阀和三通电磁阀的开、闭。